驱动内核模式下的字符串操作

三木目

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：

1. CHAR *string1 = "ASCE";
   
2. KdPrint(("%s\n", string1)); //注意是小写%s
   
3. 
   
4. WCHAR *string2 = L"ASCE";
   
5. KdPrint(("%S\n", string2));

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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：  

1. typedef struct _STRING {
   
2.   USHORT Length; //字符的长度，单位是字节
   
3.   USHORT MaximumLength; //整个字符串缓冲区的最大长度
   
4.   PCHAR Buffer; //缓冲区的指针
   
5. } ANSI_STRING, *PANSI_STRING;

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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：     

1. typedef struct _UNICODE_STRING {
   
2.   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
   
3.   USHORT MaximumLength; //整个字符串缓冲区的最大长度，单位是字节
   
4.   PWSTR Buffer; //缓冲区的指针
   
5. } UNICODE_STRING, *PUNICODE_STRING;

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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：   

1. ANSI_STRING ansiString;
   
2. //此处略去对ansiString的初始化
   
3. 
   
4. KdPrint(("%Z\n", &ansiString)); //注意是%Z
   
5. 
   
6. UNICODE_STRING uniString;
   
7. //此处略去对uniString的初始化
   
8. 
   
9. KdPrint(("%wZ\n", &uniString));

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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：
  

1. VOID RtlInitAnsiString(
   
2.   __out PANSI_STRING DestinationString, //要初始化的ANSI_STRING字符串
   
3.   __in_opt PCSZ SourceString //字符串的内容
   
4. );

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初始化UNICODE_STRING字符串：

1. VOID RtlInitUnicodeString(
   
2.   __out PUNICODE_STRING DestinationString, //要初始化的UNICODE_STRING字符串
   
3.   __in_opt PCWSTR SourceString //字符串的内容
   
4. );

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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：

1. ANSI_STRING ansiString;
   
2. CHAR *string = "asce";
   
3. 
   
4. //初始化ANSI_STRING字符串
   
5. RtlInitAnsiString(&ansiString, string);
   
6. KdPrint(("ansiString: %Z\n", &ansiString));
   
7.   
   
8. //改变string
   
9. string[0] = 'a';
   
10. string[1] = 's';
    
11. string[2] = 'c';
    
12. string[3] = 'e';
    
13.   
    
14. //改变string的同时ansiString也改变了
    
15. KdPrint(("ansiString: %Z\n", &ansiString));

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(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：   

1. #define BUFFER_SIZE 1024
   
2.   
   
3. UNICODE_STRING UnicodeString = {0};
   
4.   
   
5. //设置缓冲区大小
   
6. UnicodeString.MaximumLength = BUFFER_SIZE;
   
7.   
   
8. //分配内存
   
9. UnicodeString.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);
   
10. WCHAR *wideString = L"ASCE";
    
11. 
    
12. //设置字符串长度，因为是宽字符，所以是字符长度的倍
    
13. UnicodeString.Length = 2*wcslen(wideString);
    
14.   
    
15. //保证缓冲区足够大，否则程序终止
    
16. ASSERT(UnicodeString.MaximumLength >= UnicodeString.Length);
    
17.   
    
18. //内存复制
    
19. RtlCopyString(UnicodeString.Buffer, wideString, UnicodeString.Length);
    
20. 
    
21. KdPrint(("UnicodeString: %wZ\n", &UnicodeString));
    
22. 
    
23. //清理内存
    
24. ExFreePool(UnicodeString.Buffer);
    
25. 
    
26. UnicodeString.Buffer = NULL;
    
27. 
    
28. UnicodeString.Length = UnicodeString.MaximumLength = 0;

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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：   
  

1. VOID RtlCopyString(
   
2.   __out PSTRING DestinationString, //目的字符串
   
3.   __in_opt const STRING *SourceString //源字符串
   
4. );
   
5.   
   
6. VOID RtlCopyUnicodeString(
   
7.   __inout PUNICODE_STRING DestinationString, //目的字符串
   
8.   __in_opt PCUNICODE_STRING SourceString //源字符串
   
9. );

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下面代码说明了RtlCopyUnicodeString函数的使用：   

1. #define BUFFER_SIZE 1024
   
2.   
   
