Windows内核编程之：字符串操作

Jacqueline季

内核模式下的字符串操作

1、ASCII字符串和宽字符串
在驱动程序开发中，DDK将char和wchar_t类别，替换成CHAR和WCHAR类别
驱动程序中用KdPrint打印ASCII字符串和宽字符串：
打印ASCII字符串

CHAR *string = "Hello";
KdPrint("%s\n", string);
打印宽字符串

WCHAR *string = L"Hello";
KdPrint("%S\n", string);
2、ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串
2.1、ANSI_STRING字符串：

typedef struct _STRING
{
    USHORT Length;
    USHORT MaximumLength;
    PCHAR Buffer;
}STRING;
typedef STRING ANSI_STRING;
typedef PSTRING PANSI_STRING;

typedef STRING OEM_STRING;
typedef PSTRING POEM_STRING;
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这个数据结构对ASCII字符串进行了封装
Length:字符的长度
MaximumLength:整个字符串缓冲区的最大长度
Buffer:缓冲区的指针
注意：和标准的字符不同，STRING字符串不是以0标志字符的结束。字符长度依靠
Length字段。在标准C中的字符串中，如果缓冲区长度是N，那么只能容纳N-1个字
符的字符串，这是因为要留一个字节存储NULL。而在STRING字符串中，缓冲区的大小
MaximumLength，最大的字符串长度可以是MaximumLength，而不是MaximumLength-1

2.2、UNICODE_STRING字符串：

typedef struct _UNICODE_STRING
{
    USHORT Length;
    USHORT MaxmumLength;
    PWSTR Buffer;
} UNICODE_STRING;
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
MaximumLength:整个字符串缓冲区的最大长度，单位也是字节
Buffer:缓冲区的指针

2.3、KdPrint打印ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串
打印ANSI_STRING字符串:

ANSI_STRING ansiString;
//省去对ansiString初始化
KdPrint("%Z\n", &ansiString);
打印UNICODE_STRING字符串:
UNICODE_STRING uniString;
//省去对uniString初始化
KdPrint("%wZ\n", &uniString);

3、字符串的初始化与销毁
3.1、方法一使用DDK提供了相应的函数

/************************************************************************
* 函数名称:RtlInitAnsiString
* 功能描述:初始化ANSI_STRING字符串
* 参数列表:
        DestinationString:要初始化的ANSI_STRING字符
        SourceString:字符串的内容
* 返回 值:VOID
*************************************************************************/
VOID RtlInitAnsiString(
    IN OUT PANSI_STRING DestinationString,
    IN PCSZ SourceString)

使用方法：

ANSI_STRING AnsiString1;
CHAR* string1 = "hello";
RtlInitAnsiString(&AnsiString1,string1);

/************************************************************************
* 函数名称:RtlInitUnicodeString
* 功能描述:初始化UNICODE_STRING字符串
* 参数列表:
        DestinationString:要初始化的UNICODE_STRING字符
        SourceString:字符串的内容
* 返回 值:VOID
*************************************************************************/
VOID RtlInitUnicodeString(
    IN OUT PANSI_STRING DestinationString,
    IN PCSZ SourceString)
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使用方法：

UNICODE_STRING UniString1;
CHAR* string1 = "hello";
RtlInitUnicodeString(&UniString1,string1);
这中办法是将AnsiString1中的Buffer等于string1指针。这种初始化的优点是
操作简单，用完后不用清理内存。但带来另外一个问题，如果修改string1,同时
会导致AnsiString1字符串发生变化

ANSI_STRING AnsiString1;
CHAR* string1 = "hello";
//初始化ANSI_STRING字符串
RtlInitAnsiString(&AnsiString1,string1);
KdPrint(("AnsiString1:%Z\n", &AnsiString1));//打印hello
//改变string1
string1[0]='H';
string1[1]='E';
string1[2]='L';
string1[3]='L';
string1[4]='o';
//改变string1,AnsiString1同样会导致变化
KdPrint(("AnsiString1:%Z\n", &AnsiString1));//打印HELLO

3.1、另外一种方法是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 UnicodeString1 = {0};
//设置缓冲区大小
UnicodeString1.MaximumLength = BUFFER_SIZE;
//分配内存
UnicodeString1.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);
WCHAR* wideString = L"hello";
//设置字符串长度，因为是宽字符，所以是字符长度的2倍
UnicodeString1.Length = 2 * wcslen(wideString);
//保证缓冲区足够大，否则程序终止
ASSERT(UnicodeString1.MaximumLength >= UnicodeString1.Length);
//内存赋值
RtlCopyMemory(UnicodeString1.Buffer, wideString, UnicodeString1.Length);

