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目的:确定函数SIZE的方案还不够严谨,望牛人指教

标准:《Microsoft可移植可执行文件和通用目标文件格式文件规范》,简称《PE COFF文件规范》

注意:这里的LIB指的是静态库,要和编写DLL所生成的lib区别开来
《PE COFF文件规范》 中称静态库格式为:
档案(库)文件格式,在WinNT.h中称Archive format.
《PE COFF文件规范》 中称另一种Lib为:
导入库格式-是描述由一个映像导出供其它映像使用的符号的库

具体思路:
1.解析静态库(Lib)文件,提取出其中的所有目标文件成员(obj)
2.解析各个目标文件成员(obj),提取出其中的函数信息(函数名,函数数据,函数数据大小)
3.把提取出的函数信息,组织成自定义文件格式(flb)
函数库(.flb)文件格式: 签名-函数头表-函数名称段-函数数据段

一.解析静态库(Lib)文件,提取出其中的所有目标文件成员(obj)

1.静态库(Lib)文件结构
档案(库)文件(.lib)结构非常简单,就是签名+很多个成员,详细参见《PE COFF文件规范》第7节,或者看这里:http://dev.csdn.net/htmls/21/21543.html
签名,WinNT.h是这么定义的:

代码:
#define IMAGE_ARCHIVE_START_SIZE             8

#define IMAGE_ARCHIVE_START                  "!<arch>\n"

成员,是由头部和成员内容组成;WinNT.h是这么定义头部的:
代码:
typedef struct _IMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER {

        BYTE     Name[16];         // File member name - `/' terminated.

        BYTE     Date[12];         // File member date - decimal.

        BYTE     UserID[6];        // File member user id - decimal.

        BYTE     GroupID[6];       // File member group id - decimal.

        BYTE     Mode[8];          // File member mode - octal.

        BYTE     Size[10];         // File member size  头部大小不计算在内.

        BYTE     EndHeader[2];     // String to end header.

} IMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER, *PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER;

#define IMAGE_SIZEOF_ARCHIVE_MEMBER_HDR      60

三个特别成员:第一链接器成员,第二链接器成员,长名称成员;(签名后面紧跟着的,就是这三个特别成员)
对于两个链接器成员,WinNT.h是这么定义它们头部的Name域的:
代码:
 #define IMAGE_ARCHIVE_LINKER_MEMBER          "/               "

对于长名称成员,WinNT.h是这么定义它们头部的Name域的:
代码:
#define IMAGE_ARCHIVE_LONGNAMES_MEMBER       "//              "

目标文件成员(重点),三个特别成员之后直到文件结束,都是由这种目标文件成员组成。解析lib文件的本质就是解析它们,对于它们的头部Name域,有两种形式:
1.“名称/” 
2.“/n”   当名称大小大于Name域的16个字节的话,就会存在长名称成员中;而n(十进制)就给出其名称位于长名称成员中的偏移
目标文件成员的内容,就是标准的目标文件(COFF格式)。

2.定位目标文件成员
解析lib文件的本质就是解析它们,它们是标准的目标文件格式,所有的函数信息都这里面;定位它们,是CLibParser这个类的工作。具体工作分为两步:
1.定位第一个目标文件成员。
2.遍历所有目标文件成员。
具体代码:
1.定位第一个目标文件成员
代码:
PBYTE CLibParser::GetFirstObjSection()

{

  int iCtrl=0;

  //第一个链接器成员

  PBYTE pSect = m_pLibImage+IMAGE_ARCHIVE_START_SIZE;

  if(!pSect)return NULL;

  while(pSect)

  {

    //第二个链接器成员

    if(memcmp(((PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER)pSect)->Name,IMAGE_ARCHIVE_LINKER_MEMBER,16)==0)

    {

      //Nothing

    }

    //第三个长名称成员

    else if(memcmp(((PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER)pSect)->Name,IMAGE_ARCHIVE_LONGNAMES_MEMBER,16)==0)//LONG Name

