DLL/OCX文件的注册与数据执行保护DEP

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：

  using System;
  using System.ComponentModel;
  using System.Runtime.InteropServices;
  
  namespace AhDung.Win32
  {
      /// <summary>
      /// 数据执行保护（DEP）辅助类
      /// </summary>
      public static class DepHelper
      {
          /// <summary>
          /// 获取进程DEP状态
          /// </summary>
          /// <param name="hProcess">进程句柄</param>
          /// <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>
          public static ProcessDepFlag GetProcessDepPolicy(IntPtr hProcess, out bool permanently)
          {
              if (!GetProcessDEPPolicy(hProcess, out var lpFlags, out permanently))
              {
                  throw new Win32Exception();
              }
  
              return (ProcessDepFlag)lpFlags;
          }
  
          /// <summary>
          /// 设置进程DEP状态
          /// </summary>
          public static void SetProcessDepPolicy(ProcessDepFlag flag)
          {
              if (!Enum.IsDefined(typeof(ProcessDepFlag), flag))
              {
                  throw new InvalidEnumArgumentException();
              }
  
              if (!SetProcessDEPPolicy((int)flag))
              {
                  throw new Win32Exception();
              }
          }
  
          /// <summary>
          /// 获取系统DEP状态
          /// </summary>
          [DllImport("Kernel32.dll", EntryPoint = "GetSystemDEPPolicy")]
          public static extern SystemDepPolicyType GetSystemDepPolicy();
  
          [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
          static extern bool SetProcessDEPPolicy(int dwFlags);
  
          [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
          static extern bool GetProcessDEPPolicy(IntPtr hProcess, out int lpFlags, out bool lpPermanent);
      }
  
      public enum SystemDepPolicyType
      {
          AlwaysOff,
          AlwaysOn,
          OptIn,
          OptOut
      }
  
      public enum ProcessDepFlag
      {
          Disabled,
          PROCESS_DEP_ENABLE,
          PROCESS_DEP_DISABLE_ATL_THUNK_EMULATION
      }
  }

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editbin.exe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：

using System;
using System.ComponentModel;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace AhDung.Win32
{
    /// <summary>
    /// COM组件注册辅助类
    /// </summary>
    public static class ComRegHelper
    {
        /// <summary>
        /// 反注册
        /// </summary>
        public static void UnRegister(string file)
        {
            Register(file, false);
        }

        /// <summary>
        /// 注册或反注册
        /// </summary>
        /// <param name="file">文件路径</param>
        /// <param name="isRegister">true为注册，false为反注册</param>
        /// <remarks>抄于https://limbioliong.wordpress.com/2011/08/11/programmatically-register-com-dlls-in-c/</remarks>
        public static void Register(string file, bool isRegister = true)
        {
            file = Environment.ExpandEnvironmentVariables(file);

            var hModuleDLL = LoadLibrary(file);

            if (hModuleDLL == IntPtr.Zero)
            {
                throw new Win32Exception();
            }

            try
            {
                // Obtain the required exported API.
                var pExportedFunction = GetProcAddress(hModuleDLL, isRegister
                    ? "DllRegisterServer"
                    : "DllUnregisterServer");

                if (pExportedFunction == IntPtr.Zero)
                {
                    throw new Win32Exception();
                }

                // Obtain the delegate from the exported function, whether it be
                // DllRegisterServer() or DllUnregisterServer().
                var pDelegateRegUnReg =
                    (DllRegUnRegAPI)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(pExportedFunction, typeof(DllRegUnRegAPI));

                // Invoke the delegate.
                var hResult = pDelegateRegUnReg();

                if (hResult != 0)
                {
                    throw new Win32Exception();
                }
            }
            finally
            {
                FreeLibrary(hModuleDLL);
            }
        }

        // All COM DLLs must export the DllRegisterServer()
        // and the DllUnregisterServer() APIs for self-registration/unregistration.
        // They both have the same signature and so only one
        // delegate is required.
        [UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall)]
        delegate uint DllRegUnRegAPI();

        [DllImport("Kernel32.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall, SetLastError = true)]
        static extern IntPtr LoadLibrary([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]string strLibraryName);

        [DllImport("Kernel32.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall, SetLastError = true)]
        static extern int FreeLibrary(IntPtr hModule);

        [DllImport("Kernel32.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall, SetLastError = true)]
        static extern IntPtr GetProcAddress(IntPtr hModule, [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] string lpProcName);
    }
}

如果不关DEP，LoadLibrary就会遇到问题。

-文毕-