Семантический анализ структуры EXE файла и дисассемблер (с примерами и исходниками), вирусология

Состояние флагов после выполнения команды:

|00-01 |4D5A - подпись | Компоновщик устанавливает этот код |

| |компоновщика |для идентификации правильного |

| |(признак EXE |EXE-файла |

| |файла) | |

|02-03 |Длина последнего |Число байтов в последнем блоке |

| |блока |EXE-файла |

|04-05 |Длина файла в |Число 512 байтовых блоков EXE-файла, |

| |блоках по 512 байт|включая заголовок |

|06-07 |Количество |Число настраиваемых элементов |

| |элементов таблицы | |

| |настройки адресов | |

| |(Relocation table)| |

|08-09 |Длина заголовка в |Число 16-тибайтовых блоков |

| |параграфах |(параграфов) в заголовке, (необходимо |

| | |для локализации начала выполняемого |

| | |модуля, следующего после заголовка) |

|0A-0B |Минимальный объем |Минимальное число параграфов, которые |

| |памяти который |должны находится после загруженной |

| |надо выделить |программы |

| |после конца | |

| |программы ( в | |

| |параграфах) | |

|0C-0D |Максимальный объем|Переключатель загрузки в младшие или |

| |памяти... |старшие адреса. При компоновке |

| | |программист должен решить, должна ли |

| | |его программа загружаться для |

| | |выполнения в младшие адреса памяти или|

| | |в старшие. Обычным является загрузка в|

| | |младшие адреса. Значение шест.0000 |

| | |указывает на загрузку в старшие |

| | |адреса, а шест. FFFF - в младшие. Иные|

| | |значения определяют максимальное число|

| | |параграфов, которые должны находиться |

| | |после загруженной программы |

|0E-0F |Сегментный адрес |Относительный адрес сегмента стека в |

| |стека относительно|выполняемом модуле |

| |начала программы | |

| |(SS) | |

|10-11 |Значение SP при |Адрес, который загрузчик должен |

| |запуске |поместить в регистр SP перед передачей|

| | |управления в выполнимый модуль |

|12-13 |Контрольная сумма |Контрольная сумма - сумма всех слов в |

| |- результат |файле (без учета переполнений) |

| |сложения без |используется для проверки потери |

| |переноса всех слов|данных |

| |файла | |

|14-15 |Значение IP |Относительный адрес, который загрузчик|

| | |должен поместить в регистр IP до |

| | |передачи управления в выполняемый |

| | |модуль |

|16-17 |Значение CS |Относительный адрес кодового сегмента |

| | |в выполняемом модуле. Этот адрес |

| | |загрузчик заносит в регистр CS |

|18-19 |Адрес первого |Смещение первого настраиваемого |

| |элемента ТHА |элемента в файле. |

|1A-1B |Номер сегмента |Номер оверлейного фрагмента: нуль |

| |перекрытия |обозначает, что заго ловок относится к|

| | |резидентной части EXE-файла |

|1С |Номер сегмента |Таблица настройки, содержащая |

| |перекрытия |переменное число настраиваемых |

| | |элементов, соответствующее значению по|

| | |смещению 06 |

Конец формы

Заголовок имеет минимальный размер 512 байтов и может быть больше, если

программа содержит большое число настраиваемых элементов. Позиция 06 в

заголовке указывает число элементов в выполняемом модуле, нуждающихся в

настройке. Каждый элемент настройки в таблице, начинающейся в позиции 1C

заголовка, состоит из двухбайтовых величин смещений и двухбайтовых

сегментных значений.

Система строит префикс программного сегмента следом за резидентной частью

COMMAND.COM (DOS), которая выполняет операцию загрузки. Затем COMMAND.COM

выполняет следующие действия:

- Считывает форматированную часть заголовка в память.

- Вычисляет размер выполнимого модуля (общий размер файла в позиции 04

минус размер заголовка в позиции 08) и загружает модуль в память с

начала сегмента.

