DLL/OCX文件的註冊與數據執行保護DEP

註冊/反註冊dll或ocx文件時,無論是用regsvr32還是DllRegisterServer/DllUnregisterServer,可能會遇到【記憶體位置訪問無效】的問題:

此時把作業系統的數據執行保護(Data Execution Prevention,下稱DEP)徹底關掉,重啟,應該就能解決問題。操作:

  • NT6.x系統:運行  bcdedit /set nx alwaysoff 
  • NT5.x系統:修改 %systemdrive%\boot.ini 文件,將當前作業系統條目的/noexecute參數的值改為AlwaysOff,若沒有則添加。若是多系統,要注意修改到正確的條目

本文主要是討論,作為開發者,當需要在自己的程式中註冊dll時(反註冊的情況一樣,下文只拿註冊說事,其實適用於所有受DEP影響的問題),如何避免改動系統DEP,避免重啟地把問題解決掉。其實這個問題的關鍵是,執行註冊的進程是否啟用了DEP,啟用就不能註冊,關閉就能,跟系統DEP沒有直接關係,但進程DEP受系統DEP的影響。

來自系統DEP的原因

系統DEP策略有4種,每種策略下對進程DEP的影響如下(注意,64位程式總是啟用DEP,且不可禁用,不論系統DEP如何設置。所以下表和接下來說的都是32位程式的情況):

系統DEP策略 進程默認DEP 能否更改進程DEP
OptIn (僅為基本的Windows程式和服務啟用DEP;默認策略) 關閉 允許更改
OptOut (除指定的程式外,全部啟用DEP) 開啟 允許更改
AlwaysOn (全部啟用DEP) 開啟 不允許更改
AlwaysOff (全部禁用DEP) 關閉 不允許更改

我們的目的是關閉進程DEP。可以看到,系統DEP為OptIn和AlwaysOff時,進程DEP已經是默認關閉的。其餘兩種情況中,OptOut雖然是默認開啟DEP,但它允許被關閉,所以這是一種可以搶救的情況,唯獨AlwaysOn不可搶救,必須修改系統DEP策略並重啟。

插播一下,系統默認的策略是OptIn,這種策略下普通程式的DEP是關閉的,但是系統程式例外,所以在程式中調用regsvr32進行註冊會失敗,因為實際執行註冊的進程是regsvr32而非自己的程式,而regsvr32是系統程式,它在OptIn下是會被開啟DEP的。可以在任務管理器進程頁面中添加【數據執行保護】列,以呈現進程DEP的開閉情況。

小結:

  • 系統DEP有4種,除了AlwaysOn,其餘3種都可以讓(或已經是)自己的程式處於DEP關閉狀態;
  • 系統DEP可以用GetSystemDepPolicy API獲取,沒有發現用於設置的API;
  • 進程DEP可以用GetProcessDEPPolicy獲取,同時該函數還返回可否修改DEP的資訊,如果是可修改,則可以用SetProcessDEPPolicy更改自身DEP狀態;
  • 一個簡易的DepHelper分享給大家:

     1 using System;
     2 using System.ComponentModel;
     3 using System.Runtime.InteropServices;
     4 
     5 namespace AhDung.Win32
     6 {
     7     /// <summary>
     8     /// 數據執行保護(DEP)輔助類
     9     /// </summary>
    10     public static class DepHelper
    11     {
    12         /// <summary>
    13         /// 獲取進程DEP狀態
    14         /// </summary>
    15         /// <param name="hProcess">進程句柄</param>
    16         /// <param name="permanently">是否永久。該參數同時指示了是否可以更改進程DEP,為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         /// 設置進程DEP狀態
    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         /// 獲取系統DEP狀態
    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 }

    DepHelper.cs

基本上,由於系統默認策略是OptIn,我們的32程式按說不太會遇到DEP的問題,但事情並沒有這麼簡單,尤其作為.Neter,我們往往會遇到來自另一方面的原因。

來自PE標記的原因

如果系統DEP已經是OptIn或OptOut,程式也是32位,根據上面的表格,按說程式DEP應該是處於關閉或可以關閉的狀態,但它偏偏處於開啟狀態,並且不可更改。這是因為,程式DEP除了會受系統DEP影響外,還會受程式文件PE頭中的一個標記影響。

這個標記叫IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NX_COMPAT,有些地方叫NX Compatible。

標記的意思大概是標識該PE文件是否是DEP兼容,這裡不必深究該標記的明確意義及其所在位置,只要知道擁有該標記的exe程式,會在除AlwaysOff外的情況下開啟DEP且不可關閉,而據稱在.net framework 2.0 SP1後,.net的編譯器就會為生成的PE文件打上該標記,導致今天的.net程式,相信大多都是攜帶該標記的。

VC構建工具中有個叫editbin.exe的命令行工具,可以簡單移除該標記:

editbin.exe /NXCOMPAT:NO xxx.exe

如果安裝VS時沒裝c++相關的東西,那你的電腦可能沒有這個工具,可以選擇把c++組件裝上,或搜單獨的vc build tools裝上。

說回DLL註冊

上面說過如果是調用regsvr32來註冊的,那就算搞掂程式的DEP也無濟於事,需要考慮用regsvr32以外的辦法進行註冊,比如直接調用dll的DllRegisterServer函數,事實上regsvr32也應該是這麼搞。下面是c#版的實現:

 1 using System;
 2 using System.ComponentModel;
 3 using System.Runtime.InteropServices;
 4 
 5 namespace AhDung.Win32
 6 {
 7     /// <summary>
 8     /// COM組件註冊輔助類
 9     /// </summary>
10     public static class ComRegHelper
11     {
12         /// <summary>
13         /// 反註冊
14         /// </summary>
15         public static void UnRegister(string file)
16         {
17             Register(file, false);
18         }
19 
20         /// <summary>
21         /// 註冊或反註冊
22         /// </summary>
23         /// <param name="file">文件路徑</param>
24         /// <param name="isRegister">true為註冊,false為反註冊</param>
25         /// <remarks>抄於//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 }

ComRegHelper.cs

如果不關DEP,LoadLibrary就會遇到問題。

-文畢-