Использование native kernel32 функций для получения проекции физической памяти

01.01.2007

В процессе написания программного обеспечения в ряде случаев возникает необходимость получения данных из физических ячеек памяти. Документации Delphi по данному вопросу, я найти не смог, поэтому хочу восполнить данный пробел.

Платформа WinNT(XP) не допускает возможность непосредственного доступа к памяти средствами Win32API. В этом случае программист должен или написать свой драйвер доступа к физической памяти или использовать native kernel32 функции ядра.

Рассмотрим второй вариант использующий объект "проекция файла" (file-mapping object), представляющем собой блок памяти(раздел) доступный двум и более процессам для совместного использования.

Совместное использование данных с помощью объекта "раздел" происходит следующим образом: Задав атрибуты с помощью функции

procedure InitializeObjectAttributes(InitializedAttributes : PNtObjectAttributes; 
                                     pObjectName : PNtUnicodeString;
                                     const uAttributes : ULONG; 
                                     const hRootDirectory : THandle; 
                                     pSecurityDescriptor : PSECURITY_DESCRIPTOR);
begin
  with InitializedAttributes^ do
  begin
    Length := SizeOf(TNtObjectAttributes);
    ObjectName := pObjectName;
    Attributes := uAttributes;
    RootDirectory := hRootDirectory;
    SecurityDescriptor := pSecurityDescriptor;
    SecurityQualityOfService := nil;
  end;
end;

которая фактически заполняет структуру NtObjectAttributes

Используем объект '\Device\PhysicalMemory' и преобразовав его в тип TNtUnicodeString;

RtlInitAnsiString(@AnsiPhysicalMemory, '\Device\PhysicalMemory');
RtlAnsiStringToUnicodeString(@UniPhysicalMemory, @AnsiPhysicalMemory, true);

InitializeObjectAttributes(@NtObjectAttributes, @UniPhysicalMemory, OBJ_KERNEL_HANDLE, 0, nil);

Получаем дескриптор секции вызывая функцию ядра

NtOpenSection(SectionHandle, SECTION_MAP_READ, @NtObjectAttributes);

Этим самым мы открываем объект '\Device\PhysicalMemory' для чтения отображенного участка физической памяти в процессе пользователя.

Отображение осуществляем с помощью функции NtMapViewOfSection возвращающей указатель на участок памяти процесса пользователя в который осуществляется отображение. Более подробную информацию можно найти в MicrosoftDDK.

Привожу несложный пример.

unit PhysMemWorks;
 
interface
 
uses windows;
 
type
 
NTSTATUS = LongInt; 
PLARGE_INTEGER = ^LARGE_INTEGER; 
TSectionInherit = (ViewNone,ViewShare,ViewUnmap); 
SECTION_INHERIT = TSectionInherit;
 
PHYSICAL_ADDRESS = record 
LowPart : DWORD ; 
HighPart : DWORD; 
end;
 
 
TNtAnsiString = packed record 
Length : Word; 
MaximumLength : Word; 
Buffer : PChar; 
end;
 
PNtAnsiString = ^TNtAnsiString; 
ANSI_STRING = TNtAnsiString;
 
 
TNtUnicodeString = packed record 
Length : Word; 
MaximumLength : Word; 
Buffer : PWideChar; 
end;
 
UNICODE_STRING = TNtUnicodeString; 
PNtUnicodeString = ^TNtUnicodeString;
 
 
TNtObjectAttributes = packed record 
Length : ULONG; 
RootDirectory : THandle; 
ObjectName : PNtUnicodeString; 
Attributes : ULONG; 
SecurityDescriptor : Pointer; 
SecurityQualityOfService : Pointer; 
end;
 
OBJECT_ATTRIBUTES = TNtObjectAttributes; 
PNtObjectAttributes = ^TNtObjectAttributes;
 
 
function OpenPhysicalMemory:dword;
 
function MapPhysicalMemory (hPhysMem:tHANDLE; pdwAddress:DWORD; pdwLength:DWORD; pdwBaseAddress:pDWORD):dword;
 
///////////
 
const DLL = 'ntdll.dll';
 
function RtlAnsiStringToUnicodeString( DestinationString : PNtUnicodeString; SourceString : PNtAnsiString; 
AllocateDestinationString : Boolean ) : NTSTATUS; stdcall; external DLL name 'RtlAnsiStringToUnicodeString'; 
procedure RtlInitAnsiString( DestinationString : PNtAnsiString; SourceString : PChar ); stdcall; external DLL name 'RtlInitAnsiString';
 
function NtMapViewOfSection(SectionHandle : THandle;ProcessHandle : THandle; var BaseAddress : PDWORD; 
ZeroBits : ULONG; CommitSize : ULONG; SectionOffset : PLARGE_INTEGER; ViewSize : DWORD; 
InheritDisposition : SECTION_INHERIT; 
AllocationType : ULONG; Protect : ULONG) : NTSTATUS; stdcall; external DLL name 'NtMapViewOfSection';
 
function NtUnmapViewOfSection(const ProcessHandle : THandle; 
const BaseAddress : Pointer) : NTSTATUS; stdcall; external DLL name 'NtUnmapViewOfSection'; 
function NtOpenSection(out SectionHandle : THandle; const DesiredAccess : ACCESS_MASK; 
ObjectAttributes : PNtObjectAttributes) : NTSTATUS; stdcall; external DLL name 'NtOpenSection';
 
implementation
 
const
OBJ_KERNEL_HANDLE = $0000200;
 
var 
status: dword;
 
