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[原创][原创]探索Windows S3唤醒函数 (一)
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发表于: 2020-4-14 01:18
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UefiCpuPkg\Universal\Acpi\S3Resume2Pei\S3Resume.c:
VOID
EFIAPI
S3ResumeBootOs (
IN ACPI_S3_CONTEXT *AcpiS3Context,
IN PEI_S3_RESUME_STATE *PeiS3ResumeState
)
{
...
DEBUG ((DEBUG_INFO, "Transfer to 32bit OS waking vector - %x\r\n", (UINTN)Facs->XFirmwareWakingVector));
SwitchStack (
(SWITCH_STACK_ENTRY_POINT) (UINTN) Facs->XFirmwareWakingVector,
NULL,NULL,(VOID *)(UINTN)TempStackTop);
...
}
根据ACPI Spec，Facs->XFirmwareWakingVector是OS执行S3唤醒的函数：
UefiCpuPkg\Universal\Acpi\S3Resume2Pei\S3Resume.c:
VOID
EFIAPI
S3ResumeBootOs (
IN ACPI_S3_CONTEXT *AcpiS3Context,
IN PEI_S3_RESUME_STATE *PeiS3ResumeState
)
{
...
DEBUG ((DEBUG_INFO, "Transfer to 32bit OS waking vector - %x\r\n", (UINTN)Facs->XFirmwareWakingVector));
SwitchStack (
(SWITCH_STACK_ENTRY_POINT) (UINTN) Facs->XFirmwareWakingVector,
NULL,NULL,(VOID *)(UINTN)TempStackTop);
...
}
根据ACPI Spec，Facs->XFirmwareWakingVector是OS执行S3唤醒的函数：
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X Firmware Waking Vector |
8 | 24 | 64-bit physical address of OSPM’s Waking Vector. Before transitioning the system into a global sleeping state, OSPM fills in this field and the OSPM Flags field to describe the waking vector. OSPM populates this field with the physical memory address of an OS-specific wake function. During POST, the platform firmware checks if the value of this field is non-zero and if so transfers control to OSPM by jumping to this address after creating the appropriate execution environment |
表格摘自ACPI 6.2 "5.2.10 Firmware ACPI Control Structure (FACS)"，FACS表用于firmware和OS传输数据，表格中提到的OSPM是指OS的ACPI.sys模块。如表格所述，Facs->XFirmwareWakingVector的值由Windows 负责填写。在Comet lake platform上Facs->XFirmwareWakingVector的物理地址值为:0x2000，所以，我决定在windows上查找具体设置的代码（既然OS能设置，驱动模块也能设置，这是挂Hook的绝佳选择）。
查看ACPI table当然少不了rw工具，不过很可惜,不知出于什么原因，在xp\win7\win10上Facs->XFirmwareWakingVector都不约而同的不可见（目前，我猜想：如ACPI spec如说，该值只有在进入S3 Sleep时才会被设置）：
表格摘自ACPI 6.2 "5.2.10 Firmware ACPI Control Structure (FACS)"，FACS表用于firmware和OS传输数据，表格中提到的OSPM是指OS的ACPI.sys模块。如表格所述，Facs->XFirmwareWakingVector的值由Windows 负责填写。在Comet lake platform上Facs->XFirmwareWakingVector的物理地址值为:0x2000，所以，我决定在windows上查找具体设置的代码（既然OS能设置，驱动模块也能设置，这是挂Hook的绝佳选择）。
查看ACPI table当然少不了rw工具，不过很可惜,不知出于什么原因，在xp\win7\win10上Facs->XFirmwareWakingVector都不约而同的不可见（目前，我猜想：如ACPI spec如说，该值只有在进入S3 Sleep时才会被设置）：
虽然在RW中未见Facs->XFirmwareWakingVector的值，但也不能阻挡我搜索的步伐。查找ReactOS 3.15源码后，我选择用windbg搜索WakeVector相关的符号：
drivers\bus\acpi\acpica\hardware\hwsleep.c
ACPI_STATUS
AcpiSetFirmwareWakingVector64 (
UINT64 PhysicalAddress)
{
ACPI_FUNCTION_TRACE (AcpiSetFirmwareWakingVector64);
/* Determine if the 64-bit vector actually exists */
if ((AcpiGbl_FACS->Length <= 32) || (AcpiGbl_FACS->Version < 1))
{
return_ACPI_STATUS (AE_NOT_EXIST);
}
/* Clear 32-bit vector, set the 64-bit X_ vector */
AcpiGbl_FACS->FirmwareWakingVector = 0;
AcpiGbl_FACS->XFirmwareWakingVector = PhysicalAddress;
return_ACPI_STATUS (AE_OK);
}
（跟各位得瑟一把，由于工作缘故，我有部分Checked Build OS，所以我逆向的工作量会减轻不少），并最终在hal模块中找到对应的（变量）符号，然而该变量的值依然是空：
