驅動開發：內核字元串拷貝與比較

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

首先內核中的堆棧分配可以使用ExAllocatePool()這個內核函數實現，此外還可以使用ExAllocatePoolWithTag()函數，兩者的區別是，第一個函數可以直接分配記憶體，第二個函數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用於分配非分頁記憶體，而PagePool則用於分配分頁記憶體，在開發中推薦使用非分頁記憶體，因為分頁記憶體數量有限。

記憶體分配使用ExAllocatePool函數，記憶體拷貝可使用RtlCopyMemory函數，需要註意該函數其實是對Memcpy函數的包裝。

#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;

	// 分配記憶體空間
	uncode_buffer.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, 1024);

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

	// 保證緩衝區足夠大，否則程式終止
	ASSERT(uncode_buffer.MaximumLength >= uncode_buffer.Length);

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

	// 設置字元串長度 並輸出
	uncode_buffer.Length = wcslen(wchar_string) * 2;
	DbgPrint("輸出字元串: %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("驅動已載入 \n");
	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

實現空間分配，字元串結構UNICODE_STRING可以定義數組，空間的分配也可以迴圈進行，例如我們分配十個字元串結構，並輸出結構內的參數。

#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);

		// 拷貝字元串並輸出
		RtlCopyMemory(uncode_buffer[x].Buffer, wchar_string, uncode_buffer[x].Length);
		uncode_buffer[x].Length = wcslen(wchar_string) * sizeof(WCHAR);
		DbgPrint("迴圈: %d 輸出字元串: %wZ \n", x, uncode_buffer[x]);

		// 釋放記憶體
		ExFreePool(uncode_buffer[x].Buffer);
		uncode_buffer[x].Buffer = NULL;
		uncode_buffer[x].Length = uncode_buffer[x].MaximumLength = 0;
	}

	DbgPrint("驅動載入成功 \n");
	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

實現字元串拷貝，此處可以直接使用RtlCopyMemory函數直接對記憶體操作，也可以調用內核提供的RtlCopyUnicodeString函數來實現，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 };

	// 該函數可用於初始化字元串
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_source, L"hello lyshark");

	// 初始化target字元串,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則會導致系統藍屏,因為source是在棧上的
	RtlFreeUnicodeString(&uncode_buffer_target);

	DbgPrint("驅動載入成功 \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

實現字元串比較，如果需要比較兩個UNICODE_STRING字元串結構體是否相等，那麼可以使用RtlEqualUnicodeString這個內核函數實現，該函數第三個參數是返回值類型，如果是TRUE則預設返回真，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 };

	// 該函數可用於初始化字元串
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_source, L"hello lyshark");
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_target, L"hello lyshark");

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

	DbgPrint("驅動載入成功 \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：

有時在字元串比較時需要統一字元串格式，例如全部變大寫以後在做比較等，此時可以使用RtlUpcaseUnicodeString函數將小寫字元串為大寫，然後在做比較，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 };

	// 該函數可用於初始化字元串
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_source, L"hello lyshark");
	RtlInitUnicodeString(&uncode_buffer_target, L"HELLO LYSHARK");

	// 字元串小寫變大寫
	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);

	// 銷毀字元串
	RtlFreeUnicodeString(&uncode_buffer_target);

	DbgPrint("驅動載入成功 \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

代碼輸出效果：