- Считывает элементы таблицы настройки в рабочую область

и прибавляет значения каждого элемента таблицы к началу

сегмента (позиция OE).

- Устанавливает в регистрах SS и SP значения из заголовка

и прибавляет адрес начала сегмента.

- Устанавливает в регистрах DS и ES сегментный адрес

префикса программного сегмента.

- Устанавливает в регистре CS адрес PSP и прибавляет вели

чину смещения в заголовке (позиция 16) к регистру CS.

Если сегмент кода непосредственно следует за PSP, то смещение в

заголовке равно 256 (шест.100). Регистровая пара CS:IP содержит

стартовый адрес в кодовом сегменте, т.е. начальный адрес программы.

После инициализации регистры CS и SS содержат правильные адреса, а

регистр DS (и ES) должны быть установлены в программе для их собственных

сегментов данных:

1. PUSH DS ;Занести адрес PSP в стек

2. SUB AX,AX ;Занести нулевое значение в стек

3. PUSH AX ; для обеспечения выхода из программы

4. MOV AX,datasegname ;Установка в регистре DX

5. MOV DS,AX ; адреса сегмента данных

При завершении программы команда RET заносит в регистр IP нулевое

значение, которое было помещено в стек в начале выполнения программы. В

регистровой паре CS:IP в этом случае получается адрес, который является

адресом первого байта PSP, где расположена команда INT 20H. Когда эта

команда будет выполнена, управление перейдет в DOS.

ПРИМЕР EXE-ПРОГРАММЫ

|Рассмотрим следующую таблицу компоновки|программы: |

|(MAP) | |

|Start Stop Length Name 00000H 0003AH |Class |

|003BH CSEG 00040H 0005AH 001BH DSEG |CODE |

|00060H 0007FH 0020H STACK |DATA |

|Program entry point at 0000:0000 |STACK |

Таблица MAP содержит относительные (не действительные) адреса каждого из

трех сегментов. Символ H после каждого значения указывает на

шестнадцатеричный формат. Заметим, что компоновщик может организовать эти

сегменты в последовательности отличного от того, как они были закодированы

в программе.

В соответствии с таблицей MAP кодовый сегмент CSEG находится по адресу

00000 - этот относительный адрес является началом выполняемого модуля.

Длина кодового сегмента составляет шест.003B байтов. Следующий сегмент по

имени DSEG начинается по адресу шест.00040 и имеет длину шест.001B. Адрес

шест.00040 является первым после CSEG адресом, выровненным на границу

параграфа (т.е. это значение кратно шест.10). Последний сегмент, STACK,

начинается по адресу шест.00060 - первому после DSEG, адресу выровненному

на границу параграфа.

С помощью отладчика DEBUG нельзя проверить содержимое заголовка, так как

при загрузке программы для выполнения DOS замещает заголовок префиксом

программного сегмента. Однако, на рынке программного обеспечения имеются

различные сервисные утилиты (или можно написать собственную), которые

позволяют просматривать содержимое любого дискового сектора в

шестнадцатеричном формате. Заголовок для рассматриваемого примера программы

содержит следующую информацию (содержимое слов представлено в обратной

последовательности байтов).

00 Шест.4D5A.

02 Число байтов в последнем блоке: 5B00.

04 Число 512 байтовых блоков в файле, включая заголовок: 0200

(шест.0002х512=1024).

06 Число элементов в таблице настройки, находящейся после форматированной

части заголовка: 0100, т.е. 0001.

08 Число 16 байтовых элементов в заголовке: 2000 (шест.0020=32 и

32х16=512).

0C Загрузка в младшие адреса: шест. FFFF.

0E Относительный адрес стекового сегмента: 6000 или шест.

60.

10 Адрес для загрузки в SP: 2000 или шест.20.

14 Смещение для IP: 0000.

16 Смещение для CS: 0000.

18 Смещение для первого настраиваемого элемента: 1E00 или шест.1E.

