深入理解 ZwCreateFile

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我是靠谱客的博主欣喜冷风，最近开发中收集的这篇文章主要介绍深入理解 ZwCreateFile，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

前言：

任何编码的东西必须充分的了解规则！

我试探性的搜索了下关于这个native api的相关的问题，很郁闷的发现，这些问题90%都是没有真正理解了这个函数导致的！

有的人连函数干嘛的都不知道就着急的写驱动，真是不可一世！所谓兼收并蓄为的是厚积薄发，其间如履薄冰。说的很贴切！

对此我一直支持achills师傅的思想！搞明白了最基本的和必须的东西，一切后续的东西迎刃而解！

这个文章我没有过多的写什么东西，因为很多东西都文档化了，只需要我们认真而且真正从本质上串一遍，完全的理解了它就可以了！而且有些东西也没有必要再写了，比如HOOK SSDT inline hook等，现在缺的不是怎么实现一个代码的流程，缺的是两个东西：一个是思路，一个是准确性。

原型：

NTSYSAPI
NTSTATUS
NTAPI
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
);

参数理解：
OUT-
FileHandle--------这是一个指向一个变量的指针，用来最后存放file object handle的
IoStatusBlock-----这个也是个指针变量，指向一个叫做IO_STATUS_BLOCK的结构体，最后函数返回的时候，这个结构体的成员里面要填充一些值，具体的呢就是完成状态，请求操作的一些信息，最重要的一个成员就是Information成员，他显示了函数对文件的处理方式，他的值可能是下面的几个：
FILE_SUPERSEDED（替代）
FILE_OPENED(打开)
FILE_CREATED(创建)
FILE_OVERWRITTEN(重写)
FILE_EXISTS(存在)
FILE_DOES_NOT_EXIST(文件不存在)

再看下这个IO_STATUS_BLOCK的具体结构：
typedef struct _IO_STATUS_BLOCK {
union {
NTSTATUS Status;
PVOID Pointer;
} DUMMYUNIONNAME;

ULONG_PTR Information;
} IO_STATUS_BLOCK, *PIO_STATUS_BLOCK;

通过上述的两个输出的参数我们可以看到，这个ZwCreateFile函数就是返回创建好的文件对象的句柄，然后返回一个期间处理的方式。

IN-
DesiredAccess----这个参数指定一个访问权限，大概有以下的权限：
FILE_ANY_ACCESS 0x0000 // any type
FILE_READ_ACCESS 0x0001 // file & pipe
FILE_READ_DATA 0x0001 // file & pipe
FILE_LIST_DIRECTORY 0x0001 // directory
FILE_WRITE_ACCESS 0x0002 // file & pipe
FILE_WRITE_DATA 0x0002 // file & pipe
FILE_ADD_FILE 0x0002 // directory
FILE_APPEND_DATA 0x0004 // file
FILE_ADD_SUBDIRECTORY 0x0004 // directory
FILE_CREATE_PIPE_INSTANCE 0x0004 // named pipe
FILE_READ_EA 0x0008 // file & directory
FILE_WRITE_EA 0x0010 // file & directory
FILE_EXECUTE 0x0020 // file
FILE_TRAVERSE 0x0020 // directory
FILE_DELETE_CHILD 0x0040 // directory
FILE_READ_ATTRIBUTES 0x0080 // all types
FILE_WRITE_ATTRIBUTES 0x0100 // all types
FILE_ALL_ACCESS // All of the preceding +
STANDARD_RIGHTS_ALL
最后一个权限最大
这里面要注意的是范围问题，有的值只适合目录，有的只适合管道，有的只适合命名管道，有的同时适用，想下这个地方可以做什么文章

ObjectAttributes---指向下面这个结构的一个变量，就是来表明文件对象的属性的。
typedef struct _OBJECT_ATTRIBUTES {
ULONG Length;
HANDLE RootDirectory;
PUNICODE_STRING ObjectName;
ULONG Attributes;
PVOID SecurityDescriptor; /* type SECURITY_DESCRIPTOR */
PVOID SecurityQualityOfService; /* type SECURITY_QUALITY_OF_SERVICE */
} OBJECT_ATTRIBUTES, *POBJECT_ATTRIBUTES;
这个结构是针对很多对象的，不光是针对文件对象的，所以OBJ_PERMANENT（永久）, OBJ_EXCLUSIVE（互斥）,
and OBJ_OPENLINK这三个实际上对于文件对象来说始终是无效的，为什么？
不能设置那三个，那可以设置些什么呢？呼呼

