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    让XP用上4G内存，带破解补丁

    windows admin 3115浏览 0评论
    去年7月入手小黑T410，到手就装了4G的内存，WINDOWS 7的破解补丁来的很快，很顺利就用上了3.86G（纠结于剩下的140M哪里去了？至今也没搞明白，只知道主板没有映射），而所谓的XP的种种补丁，不外乎就是Ramdisk，开启PAE之类的，毫无用处，最可怜的是竟然被某网友的“开启了PAE就能用到全部4G内存，系统属性页显示还是2.98G是假的”一说给忽悠了一年，没文化真可怕。。。就这么将信将疑用了一年，中间也纠结过一段时间，没有深入分析，近日越想越感觉不对劲，再来纠结纠结。。。
    用WinDbg看看

    代码:
    lkd> dd MmHighestPhysicalPage
8088b124  000bf7ff 000bf399 00000040 00000000
lkd> dd MmNumberOfPhysicalPages
8088b128  000bf399 00000040 00000000 7fff0000

    可见最高物理内存页号MmHighestPhysicalPage值为bf7ff，物理内存总页数MmNumberOfPhysicalPages值为bf399，换算成物理内存数0xbf399*0x1000=2.98G正好是系统属性页显示的2.98G，改变这个值，系统属性页的值也会跟着变，是不是把这个值改了你就能用到更多的内存了呢，当然不是，任务管理器里记录的内存使用量确是真是的。
    那是不是我的PAE没有真正启用呢？
    那我们再用WinDbg看看

    代码:
    lkd> !pte 80800000
                    VA 80800000
PDE at C0602020            PTE at C0404000
contains 00000000008009E3  contains 0000000000000000
pfn 800       -GLDA--KWEV   LARGE PAGE pfn 800

    看吧，PDE和PTE里面的物理地址00000000008009E3和0000000000000000都是64位的，而在没有启用PAE的系统里，页表项里的物理地址是32位的。（为什么PTE里是一串0呢？因为我们看的80800000这个虚拟地址是ntkrnlpa.exe的基地址，它当然是加载在物理内存的0地址的）
    那么是不是系统偷偷地在用我的4G内存了，而给我显示出2.96G的假象呢？
    再祭出我们的法宝WinDbg

    代码:
    lkd> dd poi(MmPhysicalMemoryBlock)
8ad75c80  00000007 000bf3ab 00000001 0000009d
8ad75c90  00000100 000bf17c 000bf282 000000dd
8ad75ca0  000bf40f 00000060 000bf70f 00000008
8ad75cb0  000bf71f 0000004c 000bf7ff 00000001

    这里有两个结构体：

    代码:
    typedef struct _PHYSICAL_MEMORY_RUN {
    PFN_NUMBER BasePage;
    PFN_NUMBER PageCount;
} PHYSICAL_MEMORY_RUN, *PPHYSICAL_MEMORY_RUN;

typedef struct _PHYSICAL_MEMORY_DESCRIPTOR {
    ULONG NumberOfRuns;
    PFN_NUMBER NumberOfPages;
    PHYSICAL_MEMORY_RUN Run[1];
} PHYSICAL_MEMORY_DESCRIPTOR, *PPHYSICAL_MEMORY_DESCRIPTOR;

    从上面可以看出，我的机器有7块可用的内存，总共有bf3ab页（为什么这个数字跟上面看到的MmNumberOfPhysicalPages不符呢？），分别为1 -9d，100- bf17c，…，bf7ff，可见最大物理内存地址为bf7ff，还是与4G内存相去甚远啊。。。
    那么是不是我的主板根本就不识别这么大的内存呢？？
    那么我们再做做实验，用nt4的源代码编译一份NTLDR，把osloader.exe探测到的物理内存输出一份，下面是通过中断获取的内存布局图，BIOS专家们都叫把它做E820图

    代码:
    Base  Size  Type
0   9E800  1
9E800  1800  2
D2000  2000  2
DC000  24000  2
100000  BF17C000  1
BF27C000  6000  2
BF282000  DD000  1
BF35F000  12000  2
BF371000  1000  4
BF3F2000  1D000  2
BF40F000  60000  1
BF46F000  1F9000  2
BF668000  80000  4
BF6E8000  27000  2
BF717000  8000  1
BF71F000  4C000  1
BF76B000  C000  4
BF777000  3000  3
BF77A000  7000  4
BF781000  1000  3
BF782000  9000  4
BF78B000  1000  3
BF78C000  13000  4
BF79F000  60000  3
BF7FF000  1000  1
BF800000  800000  2
E0000000  10000000  2
FEAFF000  1000  2
FEC00000  10000  2
FED00000  400  2
FED1C000  4000  2
FED20000  70000  2
FEE00000  1000  2
FF000000  1000000  2
100000000  38000000  1

