Win64 驱动内核编程-3.内核里使用内存

内核里使用内存

内存使用，无非就是申请、复制、设置、释放。在 C 语言里，它们对应的函数是：malloc、memcpy、memset、free；在内核编程里，他们分别对应 ExAllocatePool、RtlMoveMemory、

RtlFillMemory、ExFreePool。它们的原型分别是：

                              

需要注意的是，RtlFillMemory 和 memset 的原型不同、ExAllocatePool 和 malloc 的原型也不同。前者只是参数前后调换了一下位置，但是后者则多了一个参数：PoolType。这个PoolType 也是必须了解的。PoolType 在 在 MSDN  的介绍上有 N  种， 其实 常用有 的只有 2  种 ：

PagedPool 和 和 NonPagedPool。PagedPool  是 分页内存，简单来说就是物理内存不够时，会把这片内存移动 到硬盘上，而 NonPagedPool  是 无论物理内存如何紧缺，都绝对不把 这片内存的内容移动到硬盘上。在往下讲之前，先补充一个知识， 就是我们操作的内存，都是虚拟内存，和物理内存是两码事。 但虚拟内存 的数据是 放在 物理内存上的，两者存在映射关系 ， 一般来说，一 片 物理内存可以映射为多片虚拟内存 ， 但一片虚拟内存必定只对应一片物理内存。假设虚拟内存是 0Xfffff80001234567 在物理内存的地址是 0x123456，当物理内存不够用时，物理内存 0x123456 的原始内容就挪到硬盘上，然后把另外一片急需要用的内容移到物理内存里。此时，当你再读取 0Xfffff80001234567 的内容时，就会引发缺页异常，系统就会把在硬盘上的内容再次放到物理内存中（如果这个过程失败，一般就死机了）。以上说了这么多废话，总结两句：1.NonPagedPool  的 总量 是有限的（ 具体 大小和你物理内存的大小相） 关） ，而 而 PagedPool  的 总量较多 。申请了 内存忘记释放 都会造成 内存泄漏，但是很明显忘记放 释放 NonPagedPool  的 后果要严重 得多 ；2. 一般来说 ，PagedPool  用来放 数据 （比如 你用ZwQuerySystemInformation  枚举片 内核模块，可以申请一大片 PagedPool  存放） 返回的数据） ，而 而 NonPagedPool  用来放 代码 （你 写内核 shellcode  并 需要执行时， 必须 使用 NonPagedPool存放 shellcode） ） 。 以我 的经验来说，访问到切换出去的内存没事，但是 执行到 切换出去的内存必然蓝屏 （ 这） 只是我的经验，正确性待定）。3. 在 用户态 ，内存 是有 属性的， 有的 内存 片只 能 读  不 能  写 不 能 执行 （ （ PAGE_READ） ） ， 有的 内 存  片  可 以  读  可 以 写 也 可 以 执 行（PAGE_READ_WRITE_EXECUTE）。在内核里，PagedPool 和 和 NonPagedPool  都 是 可读可写可执行的 ， 而且没有类似 VirtualProtect  之类的函数。示例代码：

void Test() {
PVOID ptr1 = ExAllocatePool(PagedPool ,0x100);
PVOID ptr2 = ExAllocatePool(NonPagedPool ,0x200);
RtlFillMemory(ptr2 ,0x200 ,0x90);
RtlMoveMemory(ptr1 ,ptr2 ,0x50);
ExFreePool(ptr1);
ExFreePool(ptr2);
DbgPrint("[KrnlHW64]tttttttttt
");}

到这里顺便提醒下大家，驱动里面的SEH很多时候都是在自己骗自己，该蓝还得蓝。我随便测试了下。

在内核里想要写入“别人的”内存（一般指 NTOS 等系统模块的内存空间），还有另外的规矩，这里又涉及到另外两个概念：IRQL 和内存保护。IRQL 称为中断请求级别，从 0～31 共32 个级别；内存保护可以打开和关闭，如果在内存处于保护状态时写入，会导致蓝屏。 一般来说 ，要写入“ 别人 的” 内核内存 ， 必须关闭内存写保护，并把 IRQL  提升到 2  才行 （绝大多数候 时候 IRQL  都为 为 0 ，当 当 IRQL=2  时，会阻断大部分线程执行， 防止 执行出错） ）。内存是否处于写保护的状态记录在 CR0 寄存器上，因此直接修改 CR0 寄存器的值即可；而提升或降低IRQL 则使用 KeRaiseIrqlToDpcLevel 和 KeLowerIrql 实现（WIN64 的 IRQL 值记录在 CR8 寄存器上，而 WIN32 的 IRQL 值记录在 KPCR 上）。代码如下：

KIRQL WPOFFx64() {
KIRQL irql = KeRaiseIrqlToDpcLevel();
UINT64 cr0 = __readcr0();
cr0 &= 0xfffffffffffeffff;
__writecr0(cr0);
_disable();
return irql;
}
 
 
void WPONx64(KIRQL irql) {
UINT64 cr0 = __readcr0();
cr0 |= 0x10000;
_enable();
__writecr0(cr0);
KeLowerIrql(irql);
}
 
void Test() {
KIRQL irql = WPOFFx64();
PVOID HookCode = ExAllocatePool(NonPagedPool, 0x200);
RtlFillMemory(HookCode, 0x200, 0x90);
RtlMoveMemory(HookCode, NtOpenProcess, 0x3);
RtlMoveMemory(NtOpenProcess ,HookCode , 0x3);
WPONx64(irql);
}

注意：如果不调用WPOFFx64，WPONx64直接去写内存会蓝屏，直接往上面的那个位置写0也会蓝屏。

至于写入“别人的”内存，还有一种微软推荐的安全方式，就是 MDL 映射内存的方式。

这个比较麻烦，大概方法是 申请一个 MDL （类似 句柄的 玩意） ） ，然后 尝试 锁定页面 ，如果 成功，则 让 系统分配一个 “ 安全 ” 的虚拟地址再行 写入， ， 写入 完毕 后 解锁页面 并释放掉 MDL。以下是某人写的 SafeCopyMemory

BOOLEAN SafeCopyMemory(PVOID pDestination, PVOID pSourceAddress, SIZE_T SizeOfCopy)
{
PMDL pMdl = NULL;
PVOID pSafeAddress = NULL;
if (!MmIsAddressValid(pDestination) || !MmIsAddressValid(pSourceAddress))
return FALSE;
pMdl = IoAllocateMdl(pDestination, (ULONG)SizeOfCopy, FALSE, FALSE, NULL);
if (!pMdl)
return FALSE;
__try
{
MmProbeAndLockPages(pMdl, KernelMode, IoReadAccess);
}
__except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)
{
IoFreeMdl(pMdl);
return FALSE;
}
pSafeAddress = MmGetSystemAddressForMdlSafe(pMdl, NormalPagePriority);
if (!pSafeAddress)
return FALSE;
__try
{
RtlMoveMemory(pSafeAddress, pSourceAddress, SizeOfCopy);
}
__except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)
{;}
MmUnlockPages(pMdl);
IoFreeMdl(pMdl);
return TRUE;
}
 
void Test() {
PVOID HookCode = ExAllocatePool(NonPagedPool, 0x200);
RtlFillMemory(HookCode, 0x200, 0x90);
RtlMoveMemory(HookCode, NtOpenProcess, 0x3);
SafeCopyMemory(NtOpenProcess, HookCode, 0x3);
}

声明：上面的代码都是来源于一个网上资料，作者是 胡文亮。感谢这位前辈。之后的内容也是，我在看着这本书学习整理东西，在这里说是要表达我们要最终他人劳动成果。