procedure InitializeObjectAttributes(InitializedAttributes : PNtObjectAttributes; 
pObjectName : PNtUnicodeString; const uAttributes : ULONG; const hRootDirectory : THandle; 
pSecurityDescriptor : PSECURITY_DESCRIPTOR); 
begin 
with InitializedAttributes^ do 
begin 
Length := SizeOf(TNtObjectAttributes); 
ObjectName := pObjectName; 
Attributes := uAttributes; 
RootDirectory := hRootDirectory; 
SecurityDescriptor := pSecurityDescriptor; 
SecurityQualityOfService := nil; 
end; 
end;
 
 
function OpenPhysicalMemory:dword; 
var 
hPhysMem:dword; 
UniPhysicalMemory : TNtUnicodeString; 
AnsiPhysicalMemory :TNtAnsiString ; 
oa :TNtObjectAttributes;
 
begin 
RtlInitAnsiString(@AnsiPhysicalMemory, '\Device\PhysicalMemory'); 
status:= RtlAnsiStringToUnicodeString(@UniPhysicalMemory, @AnsiPhysicalMemory, true); 
InitializeObjectAttributes(@oa, @UniPhysicalMemory, OBJ_KERNEL_HANDLE, 0, nil) ; 
status:= NtOpenSection(hPhysMem, SECTION_MAP_READ, @oa); 
if status <> 0 then result:= 0 else result:= hPhysMem; 
end;
 
 
function MapPhysicalMemory (hPhysMem:tHANDLE; pdwAddress:DWORD; pdwLength:DWORD; pdwBaseAddress:pDWORD):dword; 
var 
SectionOffset: pLARGE_INTEGER; 
begin 
SectionOffset.HighPart := 0; 
SectionOffset.LowPart:= pdwAddress; 
NtMapViewOfSection(hPhysMem, 0, pdwBaseAddress, 0, 0, nil,0, ViewNone, 0, PAGE_READONLY); 
result:=1; 
end;
 
 
function UnmapPhysicalMemory (dwBaseAddress:DWORD):dword; 
begin 
NtUnmapViewOfSection(0, @dwBaseAddress); 
result:=1; 
end;
 
end.

Используя данный модуль получаем доступ к функциям ядра которые, в свою очередь, позволяют получить проекцию нужного участка памяти.

На форме разместим компонент StringGrid – для представления информации в табличном виде, Button, Label и Edit и пишем такой код.

unit Read_Mem;
 
interface
 
uses 
Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, 
StdCtrls, Grids, ExtCtrls, PhysMemWorks;
 
type 
TForm1 = class(TForm) 
gridData: TStringGrid; 
Label12: TLabel; 
editAddr: TEdit; 
btnRead: TButton; 
Label2: TLabel; 
procedure btnReadClick(Sender: TObject); 
procedure FormCreate(Sender: TObject);
end;
 
var
 
Form1: TForm1;
 
implementation
 
{$R *.DFM} 
{$R WindowsXP.res}
 
 
type 
XData = array[1..16] of Byte; 
YData = array[1..16] of XData; 
TPhysPointer =^YData;
 
procedure TForm1.btnReadClick(Sender: TObject); 
var
i, j: longint; 
nAddr: int64;// 
s1, s2: String; 
b: Byte; 
ch: Char; 
arrayMemory :pbytearray; 
PointMemory:pointer; 
hmemory:dword; 
xhex: integer; 
yhex: integer; 
ofsetHex: integer;
begin 
with gridData do 
begin 
ColWidths[0] := Canvas.TextWidth(IntToHex(0, 9)); 
ColWidths[1] := Canvas.TextWidth(Cells[1, 0]); 
end; 
nAddr := StrToInt('$' + editAddr.Text); 
label2.Caption:=inttostr(nAddr div 1024 )+ ' kб'; 
hmemory:=OpenPhysicalMemory; 
PointMemory:=MapViewOfFile(hmemory, FILE_MAP_READ, 0, nAddr, $2000); //размер секции 8 кб 
arrayMemory :=PointMemory; 
xhex:= nAddr and $0f; 
yhex:=(nAddr and $00f0) div 16; 
ofsetHex:= ((nAddr and $0f00) div 16); 
if yhex = 0 then yhex:=0; 
if PointMemory <> nil then 
begin 
for i:=1 to 16 do 
begin 
gridData.Cells[0,i] := IntToHex(nAddr,8); 
s1 := ''; 
s2 := ''; 
for j:=1 to 16 do 
begin 
b := arrayMemory^[((i+ofsetHex+yhex-1)*16)+(j+xhex-1)]; 
s1 := s1 + IntToHex(b, 2) + ' '; 
if b >= $20 then ch := Char(b) else ch:='.'; 
s2 := s2 + ch; 
end; 
gridData.Cells[1,i] := s1; 
gridData.Cells[2,i] := s2; 
nAddr := nAddr + 16; 
end;
 
with gridData do 
begin 
ColWidths[2] := Canvas.TextWidth(Cells[2, 1] + ' '); 
end;
 
end else MessageDlg('Этот участок памяти' +^M+' недоступен!!!' , mtWarning, [mbOK], 0);
 
end;
 
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); 
var 
i: integer;
begin
with gridData do
begin
Cells[0,0]:=' ADDR';
Cells[1,0]:='';
for i := 0 to 15 do
Cells[1,0] := Cells[1,0] + IntToHex(i, 2) + ' ';
Cells[2,0]:=' ASCII';
end;
end;
end.

Готово! У нас есть приложение позволяющее просматривать физическую память. Наберите, например, в поле адреса 000FFF00 , нажмие "Read" и в ячейках начиная с FFFF5 прочитайте дату прошивки BIOS Вашей материнской платы.

Используя данные функции Вы легко получаете возможность просмотра всего объёма физической памяти, за исключением системных адресов операционной системы.