После загрузки программы под управлением отладчика DEBUG регистры

получают следующие значения:

SP = 0020 DS = 138F ES = 138F

SS = 13A5 CS = 139F IP = 0000

Для EXE-модулей загрузчик устанавливает в регистрах DS и ES адрес

префикса программного сегмента, помещенного в доступной области памяти, а в

регистрах IP, SS и SP - значения из заголовка программы.

Регистр SP

Загрузчик использует шест.20 из заголовка для инициализации указателя

стека значением длины стека. В данном примере стек был определен, как 16

DUP (?), т.е. 16 двухбайтовых полей общей длиной 32 (шест.20) байта.

Регистр SP указывает на текущую вершину стека.

Регистр CS

В соответствии со значением в регистре DS после загрузки программы, адрес

PSP равен шест.138F(0). Так как PSP имеет длину шест.100 байтов, то

выполняемый модуль, следующий непосредственно после PSP, находится по

адресу шест.138F0+100=139F0. Это значение устанавливается загрузчиком в

регистре CS. Таким образом, регистр CS определяет начальный адрес кодовой

части программы (CSEG). С помощью команды D CS:0000 в отладчике DEBUG можно

просмотреть в режиме дампа машинный код в памяти. Обратим внимание на

идентичность дампа и шестнадцатеричной части ассемблерного LST файла кроме

операндов, отмеченных символом R.

Регистр SS

Для установки значения в регистре SS загрузчик также использует

информацию из заголовка:

Начальный адрес PSP 138F0

Длина PSP 100

Относительный адрес стека 60

Адрес стека 13A50

Регистр DS

Загрузчик использует регистр DS для установки начального адреса PSP. Так

как заголовок не содержит стартового адреса, то регистр DS необходимо

инициализировать в программе следующим образом:

0004 B8 ---- R MOV AX,DSEG

0007 8E D8 MOV DS,AX

Ассемблер оставляет незаполненным машинный адрес сегмента DSEG, который

становится элементом таблицы настройки в заголовке. С помощью отладчика

DEBUG можно просмотреть завершенную команду в следующем виде:

B8 A313

Значение A313 загружается в регистр DS в виде 13A3. В результате имеем

Регистр Адрес Смещение

CS 139F0 00

DS 13A30 40

SS 13A50 60

Попробуем выполнить трассировку любой скомпонованной программы под

управлением отладчика DEBUG (DOS) и обратим внимание на изменяющиеся

значения в регистрах:

Команда Изменяющиеся регистры

PUSH DS IP и SP

SUB AX,AX IP и AX (если был не нуль)

PUSH AX IP и SP

MOV AX,DSEG IP и AX

MOV DS,AX IP и DS

Регистр DS содержит теперь правильный адрес сегмента данных. Можно

использовать теперь команду D DS:00 для просмотра содержимого сегмента

данных DSEG и команду D SS:00 для просмотра содержимого стека.

ФУНКЦИИ ЗАГРУЗКИ И ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Рассмотрим теперь, как можно загрузить и выполнить программу из другой

программы. Функция шест.4B дает возможность одной программе загрузить

другую программу в память и при необходимости выполнить. Для этой функции

необходимо загрузить адрес ASCIIZ-строки в регистр DX, а адрес блока

параметров в регистр BX (в действительности в регистровую пару ES:BX). В

регистре AL устанавливается номер функции 0 или 3:

AL=0. Загрузка и выполнение. Данная операция устанавливает префикс

программного сегмента для новой программы, а также адрес подпрограммы

реакции на Ctrl/Break и адрес передачи управления на следующую команду

после завершения новой программы. Так как все регистры, включая SP,

изменяют свои значения, то данная операция не для новичков. Блок

параметров, адресуемый по ES:BX, имеет следующий формат:

Смещение Назначение

0 Двухбайтовый сегментный адрес строки

параметров для передачи.

2 Четырехбайтовый указатель на командную строку

в PSP+80H.

