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ReactOS-Freeldr注册表HIVE文件格式2

发布时间：2020-12-15 03:32:35 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：上一节读了HIVE文件读入内存时的初始化操作。现在来看看实际对内存中的HIVE文件的操作。 首先是从空闲CELL中分配一个指定大小的CELL。HvAllocateCell就是做这件事情的。 这个函数有四个参数： 1. RegistryHive HHIVE结构指针 2. Size 需要分配的CELL大小（不
上一节读了HIVE文件读入内存时的初始化操作。现在来看看实际对内存中的HIVE文件的操作。
首先是从空闲CELL中分配一个指定大小的CELL。HvAllocateCell就是做这件事情的。
这个函数有四个参数：
1. RegistryHive HHIVE结构指针
2. Size 需要分配的CELL大小（不包括HCELL结构的大小）
3. Storage 分配的CELL是Stable还是Volatile。
4. Vicinity 这个参数在Freeldr中没有使用

lib/cmlib/hivecell.c
  1. HCELL_INDEXCMAPIHvAllocateCell(PHHIVERegistryHive,SIZE_TSize,HSTORAGE_TYPEStorage,HCELL_INDEXVicinity)
  2. {
  3. PHCELLFreeCell;
  4. HCELL_INDEXFreeCellOffset;
  5. PHCELLNewCell;
  6. PHBINBin;
  7. /*加上HCELL的大小并且按16位向上对齐*/
  8. Size=ROUND_UP(Size+sizeof(HCELL),16);
  9. /*从FreeDisplay中找到Size大小的空闲CELL,FreeCellOffset是CELL的索引*/
  10. FreeCellOffset=HvpFindFree(RegistryHive,Size,Storage);
  11. /*如果没有符合的CELL,需要在末尾增加一个BIN,从新的BIN中分配需要的CELL,FreeCellOffset是CELL索引*/
  12. if(FreeCellOffset==HCELL_NIL)
  13. {
  14. Bin=HvpAddBin(RegistryHive,Storage);
  15. if(Bin==NULL)
  16. returnHCELL_NIL;
  17. FreeCellOffset=Bin->FileOffset+sizeof(HBIN);
  18. FreeCellOffset|=Storage<<HCELL_TYPE_SHIFT;
  19. }
  20. /*根据索引获得HCELL结构*/
  21. FreeCell=HvpGetCellHeader(RegistryHive,FreeCellOffset);
  22. /*分配的CELL有可能大于用户请求的长度,如果大于Size+16那么将CELL分解成两个。剩余的空间重新加入FreeDisplay中*/
  23. if((ULONG)FreeCell->Size>Size+16)
  24. {
  25. NewCell=(PHCELL)((ULONG_PTR)FreeCell+Size);
  26. NewCell->Size=FreeCell->Size-Size;
  27. FreeCell->Size=Size;
  28. HvpAddFree(RegistryHive,NewCell,FreeCellOffset+Size);
  29. if(Storage==Stable)
  30. HvMarkCellDirty(RegistryHive,FreeCellOffset+Size,FALSE);
  31. }
  32. /*如果CELL类型是非易失的,需要将对应的DirtyVector置位,这样新增内容最终会被刷新到硬盘*/
  33. if(Storage==Stable)
  34. HvMarkCellDirty(RegistryHive,FreeCellOffset,FALSE);
  35. /*把这个CELL标记成已使用(大小为负)*/
  36. FreeCell->Size=-FreeCell->Size;
  37. RtlZeroMemory(FreeCell+1,Size-sizeof(HCELL));
  38. returnFreeCellOffset;
  39. }
这个函数从FreeDisplay中搜索大小符合的CELL，如果不存在需要生成一个BIN。最后把CELL的索引返回给调用者。
因为调用者传入的Size不包含HCELL的大小，8行先调整大小并且向上按8字节对其。
10行调用HvpFindFree从FreeDisplay中搜索符合Size大小的CELL，如果找到FreeCellOffset为CELL的索引。
如果没找则在末尾增加一个BIN，从这个BIN中分配符合大小的CELL，FreeCellOffset为CELL的索引（12-19）。
因为返回的CELL可能比请求的大，所以21行调用HvpGetCellHeader根据索引获得HCELL指针，如果返回的CELL比请求的大小大16字节以上的话则把CELL分配成两个，剩余的空间重新加入空闲列表FreeDisplay（23-31）。
最后如果Storage为Stable时，说明这些信息最终要写入硬盘的HIVE文件，所以要把CELL所在Block的DirtyVetor置位，这样注册表刷新文件时会把这个改变回写到硬盘的HIVE文件中。（33-34）
因为我们分配的CELL项是空闲的，所以要把大小变为负数，代表此CELL已经被使用。最后把CELL内容清0，把CELL索引返回给调用者。