drivers\bus\acpi\acpica\hardware\hwsleep.c
ACPI_STATUS
AcpiSetFirmwareWakingVector64 (
UINT64 PhysicalAddress)
{
ACPI_FUNCTION_TRACE (AcpiSetFirmwareWakingVector64);
/* Determine if the 64-bit vector actually exists */
if ((AcpiGbl_FACS->Length <= 32) || (AcpiGbl_FACS->Version < 1))
{
return_ACPI_STATUS (AE_NOT_EXIST);
}
/* Clear 32-bit vector, set the 64-bit X_ vector */
AcpiGbl_FACS->FirmwareWakingVector = 0;
AcpiGbl_FACS->XFirmwareWakingVector = PhysicalAddress;
return_ACPI_STATUS (AE_OK);
}
（跟各位得瑟一把，由于工作缘故，我有部分Checked Build OS，所以我逆向的工作量会减轻不少），并最终在hal模块中找到对应的（变量）符号，然而该变量的值依然是空：
kd> x *!*WakeVector* 82a21c98 hal!HalpWakeVector = <no type information> kd> dd hal!HalpWakeVector 82a21c98 00000000 00000000 00000000 00000000
很遗憾，Windows内核原理\Windows情景分析等经典书都不曾关注S3\S4的实现，而本文OS相关代码是在虚拟机上做的测试，虚拟机进入S3后系统被挂起，windbg也失去作用，因此，我对hal模块进行简单的逆向分析。
kd> x *!*WakeVector* 82a21c98 hal!HalpWakeVector = <no type information> kd> dd hal!HalpWakeVector 82a21c98 00000000 00000000 00000000 00000000
很遗憾，Windows内核原理\Windows情景分析等经典书都不曾关注S3\S4的实现，而本文OS相关代码是在虚拟机上做的测试，虚拟机进入S3后系统被挂起，windbg也失去作用，因此，我对hal模块进行简单的逆向分析。
1.确定hal模块：
kd> lm m hal Browse full module list start end module name 82a04000 82a3d000 hal (pdb symbols) e:\symbols\win7x86sp1chk\halmacpi.pdb\0B89B9AEB8FB4822A25882B9A877C1031\halmacpi.pdb kd> lmvm hal Browse full module list start end module name 82a04000 82a3d000 hal (pdb symbols) e:\symbols\win7x86sp1chk\halmacpi.pdb\0B89B9AEB8FB4822A25882B9A877C1031\halmacpi.pdb Loaded symbol image file: halmacpi.dll Image path: halmacpi.dll Image name: halmacpi.dll
虚拟机上使用的hal模块对应c:\windows\system32\halmacpi.dll，用IDA加载该dll（附注，根据调试发现，下文将提到的hal函数在win7\win8.1\win10差别不大，因此对于这部分内容在各OS之间还是具有参考价值）。本文借助win10x64 TH2 Checked build的halmacpi.dll为参考，分析了win10 RS5 free build的halmacpi.dll流程(附注，微软提供的win10x64 TH2 Checked build无法正常安装使用，如果看官手头有该OS，需要用dism命令，从镜像中提取halmacpi.dll。此处要感谢我的同事lyly，告诉我dism提取镜像中模块的方法)
2.搜索对hal!HalpWakeVector的引用：
呵呵，很可惜，还真没找到。不过运气好，在"Strings window"中看到一串重要的字符串以及函数HalpAcpiGetFacsMapping对它的引用：kd> lm m hal Browse full module list start end module name 82a04000 82a3d000 hal (pdb symbols) e:\symbols\win7x86sp1chk\halmacpi.pdb\0B89B9AEB8FB4822A25882B9A877C1031\halmacpi.pdb kd> lmvm hal Browse full module list start end module name 82a04000 82a3d000 hal (pdb symbols) e:\symbols\win7x86sp1chk\halmacpi.pdb\0B89B9AEB8FB4822A25882B9A877C1031\halmacpi.pdb Loaded symbol image file: halmacpi.dll Image path: halmacpi.dll Image name: halmacpi.dll
虚拟机上使用的hal模块对应c:\windows\system32\halmacpi.dll，用IDA加载该dll（附注，根据调试发现，下文将提到的hal函数在win7\win8.1\win10差别不大，因此对于这部分内容在各OS之间还是具有参考价值）。本文借助win10x64 TH2 Checked build的halmacpi.dll为参考，分析了win10 RS5 free build的halmacpi.dll流程(附注，微软提供的win10x64 TH2 Checked build无法正常安装使用，如果看官手头有该OS，需要用dism命令，从镜像中提取halmacpi.dll。此处要感谢我的同事lyly，告诉我dism提取镜像中模块的方法)
2.搜索对hal!HalpWakeVector的引用：
呵呵，很可惜，还真没找到。不过运气好，在"Strings window"中看到一串重要的字符串以及函数HalpAcpiGetFacsMapping对它的引用：虚拟机上使用的hal模块对应c:\windows\system32\halmacpi.dll，用IDA加载该dll（附注，根据调试发现，下文将提到的hal函数在win7\win8.1\win10差别不大，因此对于这部分内容在各OS之间还是具有参考价值）。本文借助win10x64 TH2 Checked build的halmacpi.dll为参考，分析了win10 RS5 free build的halmacpi.dll流程(附注，微软提供的win10x64 TH2 Checked build无法正常安装使用，如果看官手头有该OS，需要用dism命令，从镜像中提取halmacpi.dll。此处要感谢我的同事lyly，告诉我dism提取镜像中模块的方法)