3. //初始化UnicodeString1
   
4. UNICODE_STRING UnicodeString1;
   
5. RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"ASCE");
   
6. 
   
7. //初始化UnicodeString2
   
8. UNICODE_STRING UnicodeString2 = {0};
   
9. UnicodeString2.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);
   
10. UnicodeString2.MaximumLength = BUFFER_SIZE;
    
11. 
    
12. //将初始化UnicodeString1复制到UnicodeString2
    
13. RtlCopyUnicodeString(&UnicodeString2, &UnicodeString1);
    
14. 
    
15. //分别显示UnicodeString1和UnicodeString2
    
16. KdPrint(("UnicodeString1: %wZ\n", &UnicodeString1));
    
17. KdPrint(("UnicodeString2: %wZ\n", &UnicodeString2));
    
18. 
    
19. //销毁UnicodeString2，注意：UnicodeString1不用销毁
    
20. RtlFreeUnicodeString(&UnicodeString2);

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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：   

1. LONG RtlCompareString(
   
2.   __in const STRING *String1, //要比较的第一个字符串
   
3.   __in const STRING *String2, //要比较的第二个字符串
   
4.   __in BOOLEAN CaseInSensitive //是否对大小写敏感
   
5. );
   
6.   
   
7. LONG RtlCompareUnicodeString(
   
8.   __in PCUNICODE_STRING String1, //要比较的第一个字符串
   
9.   __in PCUNICODE_STRING String2, //要比较的第二个字符串
   
10.   __in BOOLEAN CaseInSensitive //是否对大小写敏感
    
11. );

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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：   

1. BOOLEAN RtlEqualString(
   
2.   __in const STRING *String1,
   
3.   __in const STRING *String2,
   
4.   __in BOOLEAN CaseInSensitive
   
5. );
   
6.   
   
7. BOOLEAN RtlEqualUnicodeString(
   
8.   __in PCUNICODE_STRING String1,
   
9.   __in PCUNICODE_STRING String2,
   
10.   __in BOOLEAN CaseInSensitive
    
11. );

复制代码

  
函数实例：   

1. //初始化UnicodeString1
   
2. UNICODE_STRING UnicodeString1;
   
3. RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"ASCE");
   
4. 
   
5. //初始化UnicodeString2
   
6. UNICODE_STRING UnicodeString2;
   
7. RtlnitUnicodeString(&UnicodeString2, L"ASCE BOY");
   
8. 
   
9. //判断字符串是否相等
   
10. if(RtlEqualUnicodeString(&UnicodeString1, &UnicodeString2, TRUE))
    
11. {
    
12.          KdPrint(("UnicodeString1 and UnicodeString2 are equal\n"));
    
13. } else {
    
14.          KdPrint(("UnicodeString1 and UnicodeString2 are not euqal\n"));
    
15. }

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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：   

1. VOID RtlUpperString(   
   
2.   __inout  PSTRING DestinationString, //目的字符串   
   
3.   __in     const STRING *SourceString //源字符串   
   
4. );   
   
5.   
   
6. NTSTATUS RtlUpcaseUnicodeString(   
   
7.   __inout  PUNICODE_STRING DestinationString, //目的字符串   
   
8.   __in     PCUNICODE_STRING SourceString, //源字符串   
   
9.   __in     BOOLEAN AllocateDestinationString //是否为目的字符串分配内存，   
   
10. //目的字符串和源字符串可以是同一个字符串   
    
11. );   

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实例代码：   

1. //初始化UnicodeString1   
   
2. UNICODE_STRING UnicodeString;   
   
3. RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"ASCE BOY");   
   
4.   
   
5. //变化前   
   
6. KdPrint(("UnicodeString: %wZ\n", &UnicodeString));   
   
7.   
   
8. //转化成大写   
   
9. RtlUpcaseUnicodeString(&UnicodeString, &UnicodeString, FALSE);   
   
10.   
    
