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《Windows驱动开发技术详解》之Windows内存管理
阅读量:5084 次
发布时间:2019-06-13

本文共 1656 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

  • 虚拟内存地址

Windows所有的程序(Ring0和Ring3层)可以操作的都是虚拟内存。有一部分单元会和物理内存对应起来,但并非一一对应,多个虚拟内存页可以映射同一个物理内存页。还有一部分单元会被映射成磁盘上的文件,并标记为的。读取这段虚拟内存的时候,系统会发出一个异常,此时会出发异常处理函数,异常处理函数会将这个页的磁盘文件读入内存,并将其标记为不脏。可以让那些经常不读写的内存页交换成文件,并设置为脏。

Windows之所以如此设计,第一是虚拟的增加了内存的大小;第二是使不同进程的虚拟内存互不干扰。

虚拟地址在0-0x7FFFFFFF范围内的虚拟内存,被称为用户模式地址。而0x80000000-0xFFFFFFFF范围内的虚拟内存,被称为内核模式地址。Windows运行在用户态的程序只能访问用户模式地址,而运行在核心态的程序可以访问整个4G的虚拟内存。

  • 驱动和进程的关系

驱动程序可以看做是一个特殊的DLL文件被应用程序加载到虚拟内存中,只不过加载的地址是在内核模式地址,而非用户模式地址。它只能访问这个进程的虚拟内存,而不能使其它进程的虚拟地址。DriverEntry和AddDevice例程是运行在系统进程(System)中的。而其它的例程,诸如IRP_MJ_READ、IRP_MJ_WRITE的派遣函数会运行与应用程序的上下文中,即运行于某个进程的环境中,所能访问的虚拟地址是这个进程的虚拟地址。

下面写一段代码来获取代码所运行的当前进程。我在写这段代码时遇到了一个问题。起初,我的代码如下:

但是这样加载驱动之后没有输出我想要的数据:

我一开始以为是找ImageFileName的偏移不对,于是我用Windbg去查:

发现就是0x2e0,没错。后来,网上有人告诉我要用PsGetProcessImageFileName,这是一个微软的已经导出的但是没有文档化的API。意思就是,这个函数你可以直接用,但是它并没有在某个头文件中声明,所以需要你自己声明一下,然后才能使用。

先声明:

再使用:

竟然输出了我想要的结果:

我很纳闷,这是为什么,于是反汇编下这个API,发现它只有两条汇编代码:

如果进入这个API单步跟踪我们可以看到:

其实传入的参数就是Eprocess地址,没错。

我们在程序这里下断点:

单步运行观察局部变量的值:

二者正好相差0x2e0,说明我们定位EPROCESS的地址和ImageFileName的地址都没错啊。那么为什么前边那样用就得不到正确的结果呢?

这时候我们再去单步刚才出问题的那段代码:

同样的方式单步,发现ImageFileName的位置不可读

发现为什么不可读了么,仔细一看,因为正常情况下你应该获得地址0xfffffa80`01923320,而你这里是0x00000000`01923329。

所以如果要在这种方法基础上进行修改,就要改为:

这样再运行就可以正常输出结果了。

  • 在驱动中使用链表

DDK提供了一个双向链表结构

作为指向链表的一个表头,而节点的结构都要由程序员自己定义,如这里定义的结构如下:

链表操作代码如下:

运行会输出:

  • Lookaside结构

频繁申请内存会导致一个问题,就是内存中产生“空洞”。如下图所示,如果内存中先后申请了三块,某时刻内存2被回收后,如果再想分配一块略微大于内存块2的内存,就会申请失败。

DDK提供了一种机制类解决这个问题,就是使用Lookaside。可以把Lookaside对象想象成一个内存容器,在初始的时候,它先向Windows申请了一块比较大的内存,以后程序员每次申请内存的时候不是直接向Windows申请,而是向Lookaside对象申请内存。Lookaside一般会在以下情况使用:(1)程序员每次申请固定大小的内存;(2)申请和回收的操作十分频繁。

相应代码如下:

有输出结果:

转载于:https://www.cnblogs.com/predator-wang/p/5521573.html

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