驱动内核模式下的字符串操作

sk19880221

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);