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DLL/OCX文件的注册与数据执行保护DEP

2020年04月21日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

注册/反注册dll或ocx文件时,无论是用regsvr32还是dllregisterserver/dllunregisterserver,可能会遇到【内存位置访问无效】的问题:

此时把操作系统的数据执行保护(data execution prevention,下称dep)彻底关掉,重启,应该就能解决问题。操作:

  • nt6.x系统:运行  bcdedit /set nx alwaysoff 
  • nt5.x系统:修改 %systemdrive%\boot.ini 文件,将当前操作系统条目的/noexecute参数的值改为alwaysoff,若没有则添加。若是多系统,要注意修改到正确的条目

本文主要是讨论,作为开发者,当需要在自己的程序中注册dll时(反注册的情况一样,下文只拿注册说事,其实适用于所有受dep影响的问题),如何避免改动系统dep,避免重启地把问题解决掉。其实这个问题的关键是,执行注册的进程是否启用了dep,启用就不能注册,关闭就能,跟系统dep没有直接关系,但进程dep受系统dep的影响。

来自系统dep的原因

系统dep策略有4种,每种策略下对进程dep的影响如下(注意,64位程序总是启用dep,且不可禁用,不论系统dep如何设置。所以下表和接下来说的都是32位程序的情况):

系统dep策略 进程默认dep 能否更改进程dep
optin (仅为基本的windows程序和服务启用dep;默认策略) 关闭 允许更改
optout (除指定的程序外,全部启用dep) 开启 允许更改
alwayson (全部启用dep) 开启 不允许更改
alwaysoff (全部禁用dep) 关闭 不允许更改

我们的目的是关闭进程dep。可以看到,系统dep为optin和alwaysoff时,进程dep已经是默认关闭的。其余两种情况中,optout虽然是默认开启dep,但它允许被关闭,所以这是一种可以抢救的情况,唯独alwayson不可抢救,必须修改系统dep策略并重启。

插播一下,系统默认的策略是optin,这种策略下普通程序的dep是关闭的,但是系统程序例外,所以在程序中调用regsvr32进行注册会失败,因为实际执行注册的进程是regsvr32而非自己的程序,而regsvr32是系统程序,它在optin下是会被开启dep的。可以在任务管理器进程页面中添加【数据执行保护】列,以呈现进程dep的开闭情况。

小结:

  • 系统dep有4种,除了alwayson,其余3种都可以让(或已经是)自己的程序处于dep关闭状态;
  • 系统dep可以用getsystemdeppolicy api获取,没有发现用于设置的api;
  • 进程dep可以用getprocessdeppolicy获取,同时该函数还返回可否修改dep的信息,如果是可修改,则可以用setprocessdeppolicy更改自身dep状态;
  • 一个简易的dephelper分享给大家:
     1 using system;
     2 using system.componentmodel;
     3 using system.runtime.interopservices;
     4 
     5 namespace ahdung.win32
     6 {
     7     /// <summary>
     8     /// 数据执行保护(dep)辅助类
     9     /// </summary>
    10     public static class dephelper
    11     {
    12         /// <summary>
    13         /// 获取进程dep状态
    14         /// </summary>
    15         /// <param name="hprocess">进程句柄</param>
    16         /// <param name="permanently">是否永久。该参数同时指示了是否可以更改进程dep,为true表示不可修改</param>
    17         public static processdepflag getprocessdeppolicy(intptr hprocess, out bool permanently)
    18         {
    19             if (!getprocessdeppolicy(hprocess, out var lpflags, out permanently))
    20             {
    21                 throw new win32exception();
    22             }
    23 
    24             return (processdepflag)lpflags;
    25         }
    26 
    27         /// <summary>
    28         /// 设置进程dep状态
    29         /// </summary>
    30         public static void setprocessdeppolicy(processdepflag flag)
    31         {
    32             if (!enum.isdefined(typeof(processdepflag), flag))
    33             {
    34                 throw new invalidenumargumentexception();
    35             }
    36 
    37             if (!setprocessdeppolicy((int)flag))
    38             {
    39                 throw new win32exception();
    40             }
    41         }
    42 
    43         /// <summary>
    44         /// 获取系统dep状态
    45         /// </summary>
    46         [dllimport("kernel32.dll", entrypoint = "getsystemdeppolicy")]
    47         public static extern systemdeppolicytype getsystemdeppolicy();
    48 
    49         [dllimport("kernel32.dll", setlasterror = true)]
    50         static extern bool setprocessdeppolicy(int dwflags);
    51 
    52         [dllimport("kernel32.dll", setlasterror = true)]
    53         static extern bool getprocessdeppolicy(intptr hprocess, out int lpflags, out bool lppermanent);
    54     }
    55 
    56     public enum systemdeppolicytype
    57     {
    58         alwaysoff,
    59         alwayson,
    60         optin,
    61         optout
    62     }
    63 
    64     public enum processdepflag
    65     {
    66         disabled,
    67         process_dep_enable,
    68         process_dep_disable_atl_thunk_emulation
    69     }
    70 }