    {

      //Nothing

      //尽管长名称成员的头部必须存在,但它本身却可以为空。

    }  

    else //第一个目标文件成员

    {

      return pSect;

    }

    //注意BYTE Size[10];要用atol((LPSTR)..)这种方法才能得到正确size

    PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER pAME=(PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER)pSect;

    pSect += atol((LPSTR)pAME->Size) + sizeof(IMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER);

    //两个成员之间有可能是由\n隔开

    if(*pSect=='\n') pSect++;



    iCtrl++;//防止遇到错误的Lib文件,而死在这里面

    if (iCtrl>3)

    {

      break;

    }

  }

  return NULL;

}

2.遍历所有目标文件成员:
代码:
BOOL CLibParser::ParseObjs(PBYTE pObjSect)

{

  do 

  {

    PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER pAME=(PIMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER)pObjSect;

    pObjSect+=sizeof(IMAGE_ARCHIVE_MEMBER_HEADER);//去掉头部,剩下的就是Obj(COFF格式)



    //判断是否是导入库格式,以防止错误的把导入库lib当做静态库lib,而程序直接挂掉

    if(bImportlibraryFormat(pObjSect))

    {

      MessageBox(NULL,"This is not a Archive Format File,it's a Import Format File!",

        "WARNING",MB_ICONWARNING);

      return FALSE;

    }



    //解析目标成员(OBJ)

    CObjParser objParser;

    objParser.Parse(pObjSect,m_pNameFile,m_pDataFile,&m_FuncTable);



    //注意:BYTE Size[10];要用atol((LPSTR)..)这种方法才能得到正确size

    pObjSect += atol((LPSTR)pAME->Size) ;



    //注意:两个成员之间有可能是由\n隔开,《PE COFF 文件格式》中并没有提到

    if(*pObjSect=='\n') 

      pObjSect++;



  } while (pObjSect<m_pLibImage+m_fsize);



  return TRUE;

}

二.解析各个目标文件成员(obj),提取出其中的函数信息(函数名,函数数据,函数数据大小)

1.目标文件(.obj)结构:

文件头(IMAGE_FILE_HEADER)
代码:
typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {

    WORD    Machine;

    WORD    NumberOfSections;

    DWORD   TimeDateStamp;

    DWORD   PointerToSymbolTable;//指向符号表

    DWORD   NumberOfSymbols;//符号表的大小

    WORD    SizeOfOptionalHeader;

    WORD    Characteristics;

} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;

节表(IMAGE_SECTION_HEADER)
代码:
typedef struct _IMAGE_SECTION_HEADER {

    BYTE    Name[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME];

    union {

            DWORD   PhysicalAddress;

            DWORD   VirtualSize;

    } Misc;

    DWORD   VirtualAddress;

    DWORD   SizeOfRawData;//指定节大小

    DWORD   PointerToRawData;//指向节数据

    DWORD   PointerToRelocations;//指向此节重定位信息表

    DWORD   PointerToLinenumbers;

    WORD    NumberOfRelocations;//此节重定位信息表的大小

    WORD    NumberOfLinenumbers;

    DWORD   Characteristics;

} IMAGE_SECTION_HEADER, *PIMAGE_SECTION_HEADER;

。。。
节数据
。。。
重定位表(IMAGE_RELOCATION),几乎每个节都有一张重定位表
代码:
typedef struct _IMAGE_RELOCATION {

    union {

        DWORD   VirtualAddress;//在相应节中的偏移

        DWORD   RelocCount;                 };

    DWORD   SymbolTableIndex;//此重定位信息的符号表索引

    WORD    Type;

} IMAGE_RELOCATION;

typedef IMAGE_RELOCATION UNALIGNED *PIMAGE_RELOCATION;

符号表(IMAGE_SYMBOL),目标文件的中心,所有工作都围绕这张表展开
代码:
typedef struct _IMAGE_SYMBOL {

    union {

        BYTE    ShortName[8];

        struct {

            DWORD   Short;     // 如果是长名称,这四个字节为0

            DWORD   Long;      // 指定长名称位于字符串表中的偏移

        } Name;

