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内核模式下的字符串操作

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发表于 2017-6-1 14:50:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
1)ASCII字符串和宽字符串


在应用程序中使用两种字符:
a) char型字符串,负责记录ANSI字符集,它是指向一个char数组的指针,每个char型变量大小是一个字节,字符串是以0标志字符串结束的;
b) wchar_t型的宽字符串,负责描述unicode字符集,它是指向一个wchar_t数组的指针,wchar_t字符大小为两个字节,字符串以0标志字符串结束。
例:
ANSI字符构造如下:char *str1 = "ASCE";
UNICODE字符构造如下:wchar_t *str2 = L"ASCE";
注:在构造字符串时使用关键字“L”,编译器会自动生成所需要的宽字符

在驱动开发中,DDK将char和wchar_t替换成CHAR和WCHAR。
驱动程序中使用KdPrint宏打印ASCII字符串和宽字符串:
例:


CHAR
*string1 =
"ASCE";
KdPrint(("%s\n", string1));
//注意是小写%s

WCHAR *string2
= L"ASCE";

KdPrint(("%S\n", string2));



2)ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串

DDK不鼓励程序员使用C语言的字符串,主要是因为标准C字符串处理函数容易导致缓冲区溢出等错误。应该使用DDK自定义的字符串:
这个结构对ASCII字符串进行封装:




typedef
struct _STRING {

USHORT Length;
//字符的长度,单位是字节


USHORT MaximumLength;
//整个字符串缓冲区的最大长度


PCHAR Buffer;
//缓冲区的指针


} ANSI_STRING,
*PANSI_STRING;


标准C字符串中,如果缓冲区长度是N,则只能容纳N-1个字符的字符串,最后一个字节存储NULL;
而在STRING字符串中,缓冲区大小是MaximumLength,最大字符串长度可以是MaximumLength,而不是MaximumLength-1。



DDK将宽字符串封装成UNICODE_STRING数据结构:




typedef
struct _UNICODE_STRING {

USHORT Length;
//字符的长度,单位是字节。如果是N个字符,那么Length等于N的2倍


USHORT MaximumLength;
//整个字符串缓冲区的最大长度,单位是字节


PWSTR Buffer;
//缓冲区的指针


} UNICODE_STRING,
*PUNICODE_STRING;


与ANSI_STRING一样,UNICODE_STRING字符串不是以NULL为结束标志的。



打印这两种字符串方法如下:



ANSI_STRING ansiString;


//此处略去对ansiString的初始化

KdPrint(("%Z\n",
&ansiString));
//注意是%Z

UNICODE_STRING uniString;

//此处略去对uniString的初始化

KdPrint(("%wZ\n",
&uniString));



3)字符的初始化和销毁

ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串使用前需要进行初始化,有两种方法构造这个数据结构:

(1)使用DDK提供的函数:


初始化ANSI_STRING字符串:

VOID RtlInitAnsiString(


__out PANSI_STRING DestinationString,
//要初始化的ANSI_STRING字符串


__in_opt PCSZ SourceString //字符串的内容


);

初始化UNICODE_STRING字符串:

VOID RtlInitUnicodeString(


__out PUNICODE_STRING DestinationString,
//要初始化的UNICODE_STRING字符串


__in_opt PCWSTR SourceString //字符串的内容


);

这种初始化的优点是操作简单,用完后不用清理内存。但有一个问题,就是如果修改SourceString,同时会导致DestinationString字符发生变化:


ANSI_STRING ansiString;

CHAR *string
= "asce";


//初始化ANSI_STRING字符串


RtlInitAnsiString(&ansiString,
string);


KdPrint(("ansiString: %Z\n",
&ansiString));


//改变string


string[0]
= 'a';


string[1]
= 's';


string[2]
= 'c';


string[3]
= 'e';


//改变string的同时ansiString也改变了


KdPrint(("ansiString: %Z\n",
&ansiString));



(2)程序员自己申请内存,并初始化内存,当不用字符串时,需要回收字符串占用的内存:



#define BUFFER_SIZE 1024


UNICODE_STRING UnicodeString =
{0};


//设置缓冲区大小


UnicodeString.MaximumLength
= BUFFER_SIZE;

