如何从 32 位 WOW 进程枚举 64 位进程中的模块

Question

我需要在 Windows 的 32 位 WOW 进程中检索 64 位进程的所有模块，EnumProcessModules 将失败，如所述：

如果这个函数是从运行在 WOW64 上的 32 位应用程序调用的，它只能枚举 32 位进程的模块。如果进程是 64 位进程，则此函数失败，最后一个错误代码为 ERROR_PARTIAL_COPY (299)。

至于 EnumProcessModulesEx 和 CreateToolhelp32Snapshot。

您对如何实现它有任何想法吗？

谢谢。

Answer 1

如果不使用未记录的 API，您将无法做到这一点。一般来说，由于地址空间的差异，从 32 位进程中读取 64 位进程的内存是行不通的。

EnumProcessModulesEx，具有LIST_MODULES_32BIT 和LIST_MODULES_64BIT 过滤器标志，有这样的说法：

此函数主要用于 64 位应用程序。如果该函数由在 WOW64 下运行的 32 位应用程序调用，则 dwFilterFlag 选项将被忽略，并且该函数提供与 EnumProcessModules 函数相同的结果。

您可以通过将程序转换为 64 位、使用进程外 64 位 COM 服务器（特别是使用 DLL surrogate）或使用一个单独的进程与之通信来实现此目的。或者，根据您的进程相对于目标进程的启动时间，您可以使用 WMI 获取模块加载事件。请参阅Win32_ModuleLoadTrace 事件。

Process Explorer，一个 32 位的 exe，可以向您展示 32 位和 64 位进程的模块，但它确实是雾里看花：32 位 exe 包含其自身的 64 位版本写入磁盘并在 64 位机器上执行。

Answer 2

使用 Windows 管理规范 (WMI)。示例（德尔福）：

function GetProcessCount(const aFileName: string): Integer;
var
  lValue: LongWord;
  lWMIService: OleVariant;
  lWMIItems: OleVariant;
  lWMIItem: OleVariant;
  lWMIEnum: IEnumVariant;
begin
  Result := -1;
  lWMIService := GetWMIObject('winmgmts:\\.\root\CIMV2'); { Do not localize. }
  if (TVarData(lWMIService).VType = varDispatch) and (TVarData(lWMIService).VDispatch <> nil) then
  begin
    Result := 0;
    lWMIItems := lWMIService.ExecQuery(Format('SELECT * FROM Win32_Process WHERE Name=''%s''', [ExtractFileName(aFileName)])); { Do not localize. }
    lWMIEnum := IUnknown(lWMIItems._NewEnum) as IEnumVariant;
    while lWMIEnum.Next(1, lWMIItem, lValue) = 0 do
    begin
      Inc(Result);
    end;
  end;
end;

Answer 3

您的请求的解决方案与reading x64 process memory from x86 process 的任务有一些交集。主要是，我们应该知道函数 NtWow64QueryInformationProcess64 和 NtWow64ReadVirtualMemory64 存在于 x86 ntdll.dll 中，专门用于从 x86 获取有关 x64 进程的信息。

我们还应该知道操作系统结构之间的一些依赖关系。

PROCESS_BASIC_INFORMATION 包含PEB 的地址。 PEB 代表进程环境块。它包含PEB_LDR_DATA 结构的地址。它又包含LIST_ENTRY 链中第一个LDR_DATA_TABLE_ENTRY 结构的地址。 LDR_DATA_TABLE_ENTRY 包含指向以下LDR_DATA_TABLE_ENTRY 的链接。

在 WinDbg 中检查此信息的示例：

0:000> !peb
PEB at 000007fffffdb000
...

0:000> dt ntdll!_peb 000007fffffdb000
...
+0x018 Ldr              : 0x00000000`76fbd640 _PEB_LDR_DATA
...

0:000> dt ntdll!_PEB_LDR_DATA 76fbd640
...
+0x010 InLoadOrderModuleList : _LIST_ENTRY [ 0x00000000`00415bb0 - 0x00000000`070eb9c0 ]
...