        DWORD   LongName[2];    // PBYTE [2]

    } N;

    DWORD   Value;//如果此符号是函数符号,给出函数数据在相应节中的偏移

    SHORT   SectionNumber;//此符号相应节位于节表的索引,从1开始

    WORD    Type;// 如果是函数符号,此值为0x20

    BYTE    StorageClass;//如果是函数符号,此值为//IMAGE_SYM_CLASS_EXTERNAL(2)

    BYTE    NumberOfAuxSymbols;//辅助符号表的个数,如果有辅助符号表, //紧跟着每个符号表后面,一般是0-1张辅助符号表

} IMAGE_SYMBOL;

typedef IMAGE_SYMBOL UNALIGNED *PIMAGE_SYMBOL;

字符串表,一些符号的名称太长(超过8个字节),其名称就会存在这里

2.解析目标文件(obj)
目标文件的核心是符号表,整个解析工作就是围绕它展开。CObjParser负责解析目标文件(.obj)
具体步骤:
1.定位符号表,过滤出其中的函数符号
2.根据函数符号获得函数名称,输出到.nam中间文件,并记录下相应的偏移和大小
3.根据函数符号获得函数数据,输出到.dat中间文件,并记录下相应的偏移和大小
4.根据函数符号对重定位信息进行标志,在以后检测的时候,会跳过这些信息

1.定位符号表,过滤出其中的函数符号
《PE COFF文件规范》中对函数符号式这么描述的:存储类别为EXTERNAL(2)、Type 域的值为(0x20)以及SectionNumber 域的值大于0,表明它是一个函数
具体方法:
代码:
//遍历符号表,过滤出其中的函数符号

  for (DWORD i=0;i<m_pFileHeader->NumberOfSymbols;i++)

  {

    pSymbol=m_pSymbol+i;

//     存储类别为EXTERNAL()、Type 域的值表明它是一个函数(x20)

//    以及SectionNumber 域的值大于,它就标志着函数的开头

    if(ISFCN(pSymbol->Type)&&pSymbol->SectionNumber>0

      &&pSymbol->StorageClass==IMAGE_SYM_CLASS_EXTERNAL)

    {

      memset(&funcHeader,0,sizeof(funcHeader));



      GetNameofSymb(pSymbol,funcHeader);  

      GetDataofSymb(pSymbol,funcHeader);  



      m_pFuncTable->push_back(funcHeader);

    }

    //直接跳过辅助符号表

    i+=pSymbol->NumberOfAuxSymbols;

  }

2根据函数符号获得函数名称,输出到.nam中间文件,并记录下相应的偏移和大小
代码:
void CObjParser::GetNameofSymb(PIMAGE_SYMBOL pSymbol,FuncHeader& funcHeader)

{

  PCHAR pName=NULL;

  CHAR shortNam[9]={0};

  //如果符号名称长度不超过个字节,那么符号表的ShortName 域

  //就是包含符号名本身的一个字节长的数组;

  if (pSymbol->N.Name.Short)

  {

    //pName= (PCHAR)pSymbol->N.ShortName;

    //注意:符号名可能正好占满个字节,那就没有NULL结束符了,

    //所以不能简单的用上面的方法

    

    memcpy_s(shortNam,9,pSymbol->N.ShortName,8);



    pName=shortNam;

  } 

  // 否则的话,它给出了字符串表中的一个偏移地址

  else

  {

    pName= m_pStrings+pSymbol->N.Name.Long;

  }



  //记录偏移

  if (m_pFuncTable->size()==0)

  {

    funcHeader.NameOff=0;

  } 

  else

  {

    FuncHeader& funcHeadPrev=m_pFuncTable->at(m_pFuncTable->size()-1);

    funcHeader.NameOff=funcHeadPrev.NameOff+funcHeadPrev.NameSize;

  }

  //记录大小

  funcHeader.NameSize=strlen(pName)+1;

  //写入nam文件

  fwrite(pName,funcHeader.NameSize,1,m_pNamFile);

  fflush(m_pNamFile);