    图中type为1的就是分配给本机物理内存的地址，其他的为其他硬件所用，我们把内存地址挑出来：

    代码:
    Base    Size
0      9E800
100000    BF17C000
BF282000  DD000
BF40F000  60000
BF717000  8000
BF71F000  4C000
BF7FF000  1000
100000000  38000000

    总数为F73AC800=3.86G，尽管4G以下的地址空间被硬件占用了不少，主板并没有放弃那块内存嘛，只是把他们映射到了4G以上的空间，即100000000-138000000，看来是XP那家伙太不地道，活生生把咱们使用这块内存给掐掉了，故而产生了MmHighestPhysicalPage= BF7FF，无耻的家伙！什么？XP的内存机制不支持？不要为XP辩解，PAE技术早在Intel P6家族的CPU身上就已经开始使用了，Intel手册第一卷3.3.6节关于PAE有如下表述：
    Beginning with P6 family processors, the IA-32 architecture supports addressing of
    up to 64 GBytes (2^36 bytes) of physical memory.
    也就是说，从Intel P6家族的CPU开始，（PAE技术让）IA-32架构的CPU就支持对64G的物理内存进行寻址， P6家族可是很老CPU了，奔二，奔三就属于P6家族的，所以XP这个后来才发布的操作系统不可能连PAE都没考虑进去吧。
    既然那块4G以上的内存地址被主板识别，NTLDR也探测到了，操作系统也支持，那我们为什么还是用不到呢？到底是NTLDR没有告诉ntkrnlpa.exe，还是ntkrnlpa.exe自己给我们截断了？
    这怎么调试呢？Bochs？不行，我总共才4G内存，哪有那么多内存分配给Bochs用呢，要有XP的ntos的源码就好了，ntos的入口函数为
    VOID KiSystemStartup(PLOADER_PARAMETER_BLOCK KissLoaderBlock)
    在NTLDR向ntos交权的时候，会将内存描述链表通过结构体参数LOADER_PARAMETER_BLOCK传过去，这个结构体原型为

    代码:
    typedef struct _LOADER_PARAMETER_BLOCK {
    LIST_ENTRY LoadOrderListHead;
    LIST_ENTRY MemoryDescriptorListHead;
    LIST_ENTRY BootDriverListHead;
ULONG KernelStack;
……
后面太长，省略掉
} LOADER_PARAMETER_BLOCK, *PLOADER_PARAMETER_BLOCK;

    既然没有XP的源码，那就用wrk将就一下吧，将wrk编译的内核文件wrkx86.exe来替换ntkrnlpa.exe，系统肯定是起不来的，不过我们只需要在wrkx86.exe的入口点打印出NTLDR传过来的内存描述链表就好了，MEMORY_ALLOCATION_DESCRIPTOR的原型为

    代码:
    typedef struct _MEMORY_ALLOCATION_DESCRIPTOR {
    LIST_ENTRY ListEntry;
    TYPE_OF_MEMORY MemoryType;
    ULONG BasePage;
    ULONG PageCount;
} MEMORY_ALLOCATION_DESCRIPTOR, *PMEMORY_ALLOCATION_DESCRIPTOR;

    于是我们很快得到了结果：（无法上图，遗憾）

    咦！NTLDR貌似真的没有把4G以上的地址传过来啊，怎么到FF000这块内存就完了呢？
    难道NTLDR私自把4G以上的地址给裁了？难道一切罪恶的源泉在NTLDR？在此我犯了个严重的错误，以为胜利在望，加班加点研究NTLDR，最好成功跳过NTLDR截去4G以上内存的代码了，启动发现XP依然显示2.98G的可用内存，怎么回事呢？回过头来再分析NTLDR，才发现了如下的代码

    代码:
    if ( (_BYTE)BlUsePae_0 )
    {
      v10 = BlpAllocatePAETables();
      if ( v10 )
        return v10;
    }
    else
    {
      BlpTruncateDescriptors(0xFFFFFu);
}

    BlpTruncateDescriptors(0xFFFFFu)函数的功能就是设置内存描述链表的最大页面号为0xFFFFF，即截去4G以上的内存，原来我们编译的wrkx86.exe不支持PAE，被NTLDR发现了，故而才调用BlpTruncateDescriptors截断的，而我们的XP用的内核ntkrnlpa.exe是支持PAE的，那么就不会截断了，哎，马虎啊。。。
    那还是锁定ntkrnlpa.exe分析吧，充分发扬废寝忘食的精神，终于找到了一个可疑的函数ExVerifySuite，这不会就是验证我们版本的函数吧，网上一查，发现有位“老生常谈”早就发现了，他的文章在这里

    老生常谈..windows和4G以上物理内存


    汗。。。。差距啊，不过这位老大发现这么久竟然不出补丁，拯救我们广大百姓于水货，哎。。。害我熬夜伤神这么久。。。。
    不过这位“老生”的代码不知道从哪里搞的，nt4源码里没有MiCheckPaeLicense这个函数，而windows2000的源代码里虽然有这个函数，但差别很大，wrk的源代码里也不是那样的，反汇编XP的ntkrnlpa.exe，代码如下

