Windows内核函数(2) - 内核模式下的文件操作
1. 文件的创建对文件的创建或者打开都是通过内核函数ZwCreateFile实现的。和Windows API类似，这个内核函数返回一个文件句柄，文件的所有操作都是依靠这个句柄进行操作的。在文件操作完毕后，要关闭这个文件句柄。
NTSTATUS
ZwCreateFile(
OUT PHANDLEFileHandle,
IN ACCESS_MASK DesiredAccess,
IN POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes,
OUT PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,
IN PLARGE_INTEGER AllocationSizeOPTIONAL,
IN ULONGFileAttributes,
IN ULONGShareAccess,
IN ULONGCreateDisposition,
IN ULONGCreateOptions,
IN PVOIDEaBufferOPTIONAL,
IN ULONGEaLength
);
FileHandle：返回打开文件的句柄
DesiredAccess： 一般指定为GENERIC_READ 或者 GENERIC_WRITE
ObjectAttributes:是OBJECT_ATTRIBUTES结构的地址,该结构包含要打开的文件名。
IoStatusBlock:指向一个IO_STATUS_BLOCK结构体，该结构接收ZwCreateFile操作的结果状态。
AllocationSize：是一个指针，指向一个64位整数，该数指定文件初始分配时的大小、该参数仅关系到创建或重写文件操作。如果忽略它，那么文件长度将从0开始，并随着写入而增长。
FileAttributes：指定新创建文件的属性，一般为0或FILE_ATTRIBUTE_NORMAL
ShareAccess：指定文件的共享方式，0或者FILE_SHARE_READ
CreateDisposition：指定当文件存在或不存在时，该如何处理
CreateOptions：FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT，指定控制打开操作和句柄使用的附加标志位。
EaBuffer：一个指针，指向可选的扩展属性区
EaLength：扩展属性区的长度
要创建的文件的文件名是通过第三个参数传入的。这个参数是一个OBJECT_ATTRIBUTES得结构。DDK提供了对OBJECT_ATTRIBUTES初始化的宏：
VOID
InitializeObjectAttributes(
OUT POBJECT_ATTRIBUTESInitializedAttributes,
IN PUNICODE_STRINGObjectName,//文件名
IN ULONGAttributes,//一般为OBJ_CASE_INSENSITIVE，对大小写敏感
IN HANDLERootDirectory,//一般为NULL
IN PSECURITY_DESCRIPTORSecurityDescriptor //一般为NULL
);
示例代码：
VOID TetsCreateFile()
{
UNICODE_STRING string;
RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");
OBJECT_ATTRIBUTES objattr;
InitializeObjectAttributes(&objattr,
&string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);
HANDLE hFile;
IO_STATUS_BLOCK iostatus;
NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile,
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, &objattr, &iostatus,
NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0,
FILE_OPEN_IF, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT,
NULL, 0);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
KdPrint(("文件创建失败！\n"));
}
else
{
KdPrint(("文件创建成功！\n"));
}
//文件操作
//......