0:000> dt ntdll!_LDR_DATA_TABLE_ENTRY 00415bb0
+0x000 InLoadOrderLinks : _LIST_ENTRY [ 0x00000000`00415ca0 - 0x00000000`76fbd650 ]
...
+0x030 DllBase          : 0x00000001`3f4d0000 Void
...
+0x058 BaseDllName      : _UNICODE_STRING "procexp64.exe"
...

0:000> dt ntdll!_LDR_DATA_TABLE_ENTRY 00415ca0
+0x000 InLoadOrderLinks : _LIST_ENTRY [ 0x00000000`00416020 - 0x00000000`00415bb0 ]
...
+0x030 DllBase          : 0x00000000`76e90000 Void
...
+0x058 BaseDllName      : _UNICODE_STRING "ntdll.dll"
...

在代码中要采取的步骤如下：

1. 通过通常调用OpenProcess 函数来获取进程句柄。
2. 读取PROCESS_BASIC_INFORMATION 结构并调用NtWow64QueryInformationProcess64。
3. 获取PEB 的地址，该地址存在于PROCESS_BASIC_INFORMATION 结构中。
4. 通过调用NtWow64ReadVirtualMemory64 读取PEB 结构。
5. 获取PEB_LDR_DATA结构的地址。
6. 读取PEB_LDR_DATA结构并获取第一个LDR_DATA_TABLE_ENTRY元素的地址。
7. 当下一个元素的地址不等于第一个元素的地址时，继续为LDR_DATA_TABLE_ENTRY 元素读取内存。

在第 7 步，我们还读取了 UNICODE_STRING 的缓冲区（位于 LDR_DATA_TABLE_ENTRY 中）以获取当前模块名称。

代码如下。它由两个文件组成，main.cpp 和 os_structs.hpp。

ma​​in.cpp：

#include "os_structs.hpp"

#include <algorithm>
#include <codecvt>
#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <vector>

#ifndef WIN32
#   error "This application must be built as an x86 executable"
#endif

#define GET_FUNC_ADDR(name) _##name name = (_##name)::GetProcAddress(::GetModuleHandleA("ntdll.dll"), #name)

#define IS_TRUE(clause, msg) if (!(clause)) { throw std::runtime_error(msg); }

namespace
{

struct close_on_exit
{
    close_on_exit(HANDLE ptr)
        : ptr_(ptr)
    { };

    ~close_on_exit()
    {
        if (ptr_)
        {
            ::CloseHandle(ptr_);
            ptr_ = nullptr;
        }
    }

private:
    HANDLE ptr_;
};

// Names of modules 
std::string convert_unicode_to_utf8(std::vector<uint8_t> &raw_bytes)
{
    std::vector<uint16_t> unicode(raw_bytes.size() >> 1, 0);
    memcpy(unicode.data(), raw_bytes.data(), raw_bytes.size());

    std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>> converter;

    const std::wstring wide_string(unicode.begin(), unicode.end());
    const std::string utf8_string = converter.to_bytes(wide_string);

    return utf8_string;
}

void *get_handle(uint32_t id)
{
    HANDLE handle = ::OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, id);

    std::cout << "Opening target process...";

    IS_TRUE(NULL != handle, "OpenProcess failed");

    std::cout << " ok" << std::endl;

    return handle;
}

void check_if_process_is_x64(HANDLE handle)
{
    BOOL is_wow64_process = TRUE;
    IS_TRUE(::IsWow64Process(handle, &is_wow64_process), "IsWow64Process failed");
    IS_TRUE(FALSE == is_wow64_process, "Target process is not x64 one");
}

std::vector<uint8_t> read_mem(HANDLE handle, uint64_t address, uint32_t length)
{
    IS_TRUE(handle, "No process handle obtained");

    std::vector<uint8_t> data(length, 0);

    GET_FUNC_ADDR(NtWow64ReadVirtualMemory64);

    NTSTATUS status = NtWow64ReadVirtualMemory64(handle, address, data.data(), data.size(), FALSE);

    IS_TRUE(NT_SUCCESS(status), "NtWow64ReadVirtualMemory64 failed");

    return data;
}

void read_pbi(HANDLE handle, sys::PROCESS_BASIC_INFORMATION64 &pbi)
{
    IS_TRUE(handle, "No process handle obtained");

