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内核模式下的字符串操作

2016-08-31 21:37 375 查看
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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