//关闭文件句柄
ZwClose(hFile);
}
2.文件的创建
除了可以用ZwCreateFile函数打开文件，DDK还为我们提供了一个ZwOpenFile函数用来打开文件，以简化文件的打开操作。
NTSTATUS
ZwOpenFile(
OUT PHANDLEFileHandle,
IN ACCESS_MASKDesiredAccess, //打开权限，一般为GENERIC_ALL
IN POBJECT_ATTRIBUTESObjectAttributes,
OUT PIO_STATUS_BLOCKIoStatusBlock,
IN ULONGShareAccess,
IN ULONGOpenOptions//打开选项,一般为FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT
);
3.获取或修改文件属性
获取和修改文件属性，包括获取文件大小，获取或修改文件指针位置，获取或修改文件名，获取或修改文件属性（只读属性，隐藏属性），获取或修改文件创建，修改日期。
NTSTATUS
ZwSetInformationFile(
IN HANDLEFileHandle,
OUT PIO_STATUS_BLOCKIoStatusBlock,
IN PVOIDFileInformation,
IN ULONGLength,
IN FILE_INFORMATION_CLASSFileInformationClass
);
NTSTATUS
ZwQueryInformationFile(
IN HANDLEFileHandle,
OUT PIO_STATUS_BLOCKIoStatusBlock,
OUT PVOIDFileInformation,
IN ULONGLength,
IN FILE_INFORMATION_CLASSFileInformationClass
);
FileInformation:依据FileInformationClass不同而不同。
Length：FileInformation数据的长度
FileInformationClass：描述修改属性的类型
（1） 当FileInformationClass 是FileStandardInformation 时，输入和输出数据是FILE_STANDARD_INFORMATION结构体，描述文件的标准信息。
typedef struct FILE_STANDARD_INFORMATION {
LARGE_INTEGERAllocationSize; //为文件非配的大小
LARGE_INTEGEREndOfFile; //距离文件结尾还有多少字节
ULONGNumberOfLinks; //有多少要个链接文件
BOOLEANDeletePending; //是否准备删除
BOOLEANDirectory; //是否为目录
} FILE_STANDARD_INFORMATION, *PFILE_STANDARD_INFORMATION;
（2） 当FileInformationClass 是FileBasicInformation 时，输入和输出数据是FILE_BASIC_INFORMATION结构体，描述文件的基本信息。
typedef struct FILE_BASIC_INFORMATION {
LARGE_INTEGERCreationTime;
LARGE_INTEGERLastAccessTime;
LARGE_INTEGERLastWriteTime;
LARGE_INTEGERChangeTime;
ULONGFileAttributes; //文件属性
} FILE_BASIC_INFORMATION, *PFILE_BASIC_INFORMATION;
（3） 当FileInformationClass 是FileNameInformation 时，输入和输出数据是FILE_NAME_INFORMATION结构体，描述文件名信息。
typedef struct _FILE_NAME_INFORMATION {
ULONGFileNameLength; //文件名长度
WCHARFileName; //文件名
} FILE_NAME_INFORMATION, *PFILE_NAME_INFORMATION;
（4） 当FileInformationClass 是FilePositionInformation 时，输入和输出数据是FILE_POSITION_INFORMATION结构体，描述文件指针位置信息。
typedef struct FILE_POSITION_INFORMATION {
LARGE_INTEGERCurrentByteOffset; //代表当期文件指针为止
} FILE_POSITION_INFORMATION, *PFILE_POSITION_INFORMATION;
示例代码：
VOID TetsFile()
{
UNICODE_STRING string;
RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");
OBJECT_ATTRIBUTES objattr;
InitializeObjectAttributes(&objattr,
&string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);
HANDLE hFile;
IO_STATUS_BLOCK iostatus;
//打开文件
NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_READ,
&objattr, &iostatus, NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0, F
ILE_OPEN, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
KdPrint(("文件打开失败！\n"));
}
else
{
KdPrint(("文件打开成功！\n"));
FILE_BASIC_INFORMATION fbi;
//查询文件基本信息
status = ZwQueryInformationFile(hFile, &iostatus, &fbi, sizeof(FILE_BASIC_INFORMATION),
FileBasicInformation);
if (NT_SUCCESS(status))
{
KdPrint(("查询文件属性成功！\n"));
}
//设置文件只读属性
fbi.FileAttributes |= FILE_ATTRIBUTE_READONLY;
status = ZwSetInformationFile(hFile, &iostatus, &fbi, sizeof(FILE_BASIC_INFORMATION),