    GET_FUNC_ADDR(NtWow64QueryInformationProcess64);

    NTSTATUS status = NtWow64QueryInformationProcess64(handle, sys::ProcessBasicInformation, &pbi, sizeof(pbi), NULL);

    IS_TRUE(NT_SUCCESS(status), "NtQueryInformationProcess failed");
}

std::vector<uint8_t> read_peb_data(HANDLE handle)
{
    sys::PROCESS_BASIC_INFORMATION64 pbi = { 0 };
    read_pbi(handle, pbi);

    return read_mem(handle, pbi.PebBaseAddress, sizeof(sys::PEB64));
}

bool get_modules_load_order_via_peb(HANDLE handle)
{
    std::cout << "Getting module load order...\n" << std::endl;

    std::vector<uint8_t> read_peb = read_peb_data(handle);
    sys::PEB64 *peb = (sys::PEB64 *)read_peb.data();

    // ------------------------------------------------------------------------
    // Read memory from pointer to loader data structures.
    // ------------------------------------------------------------------------
    std::vector<uint8_t> read_peb_ldr_data = read_mem(handle, (uintptr_t)peb->LoaderData, sizeof(sys::PEB_LDR_DATA64));
    sys::PEB_LDR_DATA64 *peb_ldr_data = (sys::PEB_LDR_DATA64 *)read_peb_ldr_data.data();
    sys::PEB_LDR_DATA64 *loader_data = (sys::PEB_LDR_DATA64 *)peb->LoaderData;

    const uintptr_t addr_of_ptr_to_first_ldr_module = (uintptr_t)loader_data
        + ((uintptr_t)&loader_data->InLoadOrderModuleList - (uintptr_t)&loader_data->Length);

    ULONGLONG address = peb_ldr_data->InLoadOrderModuleList.Flink;

    uint32_t counter = 1;

    // ------------------------------------------------------------------------
    // Traversing loader data structures.
    // ------------------------------------------------------------------------
    do
    {
        std::vector<uint8_t> read_ldr_table_entry = read_mem(handle, address, sizeof(sys::LDR_DATA_TABLE_ENTRY64));

        sys::LDR_DATA_TABLE_ENTRY64 *ldr_table_entry = (sys::LDR_DATA_TABLE_ENTRY64 *)read_ldr_table_entry.data();

        std::vector<uint8_t> unicode_name = read_mem(handle, ldr_table_entry->BaseDllName.Buffer, ldr_table_entry->BaseDllName.MaximumLength);
        std::string name = convert_unicode_to_utf8(unicode_name);

        std::cout << "Module: " << name << std::endl;
        std::cout << "  Image base: 0x" << std::hex << ldr_table_entry->BaseAddress << std::endl;

        ldr_table_entry = (sys::LDR_DATA_TABLE_ENTRY64 *)read_ldr_table_entry.data();
        address = (uintptr_t)ldr_table_entry->InLoadOrderModuleList.Flink;
    } while (addr_of_ptr_to_first_ldr_module != address);

    std::cout << "\nEnumeration finished" << std::endl;

    return true;
}

}  // namespace

int main()
{
    try
    {
        HANDLE handle = get_handle(16944);
        close_on_exit auto_close_handle(handle);

        check_if_process_is_x64(handle);
        get_modules_load_order_via_peb(handle);
    }
    catch (const std::runtime_error &e)
    {
        std::cerr << "\n----------------------------------------------------\n";
        std::cerr << "Exception occurred: " << e.what();
        std::cerr << "\n----------------------------------------------------\n";
    }

    return 0;
}

os_structs.hpp：

#pragma once

#include <windows.h>

#define NT_SUCCESS(x) ((x) >= 0)

