内核模式下的文件操作_zwcreatefile_zwopenfile_zwreadfile_zwwritefile

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：

[cpp] view plain copy

 

1. VOID TetsCreateFile()  
2. {  
3.     UNICODE_STRING string;  
4.     RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");  
5.   
6.     OBJECT_ATTRIBUTES objattr;  
7.     InitializeObjectAttributes(&objattr, &string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);  
8.    
9.     HANDLE hFile;  
10.     IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
11.   
12.     NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, &objattr, &iostatus,  
13.   
14.               NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0, FILE_OPEN_IF, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);  
15.     if (!NT_SUCCESS(status))  
16.     {  
17.        KdPrint(("文件创建失败！\n"));  
18.     }  
19.     else  
20.     {  
21.        KdPrint(("文件创建成功！\n"));  
22.     }  
23.     //文件操作  
24.   
25.     //......  
26.   
27.     //关闭文件句柄  
28.     ZwClose(hFile);  
29. }  

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：

[cpp] view plain copy

 

1. VOID TetsFile()  
2. {  
3.     UNICODE_STRING string;  
4.     RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");  
5.    
6.     OBJECT_ATTRIBUTES objattr;  
7.     InitializeObjectAttributes(&objattr, &string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);  
8.    
9.     HANDLE hFile;  
10.     IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
11.    
12.     //打开文件  
13.     NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_READ, &objattr, &iostatus, NULL,   
14.     FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0, FILE_OPEN, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);  
15.      
16.     if (!NT_SUCCESS(status))  
17.     {  
18.        KdPrint(("文件打开失败！\n"));  
19.     }  
20.     else  
21.     {  
22.        KdPrint(("文件打开成功！\n"));  
23.    
24.        FILE_BASIC_INFORMATION fbi;  
25.          
26.     //查询文件基本信息  
27.        status = ZwQueryInformationFile(hFile, &iostatus, &fbi, sizeof(FILE_BASIC_INFORMATION), FileBasicInformation);  
28.    
29.     if (NT_SUCCESS(status))  
30.     {  
31.        KdPrint(("查询文件属性成功！\n"));  
32.     }  
33.   
34.     //设置文件只读属性   
35.     fbi.FileAttributes |= FILE_ATTRIBUTE_READONLY;  
36.     status = ZwSetInformationFile(hFile, &iostatus, &fbi, sizeof(FILE_BASIC_INFORMATION),FileBasicInformation);  
37.   
38.     if (NT_SUCCESS(status))  
39.     {  
40.        KdPrint(("设置文件只读属性成功！\n"));  
41.     }  
42.     //关闭文件句柄  
43.     ZwClose(hFile);  
44.     }    
45. }  

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：

[cpp] view plain copy

 

1. #define BUFFER_SIZE 1024  
2. #pragma INITCODE  
3. VOID TetsFile()  
4. {  
5.          UNICODE_STRING string;  
6.          RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");  
7.    
8.          OBJECT_ATTRIBUTES objattr;  
9.          InitializeObjectAttributes(&objattr, &string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);  
10.    
11.          HANDLE hFile;  
12.          IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
13.    
14.          //打开文件  
15.          NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_WRITE, &objattr, &iostatus, NULL,   
16.      FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, FILE_SHARE_WRITE, FILE_OPEN_IF, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);  
17.           
18.          //分配Buffer空间  
19.          PUCHAR pBuffer = (PUCHAR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);  
20.          RtlFillMemory(pBuffer, BUFFER_SIZE, 'A');  
21.          //写文件  
22.          status = ZwWriteFile(hFile, NULL, NULL, NULL, &iostatus, pBuffer, BUFFER_SIZE, NULL, NULL);  
23.           
24.          LARGE_INTEGER  ByteOffset;  
25.          ByteOffset.QuadPart = 1024i64; //设置文件指针偏移  
26.          RtlFillMemory(pBuffer, BUFFER_SIZE, 'B');  
27.    
28.          status = ZwWriteFile(hFile, NULL, NULL, NULL, &iostatus, pBuffer, BUFFER_SIZE, &ByteOffset, NULL);  
29.          //关闭文件句柄  
30.          ZwClose(hFile);  
31.          //释放内存  
32.          ExFreePool(pBuffer);  
33. }  

 

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：

[cpp] view plain copy

 

1. #pragma INITCODE  
2. VOID TetsFile()  
3. {  
4.          UNICODE_STRING string;  
5.          RtlInitUnicodeString(&string, L"\\??\\C:\\1.log");  
6.    
7.          OBJECT_ATTRIBUTES objattr;  
8.          InitializeObjectAttributes(&objattr, &string, OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL);  
9.    
10.          HANDLE hFile;  
11.          IO_STATUS_BLOCK iostatus;  
12.    
13.          //打开文件  
14.          NTSTATUS status = ZwCreateFile(&hFile, GENERIC_READ, &objattr, &iostatus, NULL,   
15.      FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, FILE_SHARE_READ, FILE_OPEN, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);  
16.    
17.          //获得文件的大小  
18.          FILE_STANDARD_INFORMATION fsi;  
19.          status = ZwQueryInformationFile(hFile, &iostatus, &fsi, sizeof(FILE_STANDARD_INFORMATION), FileStandardInformation);  
20.    
21.          //分配Buffer空间  
22.          PUCHAR pBuffer = (PUCHAR)ExAllocatePool(PagedPool, (LONG)fsi.EndOfFile.QuadPart);  
23.           
24.          //读文件  
25.          status = ZwReadFile(hFile, NULL, NULL, NULL, &iostatus, pBuffer, (LONG)fsi.EndOfFile.QuadPart, NULL, NULL);  
26.          KdPrint(("Read %d bytes\n", iostatus.Information));  
27.    
28.          //关闭文件句柄  
29.          ZwClose(hFile);  
30.          //释放内存  
31.          ExFreePool(pBuffer);  
32. }