基本上,由于系统默认策略是optin,我们的32程序按说不太会遇到dep的问题,但事情并没有这么简单,尤其作为.neter,我们往往会遇到来自另一方面的原因。

来自pe标记的原因

如果系统dep已经是optin或optout,程序也是32位,根据上面的表格,按说程序dep应该是处于关闭或可以关闭的状态,但它偏偏处于开启状态,并且不可更改。这是因为,程序dep除了会受系统dep影响外,还会受程序文件pe头中的一个标记影响。

这个标记叫image_dllcharacteristics_nx_compat,有些地方叫nx compatible。

标记的意思大概是标识该pe文件是否是dep兼容,这里不必深究该标记的明确意义及其所在位置,只要知道拥有该标记的exe程序,会在除alwaysoff外的情况下开启dep且不可关闭,而据称在.net framework 2.0 sp1后,.net的编译器就会为生成的pe文件打上该标记,导致今天的.net程序,相信大多都是携带该标记的。

vc构建工具中有个叫的命令行工具,可以简单移除该标记:

editbin.exe /nxcompat:no xxx.exe

如果安装vs时没装c++相关的东西,那你的电脑可能没有这个工具,可以选择把c++组件装上,或搜单独的vc build tools装上。

说回dll注册

上面说过如果是调用regsvr32来注册的,那就算搞掂程序的dep也无济于事,需要考虑用regsvr32以外的办法进行注册,比如直接调用dll的dllregisterserver函数,事实上regsvr32也应该是这么搞。下面是c#版的实现:

 1 using system;
 2 using system.componentmodel;
 3 using system.runtime.interopservices;
 4 
 5 namespace ahdung.win32
 6 {
 7     /// <summary>
 8     /// com组件注册辅助类
 9     /// </summary>
10     public static class comreghelper
11     {
12         /// <summary>
13         /// 反注册
14         /// </summary>
15         public static void unregister(string file)
16         {
17             register(file, false);
18         }
19 
20         /// <summary>
21         /// 注册或反注册
22         /// </summary>
23         /// <param name="file">文件路径</param>
24         /// <param name="isregister">true为注册,false为反注册</param>
25         /// <remarks>抄于https://limbioliong.wordpress.com/2011/08/11/programmatically-register-com-dlls-in-c/</remarks>
26         public static void register(string file, bool isregister = true)
27         {
28             file = environment.expandenvironmentvariables(file);
29 
30             var hmoduledll = loadlibrary(file);
31 
32             if (hmoduledll == intptr.zero)
33             {
34                 throw new win32exception();
35             }
36 
37             try
38             {
39                 // obtain the required exported api.
40                 var pexportedfunction = getprocaddress(hmoduledll, isregister
41                     ? "dllregisterserver"
42                     : "dllunregisterserver");
43 
44                 if (pexportedfunction == intptr.zero)
45                 {
46                     throw new win32exception();
47                 }
48 
49                 // obtain the delegate from the exported function, whether it be
50                 // dllregisterserver() or dllunregisterserver().
51                 var pdelegateregunreg =
52                     (dllregunregapi)marshal.getdelegateforfunctionpointer(pexportedfunction, typeof(dllregunregapi));
53 
54                 // invoke the delegate.
55                 var hresult = pdelegateregunreg();
56 
57                 if (hresult != 0)
58                 {
59                     throw new win32exception();
60                 }
61             }
62             finally
63             {
64                 freelibrary(hmoduledll);
65             }
66         }
67 
68         // all com dlls must export the dllregisterserver()
69         // and the dllunregisterserver() apis for self-registration/unregistration.
70         // they both have the same signature and so only one
71         // delegate is required.
72         [unmanagedfunctionpointer(callingconvention.stdcall)]
73         delegate uint dllregunregapi();
74 
75         [dllimport("kernel32.dll", callingconvention = callingconvention.stdcall, setlasterror = true)]
76         static extern intptr loadlibrary([marshalas(unmanagedtype.lpstr)]string strlibraryname);
77 
78         [dllimport("kernel32.dll", callingconvention = callingconvention.stdcall, setlasterror = true)]
79         static extern int freelibrary(intptr hmodule);
80 
81         [dllimport("kernel32.dll", callingconvention = callingconvention.stdcall, setlasterror = true)]
82         static extern intptr getprocaddress(intptr hmodule, [marshalas(unmanagedtype.lpstr)] string lpprocname);
83     }
84 }

如果不关dep,loadlibrary就会遇到问题。

-文毕-

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