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

//清理内存
ExFreePool(UnicodeString1.Buffer);
UnicodeString1.Buffer = NULL;
UnicodeString1.Length = UnicodeString1.MaximumLength = 0;

清理内存，DDK同样给出了简化函数分别是

RtlFreeAnsiString
RtlFreeUnicodeString
这两个函数内部调用了ExFreePool去回收内存

4、字符串复制

/************************************************************************
* 函数名称:RtlCopyString
* 功能描述:ANSI_STRING字符串复制
* 参数列表:
        DestinationString:目的字符串
        SourceString:源字符串
* 返回 值:VOID
*************************************************************************/
VOID RtlCopyString(
    IN OUT PSTRING DestinationString,
    IN PSTRING SourceString OPTIONAL);

/************************************************************************
* 函数名称:RtlCopyUnicodeString
* 功能描述:UNICODE_STRING字符串复制
* 参数列表:
        DestinationString:目的字符串
        SourceString:源字符串
* 返回 值:VOID
*************************************************************************/
VOID RtlCopyUnicodeString(
    IN OUT PUNICODE_STRING DestinationString,
    IN PUNICODE_STRING SourceString OPTIONAL);

使用方法：

//初始化UnicodeString1
UNICODE_STRING UnicodeString1;
RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"Hello World");

//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

/************************************************************************
* 函数名称:RtlCompareString
* 功能描述:ANSI_STRING字符串比较
* 参数列表:
        String1:要比较的第一个字符串
        String2:要比较的第二个字符串
        CaseInSensitive:是否对大小写敏感
* 返回 值:比较结果
        如果函数返回值为0，表示两个字符串相等
        如果小于0，则表示第一个字符串小于第二个字符串
        如果大于0，则表示第一个字符串大于第二个字符串
*************************************************************************/
LONG RtlCompareString(
    IN PSTRING String1,
    IN PSTRING String2,
    IN BOOLEAN CaseInSensitive);

/************************************************************************
* 函数名称:RtlCompareUnicodeString
* 功能描述:UNICODE_STRING字符串比较
* 参数列表:
        String1:要比较的第一个字符串
        String2:要比较的第二个字符串
        CaseInSensitive:是否对大小写敏感
* 返回 值:比较结果
        如果函数返回值为0，表示两个字符串相等
        如果小于0，则表示第一个字符串小于第二个字符串
        如果大于0，则表示第一个字符串大于第二个字符串
*************************************************************************/
LONG RtlCompareUnicodeString(
    IN PUNICODE_STRING String1,
    IN PUNICODE_STRING String2,
    IN BOOLEAN CaseInSensitive);

如何使用RtlCompareUnicoodeString函数

UNICODE_STRING UnicodeString2;
RtlInitUnicodeString(&UnicodeString2, L"Hello");
//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 equal\n"));
}


6、字符串转化成大写

/************************************************************************
* 函数名称:RtlUpperString
* 功能描述:UNICODE_STRING字符串转化成大写
* 参数列表:
        DestinationString:目的字符串
        SourceString:源字符串
* 返回 值:VOID
*************************************************************************/
VOID RtlUpperString(
    IN OUT PSTRING DestinationString,
    IN PSTRING SourceString);

/************************************************************************
* 函数名称:RtlUpperString
* 功能描述:UNICODE_STRING字符串转化成大写
* 参数列表:
        DestinationString:目的字符串
        SourceString:源字符串
        AllocateDesttinationString:是否为目的字符串分配内存
* 返回 值:VOID
*************************************************************************/
NTSTATUS RtlUpcaseUnicodeString(
    IN OUT PUNICODE_STRING DestinationString OPTIONAL,
    IN PCUNICODE_STRING SourceString,
    IN BOOLEAN AllocateDesttinationString);


如何使用RtlUpcaseUnicodeString函数


//初始化UnicodeString1
UNICODE_STRING UnicodeString1;
RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"Hello World");
//变化钱
KdPrint(("UnicodeString1:%wZ\n", &UnicodeString1));
//转换成大写
RtlUpcaseUnicodeString(&UnicodeString1,&UnicodeString2,FALSE);
//变化后
KdPrint(("UnicodeString1:%wZ\n", &UnicodeString1));
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7、字符串与整型数字相互转换

/************************************************************************
* 函数名称:RtlUnicodeStringToInteger
* 功能描述:UNICODE_STRING字符串转化成整型数字
* 参数列表:
        String:需要转化的字符串
        Base:转换的数的进制(2,8,10,16)
        Value:需要转换的数字
* 返回 值:指明是否转换成功
*************************************************************************/
NTSTATUS RtlUnicodeStringToInteger(
IN PUNICODE_STRING String,
IN ULONG Base OPTIONAL,
OUT PULONG Value);

