调用MmProbeAndLockPages锁定用户态内存时偶发ACCESS_VIOLATION错误求助

我尝试结合IoAllocateMdl与MmProbeAndLockPages锁定用户态进程的内存，相关锁定代码如下：

PEPROCESS TargetProcess = ... // Target process's EPROCESS
PVOID virtual_address = ... // Target address
SIZE_T size = ... // Target size
KAPC_STATE pApcState = NULL;
PMDL pMDL = NULL;
KPROCESSOR_MODE access_mode = KernelMode;
LOCK_OPERATION operation = IoModifyAccess;

KeStackAttachProcess(TargetProcess, &pApcState);

try {
    mdl = IoAllocateMdl(PAGE_ALIGN(virtual_address), ADDRESS_AND_SIZE_TO_SPAN_PAGES(PAGE_ALIGN(virtual_address), size) << PAGE_SHIFT, FALSE, FALSE, NULL);
    MmProbeAndLockPages(mdl, access_mode, operation);
}except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
    DbgPrintEx(0, 0, "LockPages - Failed! VA : %p, Exception : %p", PAGE_ALIGN(virtual_address), GetExceptionCode());
        
    if (mdl) IoFreeMdl(mdl);
    KeUnstackDetachProcess(&pApcState);
        
    return;
}

操作完成后我会执行MmUnlockPages、IoFreeMdl进行清理。目前问题是该错误仅偶发出现，有时无异常，有时触发错误。待锁定的内存是通过VirtualAlloc以MEM_COMMIT和MEM_RESERVE参数分配的，请问该错误出现的原因是什么？

偶发失败的可能原因 #

• 目标内存页的动态状态变化：即便内存是VirtualAlloc提交的，用户态进程仍可能在锁定操作的间隙调用VirtualFree（部分释放）、VirtualLock/VirtualUnlock，或是系统内存紧张时将该页换出到磁盘。MmProbeAndLockPages执行时，若目标页已被释放、处于未提交状态，或是正在换入换出过程中，就会触发异常，这类场景完全取决于进程操作和系统内存状态，因此是偶发的。

• 地址范围计算的边界问题：代码中对virtual_address做了PAGE_ALIGN，但原始地址可能非页对齐，ADDRESS_AND_SIZE_TO_SPAN_PAGES计算的是对齐后地址开始的页数。如果原始size加上对齐偏移后，超出了用户态进程实际分配的内存范围，就会触及未分配/未提交的页，这种情况不会每次触发，只有当对齐后的范围恰好踩中非法区域时才会失败。

• APC触发干扰：虽然调用了KeStackAttachProcess，但目标进程的异步过程调用（APC）若在锁定操作执行时触发，可能会修改内存页状态，或是导致线程上下文切换间接破坏锁定操作的原子性，这类场景的触发时机随机，因此错误偶发。

• 内存页保护属性不匹配：你使用KernelMode访问模式和IoModifyAccess操作，如果目标内存页的保护属性是PAGE_READONLY这类不允许修改的权限，就会触发异常。若用户态进程动态修改了内存页的保护属性，就会导致偶发失败。

• MDL分配与锁定的时间窗口漏洞：IoAllocateMdl仅分配MDL结构并标记页范围，并未立即锁定。从IoAllocateMdl到MmProbeAndLockPages的这段时间里，目标页的状态可能发生变化，进而导致后续锁定操作失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者GetRektBoy724