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驱动开发:内核解析PE结构节表(一)
2023-07-23 13:29:20 】 浏览:73
Tags:解析

在笔者上一篇文章《驱动开发:内核解析PE结构导出表》介绍了如何解析内存导出表结构,本章将继续延申实现解析PE结构的PE头,PE节表等数据,总体而言内核中解析PE结构与应用层没什么不同,在上一篇文章中LyShark封装实现了KernelMapFile()内存映射函数,在之后的章节中这个函数会被多次用到,为了减少代码冗余,后期文章只列出重要部分,读者可以自行去前面的文章中寻找特定的片段。

Windows NT 系统中可执行文件使用微软设计的新的文件格式,也就是至今还在使用的PE格式,PE文件的基本结构如下图所示:

在PE文件中,代码,已初始化的数据,资源和重定位信息等数据被按照属性分类放到不同的Section(节区/或简称为节)中,而每个节区的属性和位置等信息用一个IMAGE_SECTION_HEADER结构来描述,所有的IMAGE_SECTION_HEADER结构组成了一个节表(Section Table),节表数据在PE文件中被放在所有节数据的前面.

上面PE结构图中可知PE文件的开头部分包括了一个标准的DOS可执行文件结构,这看上去有些奇怪,但是这对于可执行程序的向下兼容性来说却是不可缺少的,当然现在已经基本不会出现纯DOS程序了,现在来说这个IMAGE_DOS_HEADER结构纯粹是历史遗留问题。

DOS头结构解析: PE文件中的DOS部分由MZ格式的文件头和可执行代码部分组成,可执行代码被称为DOS块(DOS stub),MZ格式的文件头由IMAGE_DOS_HEADER结构定义,在C语言头文件winnt.h中有对这个DOS结构详细定义,如下所示:

typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER { 
    WORD   e_magic;                     // DOS的头部
    WORD   e_cblp;                      // Bytes on last page of file
    WORD   e_cp;                        // Pages in file
    WORD   e_crlc;                      // Relocations
    WORD   e_cparhdr;                   // Size of header in paragraphs
    WORD   e_minalloc;                  // Minimum extra paragraphs needed
    WORD   e_maxalloc;                  // Maximum extra paragraphs needed
    WORD   e_ss;                        // Initial (relative) SS value
    WORD   e_sp;                        // Initial SP value
    WORD   e_csum;                      // Checksum
    WORD   e_ip;                        // Initial IP value
    WORD   e_cs;                        // Initial (relative) CS value
    WORD   e_lfarlc;                    // File address of relocation table
    WORD   e_ovno;                      // Overlay number
    WORD   e_res[4];                    // Reserved words
    WORD   e_oemid;                     // OEM identifier (for e_oeminfo)
    WORD   e_oeminfo;                   // OEM information; e_oemid specific
    WORD   e_res2[10];                  // Reserved words
    LONG   e_lfanew;                    // 指向了PE文件的开头(重要)
  } IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;

在DOS文件头中,第一个字段e_magic被定义为MZ,标志着DOS文件的开头部分,最后一个字段e_lfanew则指明了PE文件的开头位置,现在来说除了第一个字段和最后一个字段有些用处,其他字段几乎已经废弃了,这里附上读取DOS头的代码。

void DisplayDOSHeadInfo(HANDLE ImageBase)
{
    PIMAGE_DOS_HEADER pDosHead = NULL;
    pDosHead = (PIMAGE_DOS_HEADER)ImageBase;

    printf("DOS头:        %x\n", pDosHead->e_magic);
    printf("文件地址:     %x\n", pDosHead->e_lfarlc);
    printf("PE结构偏移:   %x\n", pDosHead->e_lfanew);
}

PE头结构解析: 从DOS文件头的e_lfanew字段向下偏移003CH的位置,就是真正的PE文件头的位置,该文件头是由IMAGE_NT_HEADERS结构定义的,定义结构如下:

typedef struct _IMAGE_NT_HEADERS {
    DWORD Signature;                   // PE文件标识字符
    IMAGE_FILE_HEADER FileHeader;
    IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader;
} IMAGE_NT_HEADERS32, *PIMAGE_NT_HEADERS32;

如上PE文件头的第一个DWORD是一个标志,默认情况下它被定义为00004550h也就是P,E两个字符另外加上两个零,而大部分的文件属性由标志后面的IMAGE_FILE_HEADERIMAGE_OPTIONAL_HEADER32结构来定义,我们继续跟进IMAGE_FILE_HEADER这个结构:

typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {
    WORD    Machine;                  // 运行平台
    WORD    NumberOfSections;         // 文件的节数目
    DWORD   TimeDateStamp;            // 文件创建日期和时间
    DWORD   PointerToSymbolTable;     // 指向符号表(用于调试)
    DWORD   NumberOfSymbols;          // 符号表中的符号数量
    WORD    SizeOfOptionalHeader;     // IMAGE_OPTIONAL_HANDLER32结构的长度
    WORD    Characteristics;          // 文件的属性 exe=010fh dll=210eh
} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;

继续跟进 IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 结构,该结构体中的数据就丰富了,重要的结构说明经备注好了:

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
    WORD    Magic;
    BYTE    MajorLinkerVersion;           // 连接器版本
    BYTE    MinorLinkerVersion;
    DWORD   SizeOfCode;                   // 所有包含代码节的总大小
    DWORD   SizeOfInitializedData;        // 所有已初始化数据的节总大小
    DWORD   SizeOfUninitializedData;      // 所有未初始化数据的节总大小
    DWORD   AddressOfEntryPoint;          // 程序执行入口RVA
    DWORD   BaseOfCode;                   // 代码节的起始RVA
    DWORD   BaseOfData;                   // 数据节的起始RVA
    DWORD   ImageBase;                    // 程序镜像基地址
    DWORD   SectionAlignment;             // 内存中节的对其粒度
    DWORD   FileAlignment;                // 文件中节的对其粒度
    WORD    MajorOpera
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