    代码:
    int __usercall MiCheckPaeLicense<eax>(PLOADER_PARAMETER_BLOCK LoaderBlock<eax>)
{
  EndPage = 0;
  LoaderBlock1 = LoaderBlock;
  MaxPageCount = 0x100000u;
  MaxPage = 0;
  if ( ExVerifySuite(DataCenter) == 1 )
  {
    if (LoaderBlock->u.I386.VirtualBias )
    {
      MaxPageCount = 0x400000u;                 // booting /3gb: 16G
      MaxPage = 0x400000u;
    }
    else
    {
      MaxPageCount = 0x1000000u;
    }                                           // DataCenter: 64G
  }
  else
  {
    if ( MmProductType == 0x690057 || ExVerifySuite(Enterprise) != 1 )
    {
      if ( ExVerifySuite(ServerAppliance) == 1 )
        MaxPageCount = 0x80000u;                // 2G
      else
        MaxPage = 0x100000u;                    // 4G
    }
    else
    {
      MaxPageCount = 0x800000u;// Advanced Server is permitted a maximum of 32gb
    }
  }

    实在是不知道这位高人的代码来自哪里，恳请各位高人给予指点。。。
    从这段代码里可以看出，MiCheckPaeLicense函数会检查操作系统的版本，如果是DataCenter，就允许使用64G内存，Advanced Server为32G，如果为精简版则为2G，其他版本为4G，看来真是ntkrnlpa.exe在作怪，先别急着patch，验证内存限制的还有一个地方，在MmAddPhysicalMemoryEx函数里也会调用ExVerifySuite这个函数，代码如下：

    代码:
    if ( ExVerifySuite(DataCenter) == 1 )
  {
    LimitPage = 0x1000000u;                     // DataCenter : 64G
  }
  else
  {
    if ( MmProductType == 0x690057 || (v9 = ExVerifySuite(Enterprise) == 1, LimitPage = 0x800000u, !v9) )// Advanced Server : 32G
      LimitPage = 0x100000u;                    // Other : 4G
  }

    代码都差不多，要patch的话两个地方要一起改，至于怎么改？代码都在这么里，想怎么改就怎么改吧，只要两个地方都改了就行，只要其中一个地方不改，ntos都会阴魂不散的把你多出来的内存吃掉…
    看成果吧

    代码:
    lkd> dd MmHighestPhysicalPage
8088b124  00137fff 000f7399 00000040 00000000

lkd> dd MmNumberOfPhysicalPages
8088b128  000f7399 00000040 00000000 7fff0000

lkd> !pte d0800000
                    VA d0800000
PDE at C0603420            PTE at C0684000
contains 00000001004DF963  contains E15C080000000400
pfn 1004df    -G-DA--KWEV   not valid
                            Proto: E15C0800

    数数这个地址1004DF963，9位啊，4G以上了，不要被E15C080000000400这个地址吓到了，64位，有这么大的地址吗？查查PTE的结构体就知道了，前面的几位是标志位
    再看物理内存块

    代码:
    lkd> dd poi(MmPhysicalMemoryBlock)
8baa3c70  00000008 000f73ab 00000001 0000009d
8baa3c80  00000100 000bf17c 000bf282 000000dd
8baa3c90  000bf40f 00000060 000bf70f 00000008
8baa3ca0  000bf71f 0000004c 000bf7ff 00000001
8baa3cb0  00100000 00038000 0001000a 6c4d6d4d

    看到了吗，我的机器现在有8块可用的内存了，多了一个100000-138000，总共有f73ab页了，0xf73ab*0x1000=3.86G，至于还有140M，主板没映射，用不到了，能不能解决呢？希望各位牛人能够给予指点。。。

    后面部分比较仓促，主要是听到重任到来的消息，没时间仔细写了，补丁没写完，估计一时半会完成不了了，仓促发帖，开始潜伏。。。

    忙里偷闲，补丁写好了，赶紧传上来共享，本机测试通过，如果使用过程中发现问题请给我留言。。。
    ——————————————————————————————————————————
    最近忙死了，几天没上网了，更没时间去研究这个，让各位失望了。。。 坛子里的牛人们如果有时间去研究研究吧，MengXP执着的钻研精神让我佩服，离成功只有一步之遥了，希望大家能齐心协力，早日解决这些问题，我只能忙过这阵子再来了。。。
    —————————————————————
    实在抱歉，上个版本出的太匆忙了，严重问题都没有发现，下载这个版本XP64G20110805.rar的朋友请骂我，实在是疏忽大意，抱歉抱歉。。。。
    ———————————————————————————————————————————————-
    终于有时间继续研究一下了，发现原因主要在DMA，修改之后，USB存储设备基本可以正常使用了，先上补丁，回头再发技术帖 下载地址 XP64G

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