11. //变化后   
    
12. KdPrint(("UnicodeString: %wZ\n", &UnicodeString));   

复制代码

  
   
7）字符串与整型数字相互转换   
  
将UNICODE_STRING字符串转换成整数：   

1. NTSTATUS RtlUnicodeStringToInteger(   
   
2.   __in      PCUNICODE_STRING String, //需要转换的字符串   
   
3.   __in_opt  ULONG Base, //转换的数的进制(如2、8、10、16)   
   
4.   __out     PULONG Value //需要转换的数字   
   
5. );   

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将整数转换成UNICODE_STRING字符串：   

1. NTSTATUS RtlIntegerToUnicodeString(   
   
2.   __in      ULONG Value, //需要转换的数字   
   
3.   __in_opt  ULONG Base, //转换的数的进制(2、8、10、16)   
   
4.   __inout   PUNICODE_STRING String //需要转换的字符串   
   
5. );

复制代码

  
实例代码如下：   

1. #define BUFFER_SIZE 1024   
   
2.   
   
3. //字符串转换成数字   
   
4. UNICODE_STRING UnicodeString;   
   
5. RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"-100");   
   
6. ULONG lNumber;   
   
7. NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToInteger(&UnicodeString, 10, &lNumber);   
   
8. if(NT_SUCCESS(nStatus))   
   
9. {   
   
10.          KdPrint(("Conver to integer successfully\n"));   
    
11.          KdPrint(("Result : %d\n", lNumber));   
    
12. }   
    
13. else  
    
14. {   
    
15.          KdPrint(("Conver to integer failed\n"));   
    
16. }   
    
17. 
    
18. //将数字转换成字符串   
    
19. UNICODE_STRING UnicodeStringSec = {0};   
    
20. UnicodeStringSec.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);   
    
21. UnicodeStringSec.MaximumLength = BUFFER_SIZE;   
    
22.   
    
23. nStatus = RtlIntegerToUnicodeString(200, 10, &UnicodeStringSec);   
    
24. 
    
25. if(NT_SUCCESS(nStatus))   
    
26. {   
    
27.          KdPrint(("Cover to string successfully\n"));   
    
28.          KdPrint(("Result : %wZ\n", &UnicodeStringSec));   
    
29. }   
    
30. else  
    
31. {   
    
32.          KdPrint(("Conver to string failed\n"));   
    
33. }   
    
34. 
    
35. //销毁UnicodeStringSec，注意：UnicodeString不用销毁   
    
36. RtlFreeUnicodeString(&UnicodeStringSec);   
    

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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：   

1. //将UNICODE_STRING字符串转换成ANSI_STRING字符串   
   
2. UNICODE_STRING UnicodeString;   
   
3. RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"ASCE BOY");   
   
4. ANSI_STRING AnsiString;   
   
5. NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToAnsiString(&AnsiString,  &UnicodeString, TRUE);   
   
6. if(NT_SUCCESS(nStatus))   
   
7. {   
   
8.          KdPrint(("Conver successfully\n"));   
   
9.          KdPrint(("Result:%Z\n", &AnsiString));   
   
10. }   
    
11. else  
    
12. {   
    
13.          KdPrint(("Conver failed\n"));   
    
14. }   
    
15. //销毁AnsiString   
    
16. RtlFreeAnsiString(&AnsiString);   
    
17.   
    
18.    
    
19. //将ANSI_STRING字符串转换成UNICODE_STRING字符串   
    
20. ANSI_STRING AnsiStringSec;   
    
21. RtlInitString(&AnsiStringSec, "ASCE BOY");   
    
22. UNICODE_STRING UnicodeStringSec;   
    
23. nStatus = RtlAnsiStringToUnicodeString(&UnicodeStringSec,&AnsiStringSec, TRUE);   
    
24. if(NT_SUCCESS(nStatus))   
    
25. {   
    
26.          KdPrint(("Conver successfully\n"));   
    
27.          KdPrint(("Result: %wZ\n", &UnicodeStringSec));   
    
28. }   
    
29. else  
    
30. {   
    
31.          KdPrint(("Conver failed\n"));   
    
32. }   
    
33. 
    
34. //销毁UnicodeStringSec   
    
35. RtlFreeUnicodeString(&UnicodeStringSec);  

复制代码