AllocationSize---这是个可选的参数，他是指定初始化文件需要的内存字节数的，所以可向而知，他只有在真正的涉及到文件创建的时候才有意义，也就是说创建，重写，替换这些操作的时候。指向一个LARGE_INTEGER：
typedef union _LARGE_INTEGER {
_ANONYMOUS_STRUCT struct
{
ULONG LowPart;
LONG HighPart;
} DUMMYSTRUCTNAME;
struct
{
ULONG LowPart;
LONG HighPart;
} u;
#endif //MIDL_PASS
LONGLONG QuadPart;
} LARGE_INTEGER, *PLARGE_INTEGER;
这个结构体在内核结构里面很常见，呼呼，，支持到64位，看情况设置。不过我至今没有明白QuadPart这个是干嘛的!

FileAttributes---这个参数指定文件的属性，刚才是文件对象的属性。可以是以下的：
FILE_ATTRIBUTE_READONLY
FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN
FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM
FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY
FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL
FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY
FILE_ATTRIBUTE_SPARSE_FILE
FILE_ATTRIBUTE_REPARSE_POINT
FILE_ATTRIBUTE_COMPRESSED
FILE_ATTRIBUTE_OFFLINE
FILE_ATTRIBUTE_NOT_CONTENT_INDEXED
FILE_ATTRIBUTE_ENCRYPTED

ShareAccess---指定共享的权限，以下三种的组合：
FILE_SHARE_READ
FILE_SHARE_WRITE
FILE_SHARE_DELETE

CreateDisposition---这个参数指定要对文件干嘛，呼呼，可以是下面的值：
FILE_SUPERSEDE
FILE_OPEN
FILE_CREATE
FILE_OPEN_IF
FILE_OVERWRITE
FILE_OVERWRITE_IF

CreateOptions---这个参数指定创建或者打开文件的时候做的一些事情，可以是以下的组合：
FILE_DIRECTORY_FILE
FILE_WRITE_THROUGH
FILE_SEQUENTIAL_ONLY
FILE_NO_INTERMEDIATE_BUFFERING
FILE_SYNCHRONOUS_IO_ALERT
FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT
FILE_NON_DIRECTORY_FILE
FILE_CREATE_TREE_CONNECTION
FILE_COMPLETE_IF_OPLOCKED
FILE_NO_EA_KNOWLEDGE
FILE_OPEN_FOR_RECOVERY
FILE_RANDOM_ACCESS
FILE_DELETE_ON_CLOSE
FILE_OPEN_BY_FILE_ID
FILE_OPEN_FOR_BACKUP_INTENT
FILE_NO_COMPRESSION
FILE_RESERVE_OPFILTER
FILE_OPEN_REPARSE_POINT
FILE_OPEN_NO_RECALL
FILE_OPEN_FOR_FREE_SPACE_QUERY
这个我不太清楚，概念有点模糊

EaBuffer---这个是个可选的参数，用来存放一些扩展的属性
EaLength---存放扩展属性的字节大小
有个疑问，这个扩展属性什么时候用呢？（TDI里面常用这个）

更详细的参数的理解参考
http://xiaomaier.bokee.com/3439967.html

返回值理解：
如果成功，返回STATUS_SUCCESS
如果失败，返回
STATUS_ACCESS_DENIED,
STATUS_OBJECT_NAME_NOT_FOUND, STATUS_OBJECT_NAME_COLLISION,
STATUS_OBJECT_NAME_INVALID, STATUS_SHARING_VIOLATION, STATUS_NOT_A_DIRECTORY, or
STATUS_FILE_IS_A_DIRECTORY.