6 Четырехбайтовый указатель на блок FCB

в PSP+5CH.

10 Четырехбайтовый указатель на блок FCB

в PSP+6CH.

AL=3. Оверлейная загрузка. Данная операция загружает программу или блок

кодов, но не создает PSP и не начинает выполнение. Таким образом можно

создавать оверлейные программы. Блок параметров адресуется по регистровой

паре ES:BX и имеет следующий формат:

Смещение Назначение

0 Двухбайтовый адрес сегмента для загрузки

файла.

2 Двухбайтовый фактор настройки загрузочного

модуля.

Возможные коды ошибок, возвращаемые в регистре AX: 01, 02, 05, 08, 10 и 11.

Программа на рис.22.2 запрашивает DOS выполнить команду DIR для дисковода

D.

2. Структура COM – файла.

Для выполнения компоновки можно также создавать COM-файлы. Примером часто

используемого COM-файла является COMMAND.COM. Программа EXE2BIN.COM в

оперативной системе DOS (3 версия о более) преобразует EXE-файлы в COM-

файлы. Фактически эта программа создает так называемый BIN (двоичный) файл,

поэтому она и называется "преобразователь EXE в Вin (EXE-to-BIN)". Выходной

Вin-файл можно легкостью переименовать в COM-файл.

Какие же различия между EXE и COM-файлах ?

В первую очередь конечно они отличаются заголовками файла. Несмотря на то,

что программа EXE2BIN преобразует EXE-файл в COM-файл, существуют

определенные различия между программой, выполняемой как EXE-файл и

программой, выполняемой как COM-файл.

Размер программы. EXE-программа может иметь любой размер, в то время как

COM-файл ограничен размером одного сегмента и не превышает 64К. COM-файл

всегда меньше, чем соответствующий EXE-файл; одна из причин этого -

отсутствие в COM-файле 512-байтового начального блока EXE-файла.

Сегмент стека. В EXE-программе определяется сегмент стека, в то время как

COM-программа генерирует стек автоматически. Таким образом при создании

ассемблерной программы, которая будет преобразована в COM-файл, стек должен

быть опущен.

Сегмент данных. В EXE программе обычно определяется сегмент данных, а

регистр DS инициализируется адресом этого сегмента. В COM-программе все

данные должны быть определены в сегменте кода. Ниже будет показан простой

способ решения этого вопроса.

Инициализация. EXE-программа записывает нулевое слово в стек и

инициализирует регистр DS. Так как COM-программа не имеет ни стека, ни

сегмента данных, то эти шаги отсутствуют. Когда COM-программа начинает

работать, все сегментные регистры содержат адрес префикса программного

сегмента (PSP),

- 256-байтового (шест. 100) блока, который резервируется операционной

системой DOS непосредственно перед COM или EXE программой в памяти. Так как

адресация начинается с шест. смещения 100 от начала PSP, то в программе

после оператора SEGMENT кодируется директива ORG 100H.

Обработка. Для программ в EXE и COM форматах выполняется ассемблирование

для получения OBJ-файла, и компоновка для получения EXE-файла. Если

программа создается для выполнения как EXE-файл, то ее уже можно выполнить.

Если же программа создается для выполнения как COM-файл, то компоновщиком

будет выдано сообщение:

Warning: No STACK Segment

(Предупреждение: Сегмент стека не определен)

Это сообщение можно игнорировать, так как определение стека в программе

не предполагалось. Для преобразования EXE-файла в COM-файл используется

программа EXE2BIN.

Между прочим размеры EXE и COM-программ - 788 и 20 байт. Учитывая такую

эффективность COM-файлов, производители программных продуктов в большинстве

создают свои программы в COM-формате. Для этого есть такой пример как

Windows.

Несоблюдение хотя бы одного требования COM-формата может послужить

причиной неправильной работы программы. Если EXE2BIN обнаруживает ошибку,

то выдается сообщение о невозможности преобразования файла без указания

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7