/************************************************************************
* 函数名称:RtlIntegerToUnicodeString
* 功能描述:UNICODE_STRING字符串转化成整型数字
* 参数列表:
        Value:需要转化的数字
        Base:转换的数的进制(2,8,10,16)
        String:需要转换的字符串
* 返回 值:指明是否转换成功
*************************************************************************/
NTSTATUS RtlIntegerToUnicodeString(
IN ULONG Value,
IN ULONG Base OPTIONAL,
OUT PUNICODE_STRING  String);



字符串与整型数字相互转换的实例

//(1)字符串转换成数字
//初始化UnicodeString1
UNICODE_STRING UnicodeString1;
RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"-100");

ULONG lNumber;
NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToInteger(&UnicodeString1, 10, &lNumber);
if( NT_SUCCESS(nStatus) )
{
    KdPrint(("Conver To Integer successfullu!\n"));
    KdPrint(("Result:%d\n", lNumber));
}
else
{
    KdPrint(("Conver to integer unsuccessfully!\n"));
}

//(2)数字转换成字符串
//初始化UnicodeString2
UNICODE_STRING UnicodeString2;
UnicodeString2.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);
UnicodeString2.MaximumLength = BUFFER_SIZE;
nStatus = RtlIntegerToUnicodeString(200, 10, &UnicodeString2);

if( NT_SUCCESS(nStatus) )
{
    KdPrint(("Conver to string successfuall!\n"));
    KdPrint(("Result:%wZ\n", &UnicodeString2));
}
else
{
    KdPrint(("Conver to string unsuccessfully!\n"));
}

//注销UniocdeString2
//注意：UnicodeString1不用销毁
RtlFreeUnicodeString(&UniocdeString2);




8、ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串相互转换

/************************************************************************
* 函数名称:RtlUnicodeStringToAnsiString
* 功能描述:将UNICODE_STRING字符串转化成ANSI_STRING字符串
* 参数列表:
        DestinationString:需要转化的字符串
        SourceString:需要转换的原字符串
        AllocateDesctinationString:是否需要对被转换的字符串分配内存
* 返回 值:指明是否转换成功
*************************************************************************/
NTSTATUS RtlUnicodeStringToAnsiString(
INT OUT PANSI_STRING DestinationString,
IN PUNICODE_STRING SourceString,
IN BOOLEAN AllocateDesctinationString);

/************************************************************************
* 函数名称:RtlAnsiStringToUnicodeString
* 功能描述:将ANSI_STRING字符串转化成UNICODE_STRING字符串
* 参数列表:
        DestinationString:需要转化的字符串
        SourceString:需要转换的原字符串
        AllocateDesctinationString:是否需要对被转换的字符串分配内存
* 返回 值:指明是否转换成功
*************************************************************************/
NTSTATUS RtlAnsiStringToUnicodeString(
INT OUT PUNICODE_STRING DestinationString,
IN PANSI_STRING SourceString,
IN BOOLEAN AllocateDesctinationString);
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ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串的相互转换

复制代码
//(1)将UNICODE_STRING字符串转换成ANSI_STRING字符串
//初始化UnicodeString1
UNICODE_STRING UnicodeString1;
RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"Hello World");

ANSI_STRING AnsiString1;
NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToAnsiString(&AnsiString1, &UnicodeString1, TRUE);
if( NT_SUCCESS(nStatus) )
{
    KdPrint(("Conver successfully!\n"));
    KdPrint(("Result:%Z\n", &AnsiString1));
}
else
{
    KdPrint(("Conver unsuccessfully\n"));
}

//销毁AnsiString1
RtlFreeAnsiString(&AnsiString1);

//(2)将ANSI_STRIN字符串转换成GUNICODE_STRING字符串
//初始化AnsiString2
ANSI_STRING AnsiString2;
RtlInitString(&AnsiString2, "Hello World");
UNICODE_STRING UnicodeString2;
nStatus = RtlAnsiStringToUnicodeString(&UnicodeString2, &AnsiString2, TRUE);

if( NT_SUCCESS(nStatus) )
{
    KdPrint(("Conver successfully!\n"));
    KdPrint(("Result:%Z\n", &UnicodeString2));
}
else
{
    KdPrint(("Conver unsuccessfully\n"));
}

//销毁UnicodeString2
RtlFreeUnicodeString(&UnicodeString2);