PE可选头

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#数据结构 #image #windows #header #byte #struct

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本文深入解析PE文件格式中的可选头结构，包括其组成、字段含义及作用，并介绍了环境子系统的定义。

紧跟着PE文件头的，是一个叫做PE可选头（Optional Header）的数据结构。这个数据结构被叫做可选头是因为某些PE格式文件，比如目标文件（.OBJ）没有这个数据结构。但是对于一个可执行文件或动态链接库来说，这个数据结构是必须的。可选头由4部分组成，

第一部分是一个PE可选头签名。通过检查这个签名，我们可以知道这是一个32位的可选头还是64位的可选头。我们现在只介绍32位的可选头。对于32位的PE文件来说，这个签名是0x10b

紧跟签名的第二部分是一个标准COFF标准数据。再接下来的第三部分是Windows对COFF头所做的一些扩展。最后一部分是PE文件中一些重要数据结构（导入表，导出表等）的索引。

在WINNT.h中，我们可以看到这个可选头的C语法声明：

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
    //
    // Standard fields.
    //

    WORD    Magic;
    BYTE    MajorLinkerVersion;
    BYTE    MinorLinkerVersion;
    DWORD   SizeOfCode;
    DWORD   SizeOfInitializedData;
    DWORD   SizeOfUninitializedData;
    DWORD   AddressOfEntryPoint;
    DWORD   BaseOfCode;
    DWORD   BaseOfData;

    //
    // NT additional fields.
    //

    DWORD   ImageBase;
    DWORD   SectionAlignment;
    DWORD   FileAlignment;
    WORD    MajorOperatingSystemVersion;
    WORD    MinorOperatingSystemVersion;
    WORD    MajorImageVersion;
    WORD    MinorImageVersion;
    WORD    MajorSubsystemVersion;
    WORD    MinorSubsystemVersion;
    DWORD   Win32VersionValue;
    DWORD   SizeOfImage;
    DWORD   SizeOfHeaders;
    DWORD   CheckSum;
    WORD    Subsystem;
    WORD    DllCharacteristics;
    DWORD   SizeOfStackReserve;
    DWORD   SizeOfStackCommit;
    DWORD   SizeOfHeapReserve;
    DWORD   SizeOfHeapCommit;
    DWORD   LoaderFlags;
    DWORD   NumberOfRvaAndSizes;
    IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

下面我们来看下这里最主要的几个字段。

Field	Description
Magic	一般为 0x10b
SizeOfCode	代码段大小
SizeOfInitializedData	初始化的数据大小
SizeOfUninitializedData	未初始化数据大小
AddressOfEntryPoint	程序入口点 .
BaseOfCode	代码段在文件中的起始位置

Field	Description
ImageBase	文件基地址，必须 64K 对齐 . 假如应用程序被加载到这个地址，就不需要重定位了。
Win32VersionValue	Reserved, must be zero.
Subsystem	运行该程序需要的环境子系统
DllCharacteristics	DLL 属性
SizeOfStackReserve	默认堆栈大小
SizeOfHeapReserve	默认堆大小
NumberOfRvaAndSizes	数据目录表大小。（下一篇会描述）

环境子系统常量定义

Constant	Value	Description
IMAGE_SUBSYSTEM_UNKNOWN	0	未知子系统
IMAGE_SUBSYSTEM_NATIVE	1	Windows 驱动程序
IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_GUI	2	WIN32 GUI
IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CUI	3	WIN32 控制台
IMAGE_SUBSYSTEM_POSIX_CUI	7	POSIX
IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CE_GUI	9	Windows CE
IMAGE_SUBSYSTEM_XBOX	14	XBOX