}

3.根据函数符号获得函数数据,输出到.dat中间文件,并记录下相应的偏移和大小
这就是我上面提到的那个问题,函数数据的size确定问题,我现在的方法是:直接断定pSymbol所在节从pSymbol->Value偏移处开始到节结束都是pSymbol所对应的函数数据,但如果一个节中包含多个函数数据,这种方法就有问题了,现在的一些测试还没遇到问题。但这种方法显然不严谨,《PE COFF文件规范》里提到一种:
“5.5.1 辅助符号表记录格式之一:函数定义”;里面可以拿到size;
但悲剧的是每个函数符号后面一张辅助符号表都没有,所以这种方法流产了
我到现在也找不到好方法,望有牛人提点!

下面是具体方法:
代码:
//获得函数数据

void CObjParser::GetDataofSymb(PIMAGE_SYMBOL pSymbol,FuncHeader& funcHeader)

{

  PIMAGE_SECTION_HEADER pISH = m_pSectionHeader+(pSymbol->SectionNumber-1);//SectionNumber从开始的索引

  if(!pISH)

  {

    MessageBox(NULL,"Get SectionHeader Error!","Error",MB_ICONWARNING);

    return;

  }

  //记录偏移

  if (m_pFuncTable->size()==0)

  {

    funcHeader.DataOff=0;

  } 

  else

  {

    FuncHeader& funcHeadPrev=m_pFuncTable->at(m_pFuncTable->size()-1);

    funcHeader.DataOff=funcHeadPrev.DataOff+funcHeadPrev.DataSize;

  }  

  //记录大小

  //这种记算函数大小的方法并准确,这样做是默认这个pSymbol所在节从pSymbol->Value偏移处开始到

  //节结束都是pSymbol所对应的函数数据,但有可能此节还包括其他函数数据

  //拿节大小SizeOfRawData-函数在此节的偏移Value

  funcHeader.DataSize=pISH->SizeOfRawData-pSymbol->Value;

  //标志重定位位置

  MarkRelocatePos(pISH);

  //获取函数数据

  PBYTE funData=m_pObjImage+pISH->PointerToRawData+pSymbol->Value;

  //写入dat文件

  fwrite(funData,funcHeader.DataSize,1,m_pDatFile);

  fflush(m_pDatFile);

}

4.根据函数符号对重定位信息进行标志,在以后检测的时候,会跳过这些信息
关于重定位信息,我是这么理解的,比如在一个函数数据里有这样一条命令
Call 0x0040124a,而obj里此数据可能是这样的Call 0x00000000,要到链接的时候,根据重定位信息再进行修订
所以我直接用0x00000000标志这里是重定位信息,以后检测的时候,直接跳过这些重定位信息,不比较。
代码:
//标志重定位信息

void CObjParser::MarkRelocatePos(PIMAGE_SECTION_HEADER pISH)

{

  //用四个字节0标志重定位信息位置

  DWORD pReloMark=0;

  DWORD modifyOff=0;

  //获得重定位表

  PIMAGE_RELOCATION pIR = (PIMAGE_RELOCATION)(m_pObjImage + pISH->PointerToRelocations);

  //重定位表大小

  DWORD RefCount = pISH->NumberOfRelocations;

   //遍历重定位表

  for(DWORD i =0;i<RefCount;i++)

  {

    //待重定位偏移

    modifyOff=pISH->PointerToRawData+pIR[i].VirtualAddress;

    //修订

    memcpy_s(m_pObjImage+modifyOff,4,&pReloMark,4);    

  }

}

三.自定义文件格式函数库文件(.flb)
自动义函数库文件(.flb)结构非常简单:

签名:
代码:
#define IMAGE_FLIB_START_SIZE             8

#define IMAGE_FLIB_START                  "!<flib>\n"

函数头表:
代码:
typedef struct _FlibFuncHeader//flib文件中的函数头结构

{

  DWORD NameOff;//函数名称的文件偏移

  DWORD DataOff;//函数数据的文件偏移

  DWORD DataSize;//函数数据的大小

}FlibFuncHeader,*PFlibFuncHeader;