//分配内存


UnicodeString.Buffer
= (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);


WCHAR *wideString
= L"ASCE";




//设置字符串长度,因为是宽字符,所以是字符长度的倍


UnicodeString.Length
= 2*wcslen(wideString);


//保证缓冲区足够大,否则程序终止


ASSERT(UnicodeString.MaximumLength
>= UnicodeString.Length);


//内存复制


RtlCopyString(UnicodeString.Buffer, wideString, UnicodeString.Length);




KdPrint(("UnicodeString: %wZ\n",
&UnicodeString));




//清理内存


ExFreePool(UnicodeString.Buffer);


UnicodeString.Buffer
= NULL;


UnicodeString.Length
= UnicodeString.MaximumLength
= 0;

对于最后一步清理内存,DDK给出了简化函数,分别是RtlFreeAnsiString和RtlFreeUnicodeString,这两个函数内部调用了ExFreePool去回收内存的。


4)字符串复制

DDK提供针对ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串的复制字符串函数:



VOID RtlCopyString(


__out PSTRING DestinationString,
//目的字符串


__in_opt const
STRING *SourceString
//源字符串


);

VOID RtlCopyUnicodeString(


__inout PUNICODE_STRING DestinationString,
//目的字符串


__in_opt PCUNICODE_STRING SourceString //源字符串


);


下面代码说明了RtlCopyUnicodeString函数的使用:



#define BUFFER_SIZE 1024


//初始化UnicodeString1


UNICODE_STRING UnicodeString1;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"ASCE");




//初始化UnicodeString2


UNICODE_STRING UnicodeString2 =
{0};


UnicodeString2.Buffer
= (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);


UnicodeString2.MaximumLength
= BUFFER_SIZE;



//将初始化UnicodeString1复制到UnicodeString2


RtlCopyUnicodeString(&UnicodeString2,
&UnicodeString1);




//分别显示UnicodeString1和UnicodeString2


KdPrint(("UnicodeString1: %wZ\n",
&UnicodeString1));


KdPrint(("UnicodeString2: %wZ\n",
&UnicodeString2));




//销毁UnicodeString2,注意:UnicodeString1不用销毁


RtlFreeUnicodeString(&UnicodeString2);


5)字符串比较

DDK提供了对ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串的相关比较函数:



LONG RtlCompareString(


__in const STRING
*String1,
//要比较的第一个字符串


__in const STRING
*String2,
//要比较的第二个字符串


__in BOOLEAN CaseInSensitive //是否对大小写敏感


);

LONG RtlCompareUnicodeString(


__in PCUNICODE_STRING String1,
//要比较的第一个字符串


__in PCUNICODE_STRING String2,
//要比较的第二个字符串


__in BOOLEAN CaseInSensitive //是否对大小写敏感


);


DDK同时提供了RtlEqualString和RtlEqualUnicodeString函数,返回为非零代表相等,零代表不相等:



BOOLEAN RtlEqualString(


__in const STRING
*String1,

__in const STRING
*String2,

__in BOOLEAN CaseInSensitive

);

BOOLEAN RtlEqualUnicodeString(

__in PCUNICODE_STRING String1,

__in PCUNICODE_STRING String2,

__in BOOLEAN CaseInSensitive

);


函数实例:



//初始化UnicodeString1


UNICODE_STRING UnicodeString1;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"ASCE");




//初始化UnicodeString2


UNICODE_STRING UnicodeString2;

RtlnitUnicodeString(&UnicodeString2, L"ASCE BOY");




//判断字符串是否相等


if(RtlEqualUnicodeString(&UnicodeString1,
&UnicodeString2,
TRUE))


{

KdPrint(("UnicodeString1 and UnicodeString2 are equal\n"));


}

else

{

KdPrint(("UnicodeString1 and UnicodeString2 are not euqal\n"));


}


6)字符串转化成大写

DDK提供的将ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串转换成大写的函数如下:

VOID RtlUpperString(

__inout PSTRING DestinationString, //目的字符串

__in const STRING *SourceString //源字符串

);