说明：
1.与这个native api相关的r3api是CreateFile
2.DDK里面对这个函数有详细的说明

扩展：
1.与CreateFile这个api的异同。
同：
(1)功能基本相同，都是可以打开或者创建一个文件对象，包括文件，磁盘，卷，管道，串口，油槽等
(2)都是返回一个文件句柄
异：
（1）在vista及以上的版本，CreateFile做了扩展，加上了事务性文件系统
HANDLE WINAPI CreateFileTransacted(
__in LPCTSTR lpFileName,
__in DWORD dwDesiredAccess,
__in DWORD dwShareMode,
__in_opt LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
__in DWORD dwCreationDisposition,
__in DWORD dwFlagsAndAttributes,
__in_opt HANDLE hTemplateFile,
__in HANDLE hTransaction,
__in_opt PUSHORT pusMiniVersion,
PVOID pExtendedParameter
);

但是ZwCreateFile还是那样
（2）HANDLE WINAPI CreateFile(
__in LPCTSTR lpFileName,
__in DWORD dwDesiredAccess,
__in DWORD dwShareMode,//
__in LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
__in DWORD dwCreationDisposition,
__in DWORD dwFlagsAndAttributes,
__in HANDLE hTemplateFile
);
NTSYSAPI
NTSTATUS
NTAPI
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
);

2.内核里与ZwCreateFile功能相似的还有一个函数IoCreateFile
NTSTATUS IoCreateFile
(
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 Disposition,
IN ULONG CreateOptions,
IN PVOID EaBuffer OPTIONAL, I
N ULONG EaLength,
IN CREATE_FILE_TYPE CreateFileType,
IN PVOID ExtraCreateParameters OPTIONAL,
IN ULONG Options
) ;
windbg看下，其实ZwCreateFile内部调用了IoCreateFile

至于这两个函数的区别可以参考combojiang的http://hi.baidu.com/combojiang/blog/item/cd6269de55ce235eccbf1adb.html

IoCreateFile内部还调用了一个allmul函数，这个函数是用来做int64的移位的，具体的参考
http://hi.baidu.com/combojiang/blog/item/29411c5c6841ae45fbf2c088.html

据说IoCreateFile函数更优良一些，IceSword就调用了这个函数来打开ntoskrnl。exe的

3.hook ZwCreateFile是很简单的，，hook SSDT就可以了！考虑个问题：
ZwCreateFile是创建文件的，那么如果我们hook之后比如函数变成了my_ZwCreateFile（），这个时候我们还想调用ZwCreateFile创建文件的话，就会出错，还想再创建文件，怎么办？
这个得做个线程模式的切换。
详细的可以参考http://www.cnblogs.com/jokerfox/archive/2009/04/14/1435819.html

4.ZwCreateFile是运行在PASSIVE_LEVEL上的。那么比如要调用这个函数的程序必须运行在DISPATCH_LEVEL呢？怎么调用？
http://xuyingpin.blogbus.com/logs/10845127.html
http://xuyingpin.blogbus.com/logs/11152569.html

最简单的使用方法：
BOOL testCreateFile（IN PUNICODE_STRING filename）
{
HANDLE hFile=NULL;
NTSTATUS status；
IO_STATUS_BLOCK isb；
OBJECT_ATTRIBUTES oa；

InitializeObjectAttributes（&oa，filename，OBJ_CASE_INSENSITIVE|OBJ_KERNEL_HANDLE,NULL,NULL）；

status=ZwCreateFile(&hFile,GENERIC_ALL,&oa,&isb,NULL,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,FILE_SHARE_READ,FILE_CREATE,FILE_NON_DIRECTORY_FILE | FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT,NULL,0);

if(NT_SUCCESS(status))
{
status=STATUS_SUCCESS;
}
else
{
status=isb.Status;
}

DbgPrint("hFile=%08X",hFile);

if(hFile)
{
ZwClose(hFile);
}
return status;

hook ZwCreateFile的思路：
1.hook SSDT
NTSTATUS NewZwCreateFile(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) {
NTSTATUS ntS = (NTSTATUS) NULL;

DbgPrint("ZwCreateFile calledn");

ntS = ((ZWCREATEFILE)(OldZwCreateFile)) (
FileHandle,
DesiredAccess,
ObjectAttributes,
IoStatusBlock,
AllocationSize,
FileAttributes,
ShareAccess,
CreateDisposition,
CreateOptions,
EaBuffer,
EaLength);
return(ntS);
}
http://dev.csdn.net/article/36/36751.shtm
http://www.zeroplace.cn/article.asp?id=138