PE格式详解 系统篇 区块

让编程改变世界

Change the world by program

 转自：http://blog.fishc.com/1581.html

各种区块的描述：

 

很多朋友喜欢听小甲鱼的PE详解，因为他们觉得课堂上老师讲解的都是略略带过，绕得大家云里雾里~

刚好小甲鱼文采也没课堂上的教授讲的那么好，只能以比较通俗的话语来给大家描述~

 

通常，区块中的数据在逻辑上是关联的。PE 文件一般至少都会有两个区块：一个是代码块，另一个是数据块。

每一个区块都需要有一个截然不同的名字，这个名字主要是用来表达区块的用途。

 

例如有一个区块叫.rdata，表明他是一个只读区块。

注意：区块在映像中是按起始地址（RVA）来排列的，而不是按字母表顺序。

另外，使用区块名字只是人们为了认识和编程的方便，而对操作系统来说这些是无关紧要的。

 

微软给这些区块取了个有特色的名字，但这不是必须的。

当编程从PE 文件中读取需要的内容时，如输入表、输出表，不能以区块名字作为参考，正确的方法是按照数据目录表中的字段来进行定位。

让编程改变世界

Change the world by program

 

当然我们在Visual C++ 中也可以自己命名我们的区块，用#pragma 来声明，告诉编译器插入数据到一个区块内，格式如下：

#pragma data_msg( “FC_data” )

 

大家还记得吧，#为宏处理符号，啥是宏？简单的说就是编译器的时候由编译器直接先进行翻译。或许说按照指定的格式机械替换。

嘻嘻，学破解要懂编程呐~

以上语句告诉编译器将数据都放进一个叫“FC_data” 的区块内，而不是默认的.data 区块。

区块一般是从OBJ 文件开始，被编译器放置的。链接器的工作就是合并左右OBJ 和库中需要的块，使其成为一个最终合适的区块。

链接器会遵循一套相当完整的规则，它会判断哪些区块将被合并以及如何被合并。

 

合并区块：

 

链接器的一个有趣特征就是能够合并区块。如果两个区块有相似、一致性的属性，那么它们在链接的时候能被合并成一个单一的区块。

这取决于是否开启编译器的 /merge 开关。事实上合并区块有一个好处就是可以节省磁盘的内存空间……

注意：我们不应该将.rsrc、.reloc、.pdata 合并到**的区块里。

 

区块的对齐值：

 

之前我们简单了解过区块是要对齐的，无论是在内存中存放还是在磁盘中存放~但他们一般的对齐值是不同的。

PE 文件头里边的FileAligment 定义了磁盘区块的对齐值。每一个区块从对齐值的倍数的偏移位置开始存放。

而区块的实际代码或数据的大小不一定刚好是这么多，所以在多余的地方一般以00h 来填充，这就是区块间的间隙。

 

例如，在PE文件中，一个典型的对齐值是200h ，这样，每个区块都将从200h 的倍数的文件偏移位置开始。

假设第一个区块在400h 处，长度为90h，那么从文件400h 到490h 为这一区块的内容，而由于文件的对齐值是200h。

所以为了使这一区块的长度为FileAlignment 的整数倍，490h 到 600h 这一个区间都会被00h 填充，这段空间称为区块间隙，下一个区块的开始地址为600h 。

 

PE 文件头里边的SectionAligment 定义了内存中区块的对齐值。PE 文件被映射到内存中时，区块总是至少从一个页边界开始。

一般在X86 系列的CPU 中，页是按4KB（1000h）来排列的；在IA-64 上，是按8KB（2000h）来排列的。

所以在X86 系统中，PE文件区块的内存对齐值一般等于 1000h，每个区块按1000h 的倍数在内存中存放。

RVA和文件偏移的转换

 

在前边我们探讨过RVA这个词，但对于初次接触PE 文件的朋友来说，显得尤其陌生和无奈。

中国人不喜欢老外的缩写，但总要**着接受……不过，在有了前边知识的铺垫之后，现在来谈这个概念大家伙应该能够得心应手了。

起码不用显得那么的费解和无奈~

 

RVA是相对虚拟地址（Relative Virtual Address）的缩写，顾名思义，它是一个“相对地址”。

PE 文件中的各种数据结构中涉及地址的字段大部分都是以 RVA 表示的，有木有？？

更为准确的说，RVA是当PE 文件被装载到内存中后，某个数据位置相对于文件头的偏移量。

 

举个例子，如果 Windows 装载器将一个PE 文件装入到 00400000h 处的内存中，而某个区块中的某个数据被装入 0040**xh 处。

那么这个数据的 RVA 就是（0040**xh – 00400000h ）= **xh，反过来说，将 RVA 的值加上文件被装载的基地址，就可以找到数据在内存中的实际地址。

 

看图说话：

RVA和文件偏移的转换

 

很明显，我们发现，DOS 文件头、PE 文件头和区块表的偏移位置与大小均没有变化。而各个区块映射到内存后，其偏移位置就发生了变化。

RVA 使得文件装入内存后的数据定位变得方便，然而却给我们要定位位于磁盘上的静态PE 文件带来了麻烦。

举个例子说话：……由于例子在视频中，这里争取时间我就不写啦，大伙看参考视频演示吧。

 

如何换算 RVA 和文件偏移呢？

 

当处理PE 文件时候，任何的 RVA 必须经过到文件偏移的换算，才能用来定位并访问文件中的数据，但换算却无法用一个简单的公式来完成。

事实上，唯一可用的方法就是最土最笨的方法：

 

步骤一：循环扫描区块表得出每个区块在内存中的起始 RVA（根据IMAGE_SECTION_HEADER 中的VirtualAddress 字段），并根据区块的大小（根据IMAGE_SECTION_HEADER 中的SizeOfRawData 字段）算出区块的结束 RVA（两者相加即可），最后判断目标 RVA 是否落在该区块内。

 

步骤二：通过步骤一定位了目标 RVA 处于具体的某个区块中后，那么用目标 RVA 减去该区块的起始 RVA ，这样就能得到目标 RVA 相对于起始地址的偏移量 RVA2.

 

步骤三：在区块表中获取该区块在文件中所处的偏移地址（根据IMAGE_SECTION_HEADER 中的PointerToRawData 字段）,将这个偏移值加上步骤二得到的 RVA2 值，就得到了真正的文件偏移地址。

 

为节省笔墨和时间，以上步骤将在视频中具体演示……

通过上述三个步骤，我们可以写得出程序……