// Namespace is present Not to collide with "winbase.h"
// definition of PROCESS_INFORMATION_CLASS and others.
namespace sys
{

typedef enum _PROCESS_INFORMATION_CLASS {
    ProcessBasicInformation,
    ProcessQuotaLimits,
    ProcessIoCounters,
    ProcessVmCounters,
    ProcessTimes,
    ProcessBasePriority,
    ProcessRaisePriority,
    ProcessDebugPort,
    ProcessExceptionPort,
    ProcessAccessToken,
    ProcessLdtInformation,
    ProcessLdtSize,
    ProcessDefaultHardErrorMode,
    ProcessIoPortHandlers,
    ProcessPooledUsageAndLimits,
    ProcessWorkingSetWatch,
    ProcessUserModeIOPL,
    ProcessEnableAlignmentFaultFixup,
    ProcessPriorityClass,
    ProcessWx86Information,
    ProcessHandleCount,
    ProcessAffinityMask,
    ProcessPriorityBoost,
    MaxProcessInfoClass
} PROCESS_INFORMATION_CLASS, *PPROCESS_INFORMATION_CLASS;

// ------------------------------------------------------------------------
// Structs.
// ------------------------------------------------------------------------

typedef struct _PROCESS_BASIC_INFORMATION64 {
    ULONGLONG Reserved1;
    ULONGLONG PebBaseAddress;
    ULONGLONG Reserved2[2];
    ULONGLONG UniqueProcessId;
    ULONGLONG Reserved3;
} PROCESS_BASIC_INFORMATION64;

typedef struct _PEB_LDR_DATA64 {
    ULONG Length;
    BOOLEAN Initialized;
    ULONGLONG SsHandle;
    LIST_ENTRY64 InLoadOrderModuleList;
    LIST_ENTRY64 InMemoryOrderModuleList;
    LIST_ENTRY64 InInitializationOrderModuleList;
} PEB_LDR_DATA64, *PPEB_LDR_DATA64;

// Structure is cut down to ProcessHeap.
typedef struct _PEB64 {
    BOOLEAN InheritedAddressSpace;
    BOOLEAN ReadImageFileExecOptions;
    BOOLEAN BeingDebugged;
    BOOLEAN Spare;
    ULONGLONG Mutant;
    ULONGLONG ImageBaseAddress;
    ULONGLONG LoaderData;
    ULONGLONG ProcessParameters;
    ULONGLONG SubSystemData;
    ULONGLONG ProcessHeap;
} PEB64;

typedef struct _UNICODE_STRING64 {
    USHORT Length;
    USHORT MaximumLength;
    ULONGLONG Buffer;
} UNICODE_STRING64;

typedef struct _LDR_DATA_TABLE_ENTRY64 {
    LIST_ENTRY64 InLoadOrderModuleList;
    LIST_ENTRY64 InMemoryOrderModuleList;
    LIST_ENTRY64 InInitializationOrderModuleList;
    ULONGLONG BaseAddress;
    ULONGLONG EntryPoint;
    DWORD64 SizeOfImage;
    UNICODE_STRING64 FullDllName;
    UNICODE_STRING64 BaseDllName;
    ULONG Flags;
    SHORT LoadCount;
    SHORT TlsIndex;
    LIST_ENTRY64 HashTableEntry;
    ULONGLONG TimeDateStamp;
} LDR_DATA_TABLE_ENTRY64, *PLDR_DATA_TABLE_ENTRY64;

}  // namespace sys

// ------------------------------------------------------------------------
// Function prototypes.
// ------------------------------------------------------------------------

typedef NTSTATUS(NTAPI *_NtWow64QueryInformationProcess64)(
    IN HANDLE ProcessHandle,
    ULONG ProcessInformationClass,
    OUT PVOID ProcessInformation,
    IN ULONG ProcessInformationLength,
    OUT PULONG ReturnLength OPTIONAL);

typedef NTSTATUS(NTAPI *_NtWow64ReadVirtualMemory64)(
    IN HANDLE ProcessHandle,
    IN DWORD64 BaseAddress,
    OUT PVOID Buffer,
    IN ULONG64 Size,
    OUT PDWORD64 NumberOfBytesRead);

如果您对初始结构定义感兴趣 - 我想出的最佳方法是下载 WinDbg 的符号，然后在此调试器中观察结构的布局。您可以在上面的这篇文章中看到示例。