Windows内存布局 / MmPfnDataBase页帧数据库

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Windows内存布局 / MmPfnDataBase页帧数据库

1. Windows操作系统在X86下的内存布局如下图所示

　　

 

2. 进程工作集 （Hyperspace and process working set list）

 　如上图所示，在c0400000地址处存在一个进程工作集，其在EProcess+0x1f8 vm 表示，其是一个 _SUPPORT结构。

　　

3. nt!MmNumberOfPhysicalPages 查看存在多少物理页
　　这是一个全局变量，表明操作系统当前可用的物理页个数，我们在10-10-12分页模式下一个页以4KB为单位，我们查看该变量:

　　dd nt!MmNumberOfPhysicalPages 0001ff6c

　　我们从任务管理器中查看其可用的内存

　　

 　　很容易发现满足关系 0001ff6c*4 =  523696，因此可以验证我们的说法：该变量代表当前进程中可用的物理页数。

4. 页帧数据库 PfnDataBase

　　1） mmpfndatabase 全局变量

　　　　该全局变量以数组形式存储对应的__MMPFN数据结构，整个可以看做 __MMPFN[x]，x表示第x个物理页，这是数组一次排序。

　　　　其__MPFN数据结构如下（其中涉及大量的Union类型），其单个长度 0x14。（注意，其长度不确定，具体看详细版本的长度）

　　　　

　　 2) 物理页的八种状态（实际只有六个，其存在各自的链表）

　　　　物理页本来应该存在八种状态，但其中只有六个可用，其存储在 __MMPFN.u3

　　　　u3中存在一个 __MMPFNENTRY，里面描述了有关该页所处的状态（空闲状态，零化状态，未分配状态·····）。

　　　　其根据物理页的状态，制作不同的链表，将相同属性的物理页串联在一起，如下六个全局变量：

　　　　① MmZeroedPageListHead  // 可以使用并清零的内存

　　　　② MmFreePageListHead // 被释放的内存，定期会检测是否有数据，如果有就清空并且挂到第一个链表中

　　　　③ MmStandbyPageListHead  // 分页内存，备份到虚拟文件中，如果①②用完其才会用到这个，紧急使用

　　　　④ MmModifiedPageListHead // 修改过属性的页

　　　　⑤ MmModifiednoWritePageListHead // 修改但是没有写出的链表

　　　　⑥ MmBadPageListHead // 坏页的链表

　　　具体的存储在 MmPageLocationList 这个数组中，我们在WRK中可以看到该数组的定义，我们可以看到，八个中确实只用到了六个。

　　　　

　　　　typedef enum _MMLISTS {
    　　　　ZeroedPageList,
   　　　　 FreePageList,
  　　　　  StandbyPageList,  //this list and before make up available pages.
  　　　　  ModifiedPageList,
 　　　　   ModifiedNoWritePageList,
 　　　　   BadPageList,
　　　　    ActiveAndValid,
　　　　    TransitionPage
　　　　} MMLISTS;

 　　3）__MMPFN的中存在 Flink 与 Blink 两个成员，但其并不是指针而是ULONG类型，前面说过内存物理页是依次排列的，那么这两个成员有什么用呢？

　　　　前面我们说过其存在六个链表，虽然物理页的前后是确定的，但是相同属性的物理页却是通过 Flink 与 Blink 连接起来的，其并不是连接而是在页帧数据库中的位置，这个很好理解。

　　　　

　　　　而 MmPageLocationList数组中存储的各个属性物理页头部的地址，这样整个页帧数据库体系就很容易搭建起来了。

　　4）Windbg 遍历pfn 单个 __MMPFN数据结构

　　使用windbg的 !pfn x 命令可以查看其存在多少对应的PFN对应的物理页的属性：

　　

5. 驱动遍历某一链表

　　结合我们上面所讲，其Pfn在内存中的布局如下，如果上面都看懂了，这部分应该很好理解，但其中MmPageLocationList与MmPfnDataBase并不是导出变量，我们通过IDA特征码定位即可。

　　

#include <ntifs.h>
#include <ntimage.h>
#include <intrin.h>
#include "tools.h"

typedef struct _MMPFN {
    ULONG Flink; // 前一个节点索引
    ULONG PteAddress; // 对应的pte地址
    ULONG Blink; // 后一个节点索引
    ULONG u3[3]; // 占位，总共0x14个字节
}MMPFN,*PMMPFN;

typedef enum _MMLISTS {
    ZeroedPageList,
    FreePageList,
    StandbyPageList,  //this list and before make up available pages.
    ModifiedPageList,
    ModifiedNoWritePageList,
    BadPageList,
    ActiveAndValid,
    TransitionPage
} MMLISTS;

typedef struct _MMPFNLIST {
    PFN_NUMBER Total;
    MMLISTS ListName;
    PFN_NUMBER Flink;
    PFN_NUMBER Blink;
} MMPFNLIST, *PMMPFNLIST;


PULONG MmPageLocationList; // 
PULONG MmPfnDataBase; // 页帧数据库

VOID DriverUnload(PDRIVER_OBJECT pDriverObject)
{
    DbgPrint("卸载完成
");
}

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT pDriverObject, PUNICODE_STRING pRegsiterPath)
{

    pDriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
    
    // 定位 MmPageLocationList 
    FindCode findcodes[1] = { 0 };
    initFindCodeStruct(&findcodes[0],
        "8B******8B48*FF088B56*894D*8B0E83**894D*0F*****8B*****8D0C498954**8B5D*8B4D*",
        0, 0);
    PUCHAR f = (PUCHAR)FindAddressByCode(findcodes, 1);
    MmPageLocationList = *(PULONG) ((PUCHAR)f + 3);

    // 定位 MmPfnDataBase 
    FindCode findcodes2[1] = { 0 };
    initFindCodeStruct(&findcodes2[0],
        "8B*****8D044956578D34C28B7E*A1****C1**83**85C0895D*894D*0F*****83******0F*****8B46*",
        0, 0);
    f = (PUCHAR)FindAddressByCode(findcodes2, 1);
    PULONG  MmPfnDataBase = *(PULONG)(*(PULONG)((PUCHAR)f + 2));

    // 查询空闲链表数据成员
    MMLISTS PfnIndex = FreePageList;
    PMMPFNLIST ZeroedPageList = MmPageLocationList[PfnIndex];
    DbgPrint("零化链表的总数为：%x,前一个节点为:%x,后一个节点为:%x
", ZeroedPageList->Total,ZeroedPageList->Flink,ZeroedPageList->Blink);

    // 开始遍历PfnDataBase页帧数据库 
    //DbgPrint("MmPfnDataBase地址为:%p
", MmPfnDataBase);
    ULONG index = ZeroedPageList->Flink; // 获取第一个节点索引
    PMMPFN p; 
    for (ULONG i = 0; i < ZeroedPageList->Total; i++) {
        p = (PMMPFN)((PUCHAR)MmPfnDataBase + sizeof(MMPFN) * index);  // 获取结点
        DbgPrint("Current PteAddress:%x
", p->PteAddress);
        index = p->Flink; // 更新下一个结点
    }
    return STATUS_SUCCESS;
}