函数名称段,里面存的是所有函数名,是一张以null结尾的字符串表

函数数据段,里面存的是所有函数的二进制数据

组织函数库文件
1.定义一个全局的函数头表,在解析每个函数符号的时候,记录相应的偏移和大小
2.将所有的函数名写入一个.nam中间文件
3.将所有的函数数据写入一个.dat中间文件
4.最后修订好偏移,按照顺序将 函数头表,.nam文件内容,.dat文件内容,写入最终的flb文件中去


至此,所有解析工作完成,剩下的就是测试flb文件是否正确!

  • 标 题:测试.flb文件
  • 作 者:某某
  • 时 间:2010-06-28 18:26:58

一.解析.flb文件
1.加载.flb文件

代码:
//加载flb文件

  FILE* pFile;

  fopen_s(&pFile,szLib,"rb");

  if (!pFile)

  {

    CHAR ErrorStr[MAX_PATH];

    sprintf_s(ErrorStr,MAX_PATH,"Can't Open %s",szLib);

    MessageBox(NULL,ErrorStr,"Error",MB_ICONWARNING);

    return FALSE;

  }

  int len=_filelength(_fileno(pFile));

  m_pImage=(PBYTE)malloc(len);

  fread_s(m_pImage,len,len,1,pFile);

  fclose(pFile);

2.检测签名
代码:
//检测签名

  if (memcmp(m_pImage,IMAGE_FLB_START,IMAGE_FLB_START_SIZE)!=0)

  {

    return FALSE;

  }

3.定位函数头表
代码:
//定位函数头表

  m_pFuncHeader=(PFuncHeader)(m_pImage+IMAGE_FLB_START_SIZE);

4.检测函数,只要遍历函数头表就可以了
代码:
//遍历函数库

  do 

  {

    if(CheckFunc(pFuncHeader,pFuncDat))

    {  

      pNam=(PCSTR)(m_pImage+pFuncHeader->NameOff);

      return pNam;

    }

    pFuncHeader++;

  } while (pFuncHeader->DataSize);//函数头表以一个完全为空的函数头成员结尾

代码:
BOOL CLibScanner::CheckFunc(PFuncHeader pFuncHeader,PCBYTE pFuncDat)

{

  PBYTE pImpFuncDat=m_pImage+pFuncHeader->DataOff;

  //进行逐字节比对

  for (DWORD i=0;i<pFuncHeader->DataSize;i++)

  {

    //跳过重定位信息

    //只要是连续四个字节为,就当作重定位信息处理

    //注意while:有可能两个重定位信息相邻,比如两个操作数的情况

    while(*(PDWORD)(pImpFuncDat+i)==0)

    {  

      i+=4;

    }

    if (pImpFuncDat[i]!=pFuncDat[i])

    {

      return FALSE;

    }

  }

  return TRUE;

}

这样就可以使用flb文件了

二.拿到函数数据
要想测试flb文件,你还得拿到函数数据,我使用的是PVDasm,下面说一下我的方法:
1.  解析PE文件,获得代码段
2.  使用反汇编引擎,PVDasm,监控Call指令(只做0xe8),获得函数数据
3.  加载相应的flb文件,检测每个获得函数数据,是否属于此flb文件中的函数


我已经把各个版本的C语言静态库都搞成相应的flb文件了,我写了几个test,(附件里都有)并和ida做过比较,占时还没发现问题,但那个函数数据size的问题,就像锅里的一坨S,请大家帮帮忙!

最后再提一下我的问题,希望有前辈指点一下!
函数数据的size确定问题,我现在的方法是:直接断定一个节中只有一个函数数据!
《PE COFF文件规范》里提到一种:
“5.5.1 辅助符号表记录格式之一:函数定义”;里面可以拿到size;
但悲剧的是每个函数符号后面一张辅助符号表都没有,所以这种方法流产了
我到现在也找不到好方法,望有牛人提点!