Как вы читаете напрямую из физической памяти?

Вам нужно будет написать драйвер режима ядра и использовать функции диспетчера памяти, чтобы сопоставить диапазон физической памяти с системным пространством вашего драйвера ядра, а затем экспортировать функциональность в пользовательский API или драйвер.

После Windows 98 в большинстве случаев невозможно получить доступ к физической памяти из пользовательского режима. Как говорят другие, это означает, что любая старая программа не может просто уничтожить компьютеры людей. Вам придется написать драйвер ядра, который может быть установлен только в том случае, если он подписан и сначала загружен в хранилище окна. Это само по себе не такой простой процесс, как связывание DLL.

Таким образом, MmAllocateContiguousMemory() — это функция режима ядра Windows, которая сопоставляет непрерывную физическую память с системной памятью и является частью ntoskrnl.exe.

Также вы не можете вызывать эти API из приложений пользовательского режима. Ими могут пользоваться только водители. Приложения пользовательского режима НЕ МОГУТ получить доступ к физической памяти без помощи драйвера. Драйвер может либо обрабатывать запросы от пользовательского API, либо использовать IOCTL и сопоставлять свои ресурсы с виртуальной памятью API. В любом случае вам понадобится помощь драйвера, который должен быть установлен менеджером plug n play. PnP должен выбрать установку драйвера самостоятельно либо с помощью аппаратной активации, т. е. горячей замены, либо каким-либо другим методом, например, драйвером шины, который всегда включен.

Дальнейшие окна случайным образом назначают виртуальный адрес, так что трудно определить какой-либо шаблон или определить его физическое местоположение.

Ни язык C, ни C++ не определяют термин «память». Вещи определяются в абстрактных терминах, таких как «хранилище» и «классификаторы хранения». Указатели — это абстрактные вещи — их значения могут быть любыми, совершенно не связанными с физическими или виртуальными адресами.

Только в контексте системы и ее реализации вводятся такие термины, как память и адресное пространство. И поскольку это специфичные для системы вещи, для доступа к ним необходимо использовать методы, предоставляемые ОС.

Даже при реализации ядра ОС вы должны делать доступ к вещам самого низкого уровня не через C (потому что он просто не может), а через методы, специфичные для реализации и архитектуры. Обычно это делается с помощью набора низкоуровневых функций, запрограммированных на ассемблере, которые написаны таким образом, чтобы они соответствовали типу машинного кода, генерируемого компилятором. Это позволяет вызывать из C функции, написанные на ассемблере, как если бы они были скомпилированы компилятором.

Перейдите по этой ссылке: Доступ к физической памяти, порту и пространству конфигурации PCI

Но начните с Windows Vista, даже WinHex не может открыть физическую память.

Я бы подумал, что драйвер устройства должен разрешать доступ к физической памяти, поскольку доступ к таким устройствам, как карты PCI, должен осуществляться таким образом. Если вы можете сделать это из драйвера, напишите собственный распределитель для вашей программы режима «пользователь» (больше похожей на администратора), чтобы легко связываться с С++.

В Windows следует использовать вызовы NativeAPI NtOpenSection и NtMapViewOfSection

Пример от Марка Руссиновича

static BOOLEAN MapPhysicalMemory( HANDLE PhysicalMemory,
                            PDWORD Address, PDWORD Length,
                            PDWORD VirtualAddress )
{
    NTSTATUS            ntStatus;
    PHYSICAL_ADDRESS    viewBase;
    char                error[256];

    *VirtualAddress = 0;
    viewBase.QuadPart = (ULONGLONG) (*Address);
    ntStatus = NtMapViewOfSection (PhysicalMemory,
                               (HANDLE) -1,
                               (PVOID) VirtualAddress,
                               0L,
                               *Length,
                               &viewBase,
                               Length,
                               ViewShare,
                               0,
                               PAGE_READONLY );

    if( !NT_SUCCESS( ntStatus )) {

        sprintf_s( error, "Could not map view of %X length %X",
                *Address, *Length );
        PrintError( error, ntStatus );
        return FALSE;                   
    }

    *Address = viewBase.LowPart;
    return TRUE;
}

static HANDLE OpenPhysicalMemory()
{
    NTSTATUS        status;
    HANDLE          physmem;
    UNICODE_STRING  physmemString;
    OBJECT_ATTRIBUTES attributes;
    WCHAR           physmemName[] = L"\\device\\physicalmemory";

    RtlInitUnicodeString( &physmemString, physmemName );    

    InitializeObjectAttributes( &attributes, &physmemString,
                                OBJ_CASE_INSENSITIVE, NULL, NULL );         
    status = NtOpenSection( &physmem, SECTION_MAP_READ, &attributes );

    if( !NT_SUCCESS( status )) {

        PrintError( "Could not open \\device\\physicalmemory", status );
        return NULL;
    }

    return physmem;
}

\device\physicalmemory является аналогом /dev/mem под Linux, где у вас также есть возможность прямого доступа к физической памяти. Кстати, насчет Windows не уверен, но под Linux доступен только 1 Мб физического адресного пространства, потому что оно может содержать некоторые служебные низкоуровневые данные, такие как таблицы BIOS. Доступ к другой физической памяти может повредить виртуальную память, управляемую ОС, поэтому он не разрешен.

ОБНОВЛЕНИЕ: Предоставленный код не работает в пользовательском режиме, начиная с Windows Vista. Вместо этого вы можете вызвать GetSystemFirmwareTable(), чтобы получить полезную информацию из 1-го МБ необработанной памяти, не ища ее.

Бонус: чтение физической памяти под Linux (Debian 9) с использованием файла с отображением памяти Boost IO, часть класса:

NativePhysicalMemory::NativePhysicalMemory(size_t base, size_t length)
    : physical_memory_map_(std::make_unique<boost::iostreams::mapped_file_source>())
{
    map_physical_memory(base, length);
}

// ...

void NativePhysicalMemory::map_physical_memory(size_t base, size_t length)
{
#ifdef _SC_PAGESIZE
    size_t mempry_page_offset = base % sysconf(_SC_PAGESIZE);
#else
    size_t mempry_page_offset = base % getpagesize();
#endif /* _SC_PAGESIZE */

    boost_io::mapped_file_params params = {};
    params.path = "/dev/mem";
    params.flags = boost_io::mapped_file::mapmode::readonly;
    params.length = length + mempry_page_offset;
    params.offset = base - mempry_page_offset;
    params.hint = nullptr;
    physical_memory_map_->open(params);
}

Я предполагаю, что невозможно получить доступ к физическому адресу напрямую. Даже с правами администратора.

Каждый адрес, к которому обращается приложение, является виртуальным адресом, который преобразуется в физический адрес аппаратным MMU.

Один из способов — настроить MMU для однозначного сопоставления виртуального адреса с физическим адресом. Обычно это делается во встроенных системах без ОС или перед загрузкой ОС.

С загруженными окнами. Я считаю, что ваше требование невозможно.

Краткий ответ: нет

Длинный ответ:

Стандарт C/C++ определяет машину очень просто. Нет понятия виртуальной памяти (просто память). Эти концепции больше относятся к области аппаратного обеспечения и потенциально могут быть доступны через ОС (если ОС знает о таких вещах).

Я бы повторно задал вопрос с точки зрения возможностей, предоставляемых вашей ОС/аппаратным обеспечением.