詳解C語言內核字符串拷貝與比較

更新時間：2022年09月29日 14:57:47 作者：lyshark

本文將探索一下字符串的拷貝與比較，與應用層不同內核字符串拷貝與比較也需要使用內核專用的API函數(shù)，字符串的拷貝往往伴隨有內核內存分配，我們將首先簡單介紹內核如何分配堆空間，然后再以此為契機簡介字符串的拷貝與比較

在上一篇文章《驅動開發(fā)：內核字符串轉換方法》中簡單介紹了內核是如何使用字符串以及字符串之間的轉換方法，本章將繼續(xù)探索字符串的拷貝與比較，與應用層不同內核字符串拷貝與比較也需要使用內核專用的API函數(shù)，字符串的拷貝往往伴隨有內核內存分配，我們將首先簡單介紹內核如何分配堆空間，然后再以此為契機簡介字符串的拷貝與比較。

首先內核中的堆棧分配可以使用ExAllocatePool()這個內核函數(shù)實現(xiàn)，此外還可以使用ExAllocatePoolWithTag()函數(shù)，兩者的區(qū)別是，第一個函數(shù)可以直接分配內存，第二個函數(shù)在分配時需要指定一個標簽，此外內核屬性常用的有兩種NonPagedPool用于分配非分頁內存，而PagePool則用于分配分頁內存，在開發(fā)中推薦使用非分頁內存，因為分頁內存數(shù)量有限。

內存分配使用ExAllocatePool函數(shù)，內存拷貝可使用RtlCopyMemory函數(shù)，需要注意該函數(shù)其實是對Memcpy函數(shù)的包裝。

#include <ntifs.h>

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("驅動已卸載 \n");
}

// PowerBy: LyShark
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	UNICODE_STRING uncode_buffer = { 0 };

	DbgPrint("hello lyshark \n");

	wchar_t * wchar_string = L"hello lyshark";

	// 設置最大長度
	uncode_buffer.MaximumLength = 1024;

	// 分配內存空間
	uncode_buffer.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, 1024);

	// 設置字符長度 因為是寬字符，所以是字符長度的 2 倍
	uncode_buffer.Length = wcslen(wchar_string) * 2;

	// 保證緩沖區(qū)足夠大，否則程序終止
	ASSERT(uncode_buffer.MaximumLength >= uncode_buffer.Length);

	// 將 wchar_string 中的字符串拷貝到 uncode_buffer.Buffer
	RtlCopyMemory(uncode_buffer.Buffer, wchar_string, uncode_buffer.Length);

	// 設置字符串長度 并輸出
	uncode_buffer.Length = wcslen(wchar_string) * 2;
	DbgPrint("輸出字符串: %wZ \n", uncode_buffer);

	// 釋放堆空間
	ExFreePool(uncode_buffer.Buffer);
	uncode_buffer.Buffer = NULL;
	uncode_buffer.Length = uncode_buffer.MaximumLength = 0;

	DbgPrint("驅動已加載 \n");
	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

實現(xiàn)空間分配

字符串結構UNICODE_STRING可以定義數(shù)組，空間的分配也可以循環(huán)進行，例如我們分配十個字符串結構，并輸出結構內的參數(shù)。

#include <ntifs.h>

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("驅動已卸載 \n");
}

// PowerBy: LyShark
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	UNICODE_STRING uncode_buffer[10] = { 0 };
	wchar_t * wchar_string = L"hello lyshark";

	DbgPrint("hello lyshark \n");

	int size = sizeof(uncode_buffer) / sizeof(uncode_buffer[0]);
	DbgPrint("數(shù)組長度: %d \n", size);

	for (int x = 0; x < size; x++)
	{
		// 分配空間
		uncode_buffer[x].Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, 1024);

		// 設置長度
		uncode_buffer[x].MaximumLength = 1024;
		uncode_buffer[x].Length = wcslen(wchar_string) * sizeof(WCHAR);
		ASSERT(uncode_buffer[x].MaximumLength >= uncode_buffer[x].Length);