FileBasicInformation);
if (NT_SUCCESS(status))
{
KdPrint(("设置文件只读属性成功！\n"));
}
//关闭文件句柄
ZwClose(hFile);
}
}
4.文件的写操作
NTSTATUS
ZwWriteFile(
IN HANDLEFileHandle,
IN HANDLEEventOPTIONAL, //一般设为NULL
IN PIO_APC_ROUTINEApcRoutineOPTIONAL, //一般设为NULL
IN PVOIDApcContextOPTIONAL, //一般设为NULL
OUT PIO_STATUS_BLOCKIoStatusBlock, //记录实际写的字节数
IN PVOIDBuffer, //从这个缓冲区中开始往文件里写
IN ULONGLength, //准备写多少字节
IN PLARGE_INTEGERByteOffsetOPTIONAL, //从文件的多少偏移开始写
IN PULONGKeyOPTIONAL //一般设为NULL
);
IoStatusBlock：IoStatusBlock.Information记录实际写了多少字节。
示例代码：
#define BUFFER_SIZE 1024
#pragma INITCODE
VOID TetsFile()
{
UNICODE_STRING string;
RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");
OBJECT_ATTRIBUTES objattr;
InitializeObjectAttributes(&objattr, &string, OBJ_CASE_INSENSITIVE,
NULL, NULL);
HANDLE hFile;
IO_STATUS_BLOCK iostatus;
//打开文件
NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_WRITE,
&objattr, &iostatus,
NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
FILE_SHARE_WRITE,
FILE_OPEN_IF, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT,
NULL, 0);
//分配Buffer空间
PUCHAR pBuffer = (PUCHAR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);
RtlFillMemory(pBuffer, BUFFER_SIZE, 'A');
//写文件
status = ZwWriteFile(hFile, NULL, NULL, NULL, &iostatus,
pBuffer, BUFFER_SIZE, NULL, NULL);
LARGE_INTEGERByteOffset;
ByteOffset.QuadPart = 1024i64; //设置文件指针偏移
RtlFillMemory(pBuffer, BUFFER_SIZE, 'B');
status = ZwWriteFile(hFile, NULL, NULL, NULL, &iostatus,
pBuffer, BUFFER_SIZE, &ByteOffset, NULL);
//关闭文件句柄
ZwClose(hFile);
//释放内存
ExFreePool(pBuffer);
}
5. 文件的读操作
NTSTATUS
ZwReadFile(
IN HANDLEFileHandle,
IN HANDLEEventOPTIONAL,
IN PIO_APC_ROUTINEApcRoutineOPTIONAL,
IN PVOIDApcContextOPTIONAL,
OUT PIO_STATUS_BLOCKIoStatusBlock,
OUT PVOIDBuffer,
IN ULONGLength,
IN PLARGE_INTEGERByteOffsetOPTIONAL,
IN PULONGKeyOPTIONAL
);
如果需要读取整个文件，那么得知道文件的大小，我们可以用ZwQueryInformationFile来实现。
示例代码：
#pragma INITCODE
VOID TetsFile()
{
UNICODE_STRING string;
RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");
OBJECT_ATTRIBUTES objattr;
InitializeObjectAttributes(&objattr, &string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);
HANDLE hFile;
IO_STATUS_BLOCK iostatus;
//打开文件
NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_READ, &objattr, &iostatus,
NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, FILE_SHARE_READ,
FILE_OPEN, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);
//获得文件的大小
FILE_STANDARD_INFORMATION fsi;
status = ZwQueryInformationFile(hFile,
&iostatus, &fsi,
sizeof(FILE_STANDARD_INFORMATION),
FileStandardInformation);
//分配Buffer空间
PUCHAR pBuffer = (PUCHAR)ExAllocatePool(PagedPool,
(LONG)fsi.EndOfFile.QuadPart);
//读文件
status = ZwReadFile(hFile, NULL, NULL, NULL,
&iostatus, pBuffer, (LONG)fsi.EndOfFile.QuadPart, NULL, NULL);
KdPrint(("Read %d bytes\n", iostatus.Information));
//关闭文件句柄
ZwClose(hFile);
//释放内存
ExFreePool(pBuffer);
}
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