exe文件结构及原理介绍

文件结构及原理

二 EXE文件结构

EXE 文件比较复杂，每个EXE文件都有一个文件头,结构如下：
EXE文件头信息
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├ 偏移量 ┤ 意义 ┤
├00h-01h ┤MZ'EXE文件标记┤
├2h-03h┤文件长度除512的余数 ┤
├04h-05h ┤...............商 ┤
├06h-07h ┤重定位项的个数 ┤
├08h-09h ┤文件头除16的商 ┤
├0ah-0bh ┤程序运行所需最小段数 ┤
├0ch-0dh ┤..............大.... ┤
├oeh-0fh ┤堆栈段的段值 (SS) ┤
├10h-11h ┤........sp ┤
├12h-13h ┤文件校验和┤
├14h-15h ┤IP┤
├16h-17h ┤CS┤
├18h-19h ┤............ ┤
├1ah-1bh ┤............ ┤
├1ch ┤............ ┤
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.EXE文件包含一个文件头和一个可重定位程序映象。文件头包含MS-DOS用于加载程序的信息，例如程序的大小和寄存器的初始值。文件头还指向一个重定位表，该表包含指向程序映象中可重定位段地址的指针链表。文件头的形式与EXEHEADER结构对应：
EXEHEADER STRUC
exSignature dw 5A4Dh ;.EXE标志
exExraBytes dw ? ;最后(部分)页中的字节数
exPages dw ? ;文件中的全部和部分页数
exRelocItems dw ? ;重定位表中的指针数
exHeaderSize dw ? ;以字节为单位的文件头大小
exMinAlloc dw ? ;最小分配大小
exMaxAlloc dw ? ;最大分配大小
exInitSS dw ? ;初始SS值
exInitSP dw ? ;初始SP值
exChechSum dw ? ;补码校验值
exInitIP dw ? ;初始IP值
exInitCS dw ? ;初始CS值
exRelocTable dw ? ;重定位表的字节偏移量
exOverlay dw ? ;覆盖号
EXEHEADER ENDS程序映象，包含处理器代码和程序的初始数据，紧接在文件头之后。它的大小以字节为单位，等于.EXE文件的大小减去文件头的大小，也等于 exHeaderSize的域的值乘以16。MS-DOS通过把该映象直接从文件拷贝到内存加载.EXE程序然后调整定位表中说明的可重定位段地址。
定 位表是一个重定位指针数组，每个指向程序映象中的可重定位段地址。文件头中的exRelocItems域说明了数组中指针的个数, exRelocTable域说明了分配表的起始文件偏移量。每个重定位指针由两个16位值组成:偏移量和段值。 为加载.EXE程序，MS-DOS首先读文件头以确定.EXE标志并计算程序映象的大校然后它试图申请内存。首先，它计算程序映象文件的大小加上PSP 的大小再加上EXEHEADER结构中的exMinAlloc域说明的内存大小这三者之和，如果总和超过最大可用内存块的大校则MS-DOS停止加载程 序并返回一个出错值。否则面，它计算程序映象的大小加上PSP的大小再加上EXEHEADER结构中exMaxAlloc域说明的内存大小之和，如果第二 个总和小于最大可用内存块的大小，则MS-DOS 分配计算得到的内存量。否则，它分配最大可用内存块。分配完内存后，MS-DOS确定段地址，也称为起始段地址，MS-DOS从此处加载程序映象。如果 exMinAlloc域和exMaxAlloc域中的值都为零，则MS-DOS把映象尽可能地加载到内存最高端。否则，它把映象加载到紧挨着PSP域之 上。接下来，MS-DOS读取重定位表中的项目调整所有由可重定位指针说明的段地址。对于重定位表中的每个指针，MS-DOS寻找程序映象中相应的可重定 位段地址，并把起始段地址加到它之上。一旦调整完毕，段地址便指向了内存中被加载程序的代码和数据段。 MS-DOS在所分配内存的最低部分建造256字节的PSP，把AL和AH设置为加载 .COM程序时所设置的值。MS-DOS使用文件头中的值设置SP与SS，调整SS初始值，把起始地址加到它之上。MS-DOS还把ES和DS设置为 PSP的段地址.最后，MS-DOS从程序文件头读取CS和IP的初始值,把起始段地址加到CS之 上，把控制转移到位于调整后地址处的程序。