c - 在2GB范围内分配内存

我正在编写一个函数，该函数将允许用户在指定地址的2GB +/-内分配内存。我正在查询内存以找到一个空闲页，然后在此处进行分配。这是针对x64 trampoline hooking的，因为我使用的是相对的jmp指令。

我的问题是NtQueryVirtualMemory失败，并出现STATUS_ACCESS_VIOLATION错误，因此始终返回0。我对此感到困惑，因为当我在Process Explorer中 checkin 时min(可能的最低地址)似乎是免费的。

LPVOID Allocate2GBRange(UINT_PTR address, SIZE_T dwSize)
{
    NtQueryVirtualMemory_t NtQueryVirtualMemory = (NtQueryVirtualMemory_t)GetProcAddress(GetModuleHandle(L"ntdll.dll"), "NtQueryVirtualMemory");

    UINT_PTR min, max;
    min = address >= 0x80000000 ? address - 0x80000000 : 0;
    max = address < (UINTPTR_MAX - 0x80000000) ? address + 0x80000000 : UINTPTR_MAX;

    MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi = { 0 };
    while (min < max)
    {
        NTSTATUS a = NtQueryVirtualMemory(INVALID_HANDLE_VALUE, min, MemoryBasicInformation, &mbi, sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION), NULL);
        if (a)
            return 0;

        if (mbi.State == MEM_FREE)
        {
            LPVOID addr = VirtualAlloc(mbi.AllocationBase, dwSize, MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
            if (addr)
                return addr;
        }

        min += mbi.RegionSize;
    }
}

最佳答案

最初有几条一般性说明(与错误无关)

从我的外观来看，很奇怪，将NtQueryVirtualMemory与VirtualAlloc混合使用。存在感或使用

NtQueryVirtualMemory与NtAllocateVirtualMemory

或者

VirtualQuery与VirtualAlloc

NtQueryVirtualMemory与VirtualQueryEx相比没有任何其他功能(NtAllocateVirtualMemory通过VirtualAllocEx参数与ZeroBits相比没有额外的功能)

然后，如果已经使用 NtQueryVirtualMemory 不需要GetProcAddress-您可以使用与wdk中的ntdll.lib或ntdllp.lib进行静态链接-此API曾经存在，并且将从ntdll.dll中导出，就像从kernel32.dll导出的VirtualQuery一样，您可以与kernel32链接.lib
并且如果您仍然想使用GetProcAddress-存在常识，请不要在每次调用Allocate2GBRange时执行此操作，而是每次执行一次。和调用的主要检查结果-可能是GetProcAddress返回0？如果您确定GetProcAddress永不失败-您确保NtQueryVirtualMemory始终从ntdll.dll导出-那么请使用与ntdll [p] .lib的静态链接

那么就位的INVALID_HANDLE_VALUE尽管正确，但看起来却不是本地的ProcessHandle。最好在这里使用NtCurrentProcess()宏或GetCurrentProcess()。但无论如何，因为您使用kernel32 api-没有任何理由在这里使用NtQueryVirtualMemory而不是VirtualQuery
您在调用之前不需要零个初始化mbi-这是唯一的参数，并且因为最初总是min < max更好地使用do {} while (min < max)循环而不是while(min < max) {}
现在有关代码中的严重错误:

在此使用mbi.AllocationBase-当mbi.State == MEM_FREE时
案例mbi.AllocationBase == 0-所以你告诉 VirtualAlloc
在中分配任何可用空间。

min += mbi.RegionSize;-mbi.RegionSize来自mbi.BaseAddress-因此将其错误地添加到min-您需要使用min= (UINT_PTR)mbi.BaseAddress + mbi.RegionSize;

，然后在调用VirtualAlloc时(当lpAddress!= 0时)，您必须使用MEM_COMMIT|MEM_RESERVE而不是MEM_COMMIT。

以及关于传递给VirtualAlloc的地址-传递mbi.AllocationBase(简单地为0)不正确。但如果我们发现mbi.BaseAddress区域也不正确，请传递mbi.State == MEM_FREE。为什么？来自VirtualAlloc

这意味着VirtualAlloc确实尝试分配内存，而不是通过传递的mbi.BaseAddress，而是从mbi.BaseAddress & ~(dwAllocationGranularity - 1)-较小的地址分配内存。但是此地址可能已经很忙，因此您获得了STATUS_CONFLICTING_ADDRESSES(ERROR_INVALID_ADDRESS win32错误)状态。

具体的例子-让你有

[00007FF787650000, 00007FF787673000) busy memory
[00007FF787673000, ****************) free memory

最初，您的min将位于[00007FF787650000, 00007FF787673000)繁忙内存区域中-结果您得到mbi.BaseAddress == 0x00007FF787650000和mbi.RegionSize == 0x23000，因为region繁忙-您将在mbi.BaseAddress + mbi.RegionSize;处尝试下一个区域-因此位于00007FF787673000地址。您得到了mbi.State == MEM_FREE，但是如果尝试使用VirtualAlloc地址调用00007FF787673000，则会将该地址四舍五入到00007FF787670000，因为现在分配粒度为0x10000。但是00007FF787670000属于[00007FF787650000, 00007FF787673000)繁忙内存区域-结果VirtualAlloc失败，显示STATUS_CONFLICTING_ADDRESSES(ERROR_INVALID_ADDRESS)。

因此，您确实需要使用(BaseAddress + (AllocationGranularity-1)) & ~(AllocationGranularity-1)-将舍入为的四舍五入到最接近分配粒度的倍数。

所有代码如下所示:

PVOID Allocate2GBRange(UINT_PTR address, SIZE_T dwSize)
{
    static ULONG dwAllocationGranularity;

    if (!dwAllocationGranularity)
    {
        SYSTEM_INFO si;
        GetSystemInfo(&si);
        dwAllocationGranularity = si.dwAllocationGranularity;
    }

    UINT_PTR min, max, addr, add = dwAllocationGranularity - 1, mask = ~add;

    min = address >= 0x80000000 ? (address - 0x80000000 + add) & mask : 0;
    max = address < (UINTPTR_MAX - 0x80000000) ? (address + 0x80000000) & mask : UINTPTR_MAX;

    ::MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi;
    do
    {
        if (!VirtualQuery((void*)min, &mbi, sizeof(mbi))) return NULL;

        min = (UINT_PTR)mbi.BaseAddress + mbi.RegionSize;

        if (mbi.State == MEM_FREE)
        {
            addr = ((UINT_PTR)mbi.BaseAddress + add) & mask;

            if (addr < min && dwSize <= (min - addr))
            {
                if (addr = (UINT_PTR)VirtualAlloc((PVOID)addr, dwSize, MEM_COMMIT|MEM_RESERVE, PAGE_EXECUTE_READWRITE))
                    return (PVOID)addr;
            }
        }


    } while (min < max);

    return NULL;
}

关于c - 在2GB范围内分配内存，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/54729401/

MBI

c - 在2GB范围内分配内存