日期:2014-05-17  浏览次数:21013 次

Windows驱动中通过MDL实现用户态与核心态共享内存

Windows驱动跑在核心态(Kernel mode),驱动的调用者跑在用户态。如何使用户态进程与核心态驱动共享内存呢 ?

我们知道32Windows中,默认状态下虚拟空间有4G,前2G是每个进程私有的,也就是说在进程切换的时候会变化,后2G是操作系统的,所以是固定的。既然用户态进程和核心态驱动在同一个进程空间里,是不是只要直接传个内存地址过来,就可以访问了?理论上可以但实际上不行,因为用户态的进程在不断地切换,使驱动运行时没法保证前面的用户态进程是哪个,也就不确定前2G虚拟地址空间的映射情况,那么用户态进程传来的地址也许不是合法的。

 

比较常用的做法是通过MDL进行内存的重映射。简单地说就是将同一块物理内存同时映射到用户态空间和核心态空间。

具体来说,可以有两种做法:用户态进程分配空间,内核态去映射。另一种是内核态分配空间,用户态进程去映射。

前者伪码:

// assume uva is a virtual address in user space, uva_size is its size
MDL * mdl = IoAllocateMdl(uva, uva_size, FALSE, FALSE, NULL);
ASSERT(mdl);
__try {
	MmProbeAndLockPages(mdl, UserMode, IoReadAccess);
} __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
	DbgPrint("error code = %d", GetExceptionCode);
}
PVOID kva = MmGetSystemAddressForMdlSafe(mdl, NormalPagePriority);
// use kva 
// …

MmUnlockPages(mdl);
IoFreeMdl(mdl);

*记得在driver unload之前mdl unlockfree掉,否则会BSoD

后者伪码:

PVOID kva = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, 1024, (ULONG)'PMET');
MDL * mdl = IoAllocateMdl(uva, uva_size, FALSE, FALSE, NULL);
ASSERT(mdl);
__try {
	MmBuildMdlForNonPagedPool(mdl);
} __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
	DbgPrint("error code = %d", GetExceptionCode);
}

PVOID uva = MmMapLockedPagesSpecifyCache(mdl, UserMode, MmCached, NULL, FALSE, NormalPagePriority); 

*如果kva是分配在nonpagedpool,那这些物理页本身就是被lock住的,因此用的是