		// 拷貝字符串并輸出
		RtlCopyMemory(uncode_buffer[x].Buffer, wchar_string, uncode_buffer[x].Length);
		uncode_buffer[x].Length = wcslen(wchar_string) * sizeof(WCHAR);
		DbgPrint("循環(huán): %d 輸出字符串: %wZ \n", x, uncode_buffer[x]);

		// 釋放內存
		ExFreePool(uncode_buffer[x].Buffer);
		uncode_buffer[x].Buffer = NULL;
		uncode_buffer[x].Length = uncode_buffer[x].MaximumLength = 0;
	}

	DbgPrint("驅動加載成功 \n");
	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

實現(xiàn)字符串拷貝

此處可以直接使用RtlCopyMemory函數(shù)直接對內存操作，也可以調用內核提供的RtlCopyUnicodeString函數(shù)來實現(xiàn)，具體代碼如下。

#include <ntifs.h>

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("驅動已卸載 \n");
}

// PowerBy: LyShark
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint("hello lyshark \n");

	UNICODE_STRING uncode_buffer_source = { 0 };
	UNICODE_STRING uncode_buffer_target = { 0 };

	// 該函數(shù)可用于初始化字符串
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_source, L"hello lyshark");

	// 初始化target字符串,分配空間
	uncode_buffer_target.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, 1024);
	uncode_buffer_target.MaximumLength = 1024;

	// 將source中的內容拷貝到target中
	RtlCopyUnicodeString(&uncode_buffer_target, &uncode_buffer_source);

	// 輸出結果
	DbgPrint("source = %wZ \n", &uncode_buffer_source);
	DbgPrint("target = %wZ \n", &uncode_buffer_target);

	// 釋放空間 source 無需銷毀
	// 如果強制釋放掉source則會導致系統(tǒng)藍屏,因為source是在棧上的
	RtlFreeUnicodeString(&uncode_buffer_target);

	DbgPrint("驅動加載成功 \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

實現(xiàn)字符串比較

如果需要比較兩個UNICODE_STRING字符串結構體是否相等，那么可以使用RtlEqualUnicodeString這個內核函數(shù)實現(xiàn)，該函數(shù)第三個參數(shù)是返回值類型，如果是TRUE則默認返回真，否則返回假，具體代碼如下。

#include <ntifs.h>

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("驅動已卸載 \n");
}

// PowerBy: LyShark
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint("hello lyshark \n");

	UNICODE_STRING uncode_buffer_source = { 0 };
	UNICODE_STRING uncode_buffer_target = { 0 };

	// 該函數(shù)可用于初始化字符串
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_source, L"hello lyshark");
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_target, L"hello lyshark");

	// 比較字符串是否相等
	if (RtlEqualUnicodeString(&uncode_buffer_source, &uncode_buffer_target, TRUE))
	{
		DbgPrint("字符串相等 \n");
	}
	else
	{
		DbgPrint("字符串不相等 \n");
	}

	DbgPrint("驅動加載成功 \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

有時在字符串比較時需要統(tǒng)一字符串格式，例如全部變大寫以后在做比較等，此時可以使用RtlUpcaseUnicodeString函數(shù)將小寫字符串為大寫，然后在做比較，代碼如下。

#include <ntifs.h>

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("驅動已卸載 \n");
}

// PowerBy: LyShark
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint("hello lyshark \n");

	UNICODE_STRING uncode_buffer_source = { 0 };
	UNICODE_STRING uncode_buffer_target = { 0 };

	// 該函數(shù)可用于初始化字符串
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_source, L"hello lyshark");
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_target, L"HELLO LYSHARK");

	// 字符串小寫變大寫
	RtlUpcaseUnicodeString(&uncode_buffer_target, &uncode_buffer_source, TRUE);
	DbgPrint("小寫輸出: %wZ \n", &uncode_buffer_source);
	DbgPrint("變大寫輸出: %wZ \n", &uncode_buffer_target);

	// 銷毀字符串
	RtlFreeUnicodeString(&uncode_buffer_target);

	DbgPrint("驅動加載成功 \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：