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 PHANDLE  FileHandle,
    IN ACCESS_MASK  DesiredAccess,
    IN POBJECT_ATTRIBUTES  ObjectAttributes,
    OUT PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock,
    IN PLARGE_INTEGER  AllocationSize  OPTIONAL,
    IN ULONG  FileAttributes,
    IN ULONG  ShareAccess,
    IN ULONG  CreateDisposition,
    IN ULONG  CreateOptions,
    IN PVOID  EaBuffer  OPTIONAL,
    IN ULONG  EaLength
    );

 

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_ATTRIBUTES  InitializedAttributes,
    IN PUNICODE_STRING  ObjectName,//文件名
    IN ULONG  Attributes,//一般为OBJ_CASE_INSENSITIVE，对大小写敏感
    IN HANDLE  RootDirectory,//一般为NULL
    IN PSECURITY_DESCRIPTOR  SecurityDescriptor //一般为NULL
    );

 

示例代码：

1. VOID);  
2.  hFile;  
3.     IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
4.  (!NT_SUCCESS(status))  
5.     {  
6. ));  
7.     }  
8.   
9.     {  
10. ));  
11.     }  
12.   
13.   
14.   
15.   
16.   
17.     ZwClose(hFile);  
18. }  
19. 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 PHANDLE  FileHandle,
        IN ACCESS_MASK  DesiredAccess, //打开权限，一般为GENERIC_ALL
        IN POBJECT_ATTRIBUTES  ObjectAttributes,
        OUT PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock,
        IN ULONG  ShareAccess,
        IN ULONG  OpenOptions//打开选项,一般为FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT
        );

    2.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 HANDLE  FileHandle,
        OUT PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock,
        IN PVOID  FileInformation,
        IN ULONG  Length,
        IN FILE_INFORMATION_CLASS  FileInformationClass
        );

    NTSTATUS 
      ZwQueryInformationFile(
        IN HANDLE  FileHandle,
        OUT PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock,
        OUT PVOID  FileInformation,
        IN ULONG  Length,
        IN FILE_INFORMATION_CLASS  FileInformationClass
        );

    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_INTEGER  AllocationSize; //为文件非配的大小
      LARGE_INTEGER  EndOfFile; //距离文件结尾还有多少字节
      ULONG  NumberOfLinks; //有多少要个链接文件
      BOOLEAN  DeletePending; //是否准备删除
      BOOLEAN  Directory; //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_INTEGER  CreationTime;
      LARGE_INTEGER  LastAccessTime;
      LARGE_INTEGER  LastWriteTime;
      LARGE_INTEGER  ChangeTime;
      ULONG  FileAttributes; //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 {
      ULONG  FileNameLength; //文件名长度
      WCHAR  FileName[1]; //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_INTEGER  CurrentByteOffset; //代表当期文件指针为止
    } FILE_POSITION_INFORMATION, *PFILE_POSITION_INFORMATION;

    示例代码：

    1. VOID);  
    2.  hFile;  
    3.     IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
    4.   
    5.  (!NT_SUCCESS(status))  
    6. ));  
    7.   
    8. ));  
    9.   
    10. (FILE_BASIC_INFORMATION), FileBasicInformation);  
    11.    
    12.  (NT_SUCCESS(status))  
    13.     {  
    14. ));  
    15.     }  
    16.   
    17. (FILE_BASIC_INFORMATION),FileBasicInformation);  
    18.  (NT_SUCCESS(status))  
    19. ));  
    20.   
    21. }  
    22. 3.文件的写操作

        NTSTATUS 
          ZwWriteFile(
            IN HANDLE  FileHandle,
            IN HANDLE  Event  OPTIONAL, //一般设为NULL
            IN PIO_APC_ROUTINE  ApcRoutine  OPTIONAL, //一般设为NULL
            IN PVOID  ApcContext  OPTIONAL, //一般设为NULL
            OUT PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock, //记录实际写的字节数
            IN PVOID  Buffer, //从这个缓冲区中开始往文件里写
            IN ULONG  Length, //准备写多少字节
            IN PLARGE_INTEGER  ByteOffset  OPTIONAL, //从文件的多少偏移开始写
            IN PULONG  Key  OPTIONAL //一般设为NULL
            );

        IoStatusBlock：IoStatusBlock.Information记录实际写了多少字节。

        示例代码：

    23. 1. #define BUFFER_SIZE 1024#pragma INITCODEVOID);  
        2.  hFile;  
        3.          IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
        4.   
        5.   
        6.  pBuffer = ()ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);  
        7.          RtlFillMemory(pBuffer, BUFFER_SIZE, );  
        8.   
        9.          status = ZwWriteFile(hFile, NULL, NULL, NULL, &iostatus, pBuffer, BUFFER_SIZE, NULL, NULL);  
        10.   
        11.          RtlFillMemory(pBuffer, BUFFER_SIZE, );  
        12.   
        13.          ZwClose(hFile);  
        14.   
        15.          ExFreePool(pBuffer);  
        16. }  
        17. 4.文件的读操作

            NTSTATUS 
              ZwReadFile(
                IN HANDLE  FileHandle,
                IN HANDLE  Event  OPTIONAL,
                IN PIO_APC_ROUTINE  ApcRoutine  OPTIONAL,
                IN PVOID  ApcContext  OPTIONAL,
                OUT PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock,
                OUT PVOID  Buffer,
                IN ULONG  Length,
                IN PLARGE_INTEGER  ByteOffset  OPTIONAL,
                IN PULONG  Key  OPTIONAL
                );

            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：

        18. 1. #pragma INITCODEVOID);  
            2.    
            3.  hFile;  
            4.   
            5.          NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_READ, &objattr, &iostatus, NULL,   
            6.   
            7.          FILE_STANDARD_INFORMATION fsi;  
            8. (FILE_STANDARD_INFORMATION), FileStandardInformation);  
            9.    
            10.   
            11.           pBuffer = ()ExAllocatePool(PagedPool, ()fsi.EndOfFile.QuadPart);  
            12.   
            13. )fsi.EndOfFile.QuadPart, NULL, NULL);  
            14.          KdPrint((  
            15.   
            16. }