NTSTATUS RtlUpcaseUnicodeString(

__inout PUNICODE_STRING DestinationString, //目的字符串

__in PCUNICODE_STRING SourceString, //源字符串

__in BOOLEAN AllocateDestinationString //是否为目的字符串分配内存,

//目的字符串和源字符串可以是同一个字符串

);

实例代码:

//初始化UnicodeString1

UNICODE_STRING UnicodeString;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"ASCE BOY");

//变化前

KdPrint(("UnicodeString: %wZ\n", &UnicodeString));

//转化成大写

RtlUpcaseUnicodeString(&UnicodeString, &UnicodeString, FALSE);

//变化后

KdPrint(("UnicodeString: %wZ\n", &UnicodeString));



7)字符串与整型数字相互转换

将UNICODE_STRING字符串转换成整数:

NTSTATUS RtlUnicodeStringToInteger(

__in PCUNICODE_STRING String, //需要转换的字符串

__in_opt ULONG Base, //转换的数的进制(如2、8、10、16)

__out PULONG Value //需要转换的数字

);



将整数转换成UNICODE_STRING字符串:

NTSTATUS RtlIntegerToUnicodeString(

__in ULONG Value, //需要转换的数字

__in_opt ULONG Base, //转换的数的进制(2、8、10、16)

__inout PUNICODE_STRING String //需要转换的字符串

);

实例代码如下:

#define BUFFER_SIZE 1024

//字符串转换成数字

UNICODE_STRING UnicodeString;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"-100");

ULONG lNumber;



NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToInteger(&UnicodeString, 10, &lNumber);

if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

KdPrint(("Conver to integer successfully\n"));

KdPrint(("Result : %d\n", lNumber));

}

else

{

KdPrint(("Conver to integer failed\n"));

}



//将数字转换成字符串

UNICODE_STRING UnicodeStringSec = {0};

UnicodeStringSec.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);

UnicodeStringSec.MaximumLength = BUFFER_SIZE;

nStatus = RtlIntegerToUnicodeString(200, 10, &UnicodeStringSec);



if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

KdPrint(("Cover to string successfully\n"));

KdPrint(("Result : %wZ\n", &UnicodeStringSec));

}

else

{

KdPrint(("Conver to string failed\n"));

}



//销毁UnicodeStringSec,注意:UnicodeString不用销毁

RtlFreeUnicodeString(&UnicodeStringSec);



8)ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串的转换

将UNICODE_STRING字符串转换成ANSI_STRING字符串:

NTSTATUS RtlUnicodeStringToAnsiString(

__inout PANSI_STRING DestinationString, //需要被转换的字符串

__in PCUNICODE_STRING SourceString, //需要转换的源字符串

__in BOOLEAN AllocateDestinationString //是否需要对被转换字符串分配内存

);

将ANSI_STRING字符串转换成UNICODE_STRING字符串:

NTSTATUS RtlAnsiStringToUnicodeString(

__inout PUNICODE_STRING DestinationString, //需要被转换的字符串

__in PCANSI_STRING SourceString, //需要转换的源字符串

__in BOOLEAN AllocateDestinationString //是否需要对被转换字符串分配内存

);

实例代码如下:

//将UNICODE_STRING字符串转换成ANSI_STRING字符串

UNICODE_STRING UnicodeString;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"ASCE BOY");



ANSI_STRING AnsiString;

NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToAnsiString(&AnsiString,

&UnicodeString, TRUE);


if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

KdPrint(("Conver successfully\n"));

KdPrint(("Result:%Z\n", &AnsiString));

}

else

{

KdPrint(("Conver failed\n"));

}

//销毁AnsiString

RtlFreeAnsiString(&AnsiString);



//将ANSI_STRING字符串转换成UNICODE_STRING字符串

ANSI_STRING AnsiStringSec;

RtlInitString(&AnsiStringSec, "ASCE BOY");



UNICODE_STRING UnicodeStringSec;

nStatus = RtlAnsiStringToUnicodeString(&UnicodeStringSec,

&AnsiStringSec, TRUE);

if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

KdPrint(("Conver successfully\n"));

KdPrint(("Result: %wZ\n", &UnicodeStringSec));

}

else

{

KdPrint(("Conver failed\n"));

}



//销毁UnicodeStringSec

RtlFreeUnicodeString(&UnicodeStringSec);
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