物理RAM地址访问原理及无WinAPI/NativeApi读取物理内存可行性问询

底层运行逻辑 #

x86/x64架构下CPU完成内存访问的核心逻辑由MMU（内存管理单元）硬件控制，Windows启动后会将CPU切换到开启分页的保护模式，此时所有软件层面发起的地址请求都是虚拟地址，必须经过MMU基于页表做地址翻译，才能转换为实际的物理内存地址发送给内存控制器。

• 页表的所有修改权限完全被Windows内核掌控，用户态进程没有任何权限直接修改页表配置
• 你提到的MmAllocateContiguousMemory是Windows内核层API，作用是申请一段连续的物理内存，同时将这段物理地址映射到内核虚拟地址空间，内核态代码操作这段虚拟地址就等价于操作对应的物理内存。

不依赖WinAPI/Native API读取物理内存的可行性 #

Windows正常运行场景下不可行 #

只要程序运行在Windows的进程上下文内，不管是用户态还是内核态，所有内存访问都会触发MMU的地址翻译，你就算手写汇编直接硬编码地址操作，访问的也还是虚拟地址，绕不开MMU的翻译逻辑。没有系统提供的API帮你完成物理地址到虚拟地址的映射，你根本无法触达实际的物理内存内容。
市面上所有宣称可以直接读物理内存的Windows工具，本质上要么是调用了MmMapIoSpace等内核API完成映射，要么是利用驱动漏洞篡改页表配置，没有例外。

脱离Windows运行场景下可以实现 #

你提到的memtest类工具就属于这个场景：这类工具是裸机运行程序，启动时Windows内核还没加载，CPU要么运行在实模式，要么分页机制由程序自身控制，完全掌控所有硬件资源，当然可以直接访问物理内存。
如果要写这类程序，直接开发MBR引导程序或者UEFI应用即可，不需要依赖任何Windows API，直接用C/汇编操作地址即可。以下是实模式下直接读取物理地址0x7C00的汇编示例：

mov ax, 0
mov ds, ax
mov al, [0x7C00] ; 直接读取物理地址0x7C00处的第一个字节

这类代码仅能在Windows内核未加载、分页未开启的启动阶段运行，一旦Windows启动完成开启分页后运行会直接触发异常崩溃。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gorilka