2.搜索对hal!HalpWakeVector的引用：
呵呵，很可惜，还真没找到。不过运气好，在"Strings window"中看到一串重要的字符串以及函数HalpAcpiGetFacsMapping对它的引用：
01C003D8C0 aHalpacpigetfac db '**** HalpAcpiGetFacsMapping: No FADT found.',0Ah,0 .text:00000001C003D8C0 ; DATA XREF: HalpAcpiGetFacsMapping+54↑o
01C003D8C0 aHalpacpigetfac db '**** HalpAcpiGetFacsMapping: No FADT found.',0Ah,0 .text:00000001C003D8C0 ; DATA XREF: HalpAcpiGetFacsMapping+54↑o
2.1.在HalpAcpiGetFacsMapping内部，有两段代码片：
01C0001E39 mov edx, 'PCAF' .text:00000001C0001E3E call HalpAcpiGetTableWork .text:00000001C0001E43 test rax, rax .text:00000001C0001E46 jnz short loc_1C0001E83 ; Physical memory address of the FACS
这段代码是根据表的签名来查找Acpi table，Long字符数组'PCAF'其实就是FACP表的签名。HalpAcpiGetTableWork将返回FACP表的物理地址。然后再从FACP->FIRMWARE_CTRL和签名"SCAF"获得Facs地址：
01C0001E39 mov edx, 'PCAF' .text:00000001C0001E3E call HalpAcpiGetTableWork .text:00000001C0001E43 test rax, rax .text:00000001C0001E46 jnz short loc_1C0001E83 ; Physical memory address of the FACS
这段代码是根据表的签名来查找Acpi table，Long字符数组'PCAF'其实就是FACP表的签名。HalpAcpiGetTableWork将返回FACP表的物理地址。然后再从FACP->FIRMWARE_CTRL和签名"SCAF"获得Facs地址：
01C0001E83 loc_1C0001E83: ; CODE XREF: HalpAcpiGetFacsMapping+52↑j .text:00000001C0001E83 mov edx, [rax+FACP_20.FIRMWARE_CTRL] ; Facp->FIRMWARE_CTRL .text:00000001C0001E86 mov r9d, 'SCAF' ; Physical memory address of the FACS ... .text:00000001C0001EB2 call HalpAcpiCheckAndMapTable .text:00000001C0001EB7 mov cs:HalpAcpiFacsMapping, rax ; cs:HalpAcpiFacsMapping: hold facs phyical address ... .text:00000001C0001ED3 mov rax, cs:HalpAcpiFacsMapping ;返回Facs表di'zhi
| FIRMWARE_CTRL | 4 | 36 | Physical memory address of the FACS, where OSPM and Firmware exchange control information. See Section 5.2.6, “Root System Description Table,” for a description of the FACS. If the X_FIRMWARE_CTRL field contains a non zero value which can be used by the OSPM, then this field must be ignored by the OSPM. If the HARDWARE_REDUCED_ACPI flag is set, and both this field and the X_FIRMWARE_CTRL field are zero, there is no FACS available. |
01C0001E83 loc_1C0001E83: ; CODE XREF: HalpAcpiGetFacsMapping+52↑j .text:00000001C0001E83 mov edx, [rax+FACP_20.FIRMWARE_CTRL] ; Facp->FIRMWARE_CTRL .text:00000001C0001E86 mov r9d, 'SCAF' ; Physical memory address of the FACS ... .text:00000001C0001EB2 call HalpAcpiCheckAndMapTable .text:00000001C0001EB7 mov cs:HalpAcpiFacsMapping, rax ; cs:HalpAcpiFacsMapping: hold facs phyical address ... .text:00000001C0001ED3 mov rax, cs:HalpAcpiFacsMapping ;返回Facs表di'zhi
最后于 2020-4-14 23:50
被hyjxiaobia编辑
，原因： 修改部分内容
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我仔细看了一下你的sys文件，应该是Free build的吧？这个符号表可以通过windbg从MS调试服务器下载到。
最后于 2020-4-14 23:54
被hyjxiaobia编辑
，原因： 追加内容
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跳出五行外 不在轮回中? |
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已经可以下载了，要开代理才行 但之前是不需要开代理的
最后于 2020-4-15 14:41
被luskyc编辑
，原因：
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哈哈，是啊，跳出五行之外才好跑路啊 |
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代理已经可以下载了，可能是对IP有限制吧 不是论坛上流传的说法，什么服务器关了 |
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