节表是一个结构数组,每个结构包含一个节的信息。因此若有3个节,数组就有3个成员。我们需要NumberOfSections值来了解该数组中到底有几个成员。 也许您会想检测结构中的全0成员起到同样效果。Windows确实采用了这种方法。为了证明这一点,可以增加NumberOfSections的值,Windows仍然可以正常执行文件。据我们的观察,Windows读取NumberOfSections的值然后检查节表里的每个结构,如果找到一个全0结构就结束搜索,否则一直处理完NumberOfSections指定数目的结构。 为什么我们不能忽略NumberOfSections的值? 有几个原因。PE说明中没有指定节表必须以全0结构结束。Thus there may be a situation where the last array member is contiguous to the first section, without empty space at all. Another reason has to do with bound imports. The new-style binding puts the information immediately following the section table's last structure array member. 因此您仍然需要NumberOfSections。
DOS MZ header
DOS stub
PE header
Section table
Section 1
Section 2
Section ...
Section n
上图是 PE文件结构的总体层次分布。所有 PE文件(甚至32位的 DLLs) 必须以一个简单的 DOS MZ header 开始。我们通常对此结构没有太大兴趣。有了它,一旦程序在DOS下执行,DOS就能识别出这是有效的执行体,然后运行紧随 MZ header 之后的 DOS stub。DOS stub实际上是个有效的 EXE,在不支持 PE文件格式的操作系统中,它将简单显示一个错误提示,类似于字符串 "This program requires Windows" 或者程序员可根据自己的意图实现完整的 DOS代码。通常我们也不对 DOS stub 太感兴趣: 因为大多数情况下它是由汇编器/编译器自动生成。通常,它简单调用中断21h服务9来显示字符串"This program cannot run in DOS mode"。
紧接着 DOS stub 的是 PE header。 PE header 是PE相关结构 IMAGE_NT_HEADERS 的简称,其中包含了许多PE装载器用到的重要域。当我们更加深入研究PE文件格式后,将对这些重要域耳目能详。执行体在支持PE文件结构的操作系统中执行时,PE装载器将从 DOS MZ header 中找到 PE header 的起始偏移量。因而跳过了 DOS stub 直接定位到真正的文件头 PE header。
如果我们将PE文件格式视为一逻辑磁盘,PE header是boot扇区而sections是各种文件,但我们仍缺乏足够信息来定位磁盘上的不同文件,譬如,什么是PE文件格式中等价于目录的东东?别急,那就是 PE header 接下来的数组结构 section table(节表)。 每个结构包含对应节的属性、文件偏移量、虚拟偏移量等。如果PE文件里有5个节,那么此结构数组内就有5个成员。因此,我们便可以把节表视为逻辑磁盘中的根目录,每个数组成员等价于根目录中目录项。
以上就是PE文件格式的物理分布,下面将总结一下装载一PE文件的主要步骤:
当PE文件被执行,PE装载器检查 DOS MZ header 里的 PE header 偏移量。如果找到,则跳转到 PE header。
PE装载器检查 PE header 的有效性。如果有效,就跳转到PE header的尾部。
紧跟 PE header 的是节表。PE装载器读取其中的节信息,并采用文件映射方法将这些节映射到内存,同时付上节表里指定的节属性。
PE文件映射入内存后,PE装载器将处理PE文件中类似 import table(引入表)逻辑部分。
接下来的问题是: 如何定位 PE header? 答案很简单: DOS MZ header 已经包含了指向 PE header 的文件偏移量。DOS MZ header 又定义成结构 IMAGE_DOS_HEADER 。查询windows.inc,我们知道 IMAGE_DOS_HEADER 结构的e_lfanew成员就是指向 PE header 的文件偏移量。
现在将所有步骤总结如下:
首先检验文件头部第一个字的值是否等于 IMAGE_DOS_SIGNATURE,是则 DOS MZ header 有效。
一旦证明文件的 DOS header 有效后,就可用e_lfanew来定位 PE header 了。
比较 PE header 的第一个字的值是否等于 IMAGE_NT_HEADER。如果前后两个值都匹配,那我们就认为该文件是一个有效的PE文件。