从FreeDisplay中寻找空闲块是HvpFindFree的工作。
这个函数接受大小Size和存储类型Storage，返回找到的CELL的索引，如果没找到返回HCELL_NIL。
HvAllocateCell ->HvpFindFree
lib/cmlib/hivecell.c
  1. staticHCELL_INDEXCMAPIHvpFindFree(PHHIVERegistryHive,ULONGSize,HSTORAGE_TYPEStorage)
  2. {
  3. PHCELL_INDEXFreeCellData;
  4. HCELL_INDEXFreeCellOffset;
  5. PHCELL_INDEXpFreeCellOffset;
  6. ULONGIndex;
  7. /*从Index开始递增搜索比Size大的CELL*/
  8. for(Index=HvpComputeFreeListIndex(Size);Index<24;Index++)
  9. {
  10. pFreeCellOffset=&RegistryHive->Storage[Storage].FreeDisplay[Index];
  11. while(*pFreeCellOffset!=HCELL_NIL)
  12. {
  13. /*根据CELL的索引获得HCELL结构*/
  14. FreeCellData=(PHCELL_INDEX)HvGetCell(RegistryHive,*pFreeCellOffset);
  15. /*找到了比Size大的CELL,从空闲链里摘除,并返回给用户*/
  16. if((ULONG)HvpGetCellFullSize(RegistryHive,FreeCellData)>=Size)
  17. {
  18. FreeCellOffset=*pFreeCellOffset;
  19. *pFreeCellOffset=*FreeCellData;
  20. returnFreeCellOffset;
  21. }
  22. pFreeCellOffset=FreeCellData;
  23. }
  24. }
  25. returnHCELL_NIL;
  26. }
HvpFindFree会从小到大搜索FreeDisplay链表,如果找到了大于等于Size的CELL，便把CELL从链表里面摘除，并把CELL的索引返回给用户。如果没有合适的空闲CELL将会返回HCELL_NIL。很直观。
这里有个有个HvGetCell函数，它的作用是根据CELL索引找到CELL指针（这个指针指向紧随着HCELL结构的内存地址）。我们来看看这个函数是如何实现的。
HvAllocateCell ->HvpFindFree ->HvpFindFree
lib/cmlib/hivecell.c
  1. PVOIDCMAPIHvGetCell(PHHIVERegistryHive,HCELL_INDEXCellIndex)
  2. {/*HvpGetCellHeader获得HCELL结构,紧跟着HCELL就是CELL内容,返回给用户*/
  3. return(PVOID)(HvpGetCellHeader(RegistryHive,CellIndex)+1);
  4. }
调用HvpGetCellHeader根据CELL索引获得HCELL结构,返回给用户。我们继续看HvpGetCellHeader。
HvAllocateCell ->HvpFindFree ->HvpFindFree -> HvpGetCellHeader
lib/cmlib/hivecell.c
  1. static__inlinePHCELLCMAPIHvpGetCellHeader(PHHIVERegistryHive,HCELL_INDEXCellIndex)
  2. {
  3. PVOIDBlock;
  4. if(!RegistryHive->Flat)
  5. {
  6. ULONGCellType;
  7. ULONGCellBlock;
  8. ULONGCellOffset;
  9. CellType=(CellIndex&HCELL_TYPE_MASK)>>HCELL_TYPE_SHIFT;//最高位是CellType(Stable或Volatile)
  10. CellBlock=(CellIndex&HCELL_BLOCK_MASK)>>HCELL_BLOCK_SHIFT;//Block是4kb,提取出Block的序号
  11. CellOffset=(CellIndex&HCELL_OFFSET_MASK)>>HCELL_OFFSET_SHIFT;//CELL在Block内的偏移
  12. //查询对应的BlockList表得到CELL地址
  13. Block=(PVOID)RegistryHive->Storage[CellType].BlockList[CellBlock].BlockAddress;
  14. return(PVOID)((ULONG_PTR)Block+CellOffset);
  15. }
  16. else
  17. {
  18. /*如果HIVE是以Flat模式打开的,将没有意义BlockList。同事BaseBlock指向的内容就是读出的HIVE文件本身。
  19. 这种模式只能读不能写。*/
  20. return(PVOID)((ULONG_PTR)RegistryHive->BaseBlock+HV_BLOCK_SIZE+
  21. CellIndex);
  22. }
  23. }
正常情况下Flat为FALSE,所以HvpGetCellHeader将把CellIndex分解为存储类型CellType、CELL所在块编号CellBlock、CELL在块内偏移CellOffset（6-11行）。
之后查询对应的BlockList表得到CELL的实际地址，返回给用户（13-14）。这个过程类似X86的页表，不过它只有一层 ：）

这里有个特殊情况，就是HIVE可以以Flat模式初始化。这个模式下HIVE只读，并且没有初始化Storage数组，同事HHIVE.BaseBlock指针直接指向HIVE文件内容，20行处理了这种情况。

到这里我们了解了HvpFindFree、HvGetCell、HvpGetCellHeader三个函数的作用。
我们回到HvAllocateCell的第10行，这里调用HvpFindFree从FreeDisplay中找到一个合适的空闲CELL，希望你还记得 ：）
下面的代码你应该大部分经可以看明白了。还剩最后一点，如果HvpFindFree失败（没有合适的空闲区块），那么函数将会调用HvpAddBin在HIVE末尾新生成一个BIN，这个BIN将有足够的空间容纳请求的CELL。
这个函数逻辑很简单但代码比较多，大致是将请求的Size根据4kb向上对其，生成一个BIN，并且更新BlockList和DirtyVector，新生成的BIN占用的Block在尾部，具体代码这里就不列出了。有兴趣可以读读lib/cmlib/hivebin.c文件。

（编辑：李大同）

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