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在PE文件结构详解（一）基本概念里，解释了一些PE文件的一些基本概念，从这篇开始，将详细讲解PE文件中的重要结构。
了解一个文件的格式，最应该首先了解的就是这个文件的文件头的含义，因为几乎所有的文件格式，重要的信息都包含在头部，顺着头部的信息，可以引导系统解析整个文件。所以，我们先来认识一下PE文件的头部格式。还记得上篇里的那个图吗？
DOS头和NT头就是PE文件中两个重要的文件头。
一、DOS头
DOS头的作用是兼容MS-DOS
操作系统中的可执行文件，对于32位PE文件来说，DOS所起的作用就是显示一行文字，提示用户：我需要在32位windows上才可以运行。我认为这是
个善意的玩笑，因为他并不像显示的那样不能运行，其实已经运行了，只是在DOS上没有干用户希望看到的工作而已，好吧，我承认这不是重点。但是，至少我们
看一下这个头是如何定义的：
- typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER {
- WORD e_magic;
- WORD e_cblp;
- WORD e_cp;
- WORD e_crlc;
- WORD e_cparhdr;
- WORD e_minalloc;
- WORD e_maxalloc;
- WORD e_ss;
- WORD e_sp;
- WORD e_csum;
- WORD e_ip;
- WORD e_cs;
- WORD e_lfarlc;
- WORD e_ovno;
- WORD e_res[4];
- WORD e_oemid;
- WORD e_oeminfo;
- WORD e_res2[10];
- LONG e_lfanew;
- } IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;
我们只需要关注两个域：
e_magic：一个WORD类型，值是一个常数0x4D5A，用文本编辑器查看该值位‘MZ’，可执行文件必须都是‘MZ‘开头。
e_lfanew：为32位可执行文件扩展的域，用来表示DOS头之后的NT头相对文件起始地址的偏移。
二、NT头
顺着DOS头中的e_lfanew，我们很容易可以找到NT头，这个才是32位PE文件中最有用的头，定义如下:
- typedef struct _IMAGE_NT_HEADERS {
- DWORD Signature;
- IMAGE_FILE_HEADER FileHeader;
- IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader;
- } IMAGE_NT_HEADERS32, *PIMAGE_NT_HEADERS32;
下图是一张真实的PE文件头结构以及其各个域的取值：
Signature：类似于DOS头中的e_magic，其高16位是0，低16是0x4550，用字符表示是‘PE‘。
IMAGE_FILE_HEADER是PE文件头，c语言的定义是这样的：
- typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {
- WORD Machine;
- WORD NumberOfSections;
- DWORD TimeDateStamp;
- DWORD PointerToSymbolTable;
- DWORD NumberOfSymbols;
- WORD SizeOfOptionalHeader;
- WORD Characteristics;
- } IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;
每个域的具体含义如下：
Machine：该文件的运行平台，是x86、x64还是I64等等，可以是下面值里的某一个。
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_UNKNOWN 0
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_I386 0x014c // Intel 386.
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_R3000 0x0162 // MIPS little-endian, 0x160 big-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_R4000 0x0166 // MIPS little-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_R10000 0x0168 // MIPS little-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_WCEMIPSV2 0x0169 // MIPS little-endian WCE v2
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_ALPHA 0x0184 // Alpha_AXP
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_SH3 0x01a2 // SH3 little-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_SH3DSP 0x01a3
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_SH3E 0x01a4 // SH3E little-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_SH4 0x01a6 // SH4 little-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_SH5 0x01a8 // SH5
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_ARM 0x01c0 // ARM Little-Endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_THUMB 0x01c2
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_AM33 0x01d3
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_POWERPC 0x01F0 // IBM PowerPC Little-Endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_POWERPCFP 0x01f1
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_IA64 0x0200 // Intel 64
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_MIPS16 0x0266 // MIPS
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_ALPHA64 0x0284 // ALPHA64
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_MIPSFPU 0x0366 // MIPS
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_MIPSFPU16 0x0466 // MIPS
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_AXP64 IMAGE_FILE_MACHINE_ALPHA64
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_TRICORE 0x0520 // Infineon
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_CEF 0x0CEF
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_EBC 0x0EBC // EFI Byte Code
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_AMD64 0x8664 // AMD64 (K8)
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_M32R 0x9041 // M32R little-endian
- #define IMAGE_FILE_MACHINE_CEE 0xC0EE
NumberOfSections：该PE文件中有多少个节，也就是节表中的项数。
TimeDateStamp：PE文件的创建时间，一般有连接器填写。
PointerToSymbolTable：COFF文件符号表在文件中的偏移。
NumberOfSymbols：符号表的数量。
SizeOfOptionalHeader：紧随其后的可选头的大小。
Characteristics：可执行文件的属性，可以是下面这些值按位相或。
- #define IMAGE_FILE_RELOCS_STRIPPED 0x0001 // Relocation info stripped from file.
- #define IMAGE_FILE_EXECUTABLE_IMAGE 0x0002 // File is executable (i.e. no unresolved externel references).
- #define IMAGE_FILE_LINE_NUMS_STRIPPED 0x0004 // Line nunbers stripped from file.
- #define IMAGE_FILE_LOCAL_SYMS_STRIPPED 0x0008 // Local symbols stripped from file.
- #define IMAGE_FILE_AGGRESIVE_WS_TRIM 0x0010 // Agressively trim working set
- #define IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE 0x0020 // App can handle >2gb addresses
- #define IMAGE_FILE_BYTES_REVERSED_LO 0x0080 // Bytes of machine word are reversed.
- #define IMAGE_FILE_32BIT_MACHINE 0x0100 // 32 bit word machine.
- #define IMAGE_FILE_DEBUG_STRIPPED 0x0200 // Debugging info stripped from file in .DBG file
- #define IMAGE_FILE_REMOVABLE_RUN_FROM_SWAP 0x0400 // If Image is on removable media, copy and run from the swap file.
- #define IMAGE_FILE_NET_RUN_FROM_SWAP 0x0800 // If Image is on Net, copy and run from the swap file.
- #define IMAGE_FILE_SYSTEM 0x1000 // System File.
- #define IMAGE_FILE_DLL 0x2000 // File is a DLL.
- #define IMAGE_FILE_UP_SYSTEM_ONLY 0x4000 // File should only be run on a UP machine
- #define IMAGE_FILE_BYTES_REVERSED_HI 0x8000 // Bytes of machine word are reversed.
可以看出，PE文件头定义了PE文件的一些基本信息和属性，这些属性会在PE加载器加载时用到，如果加载器发现PE文件头中定义的一些属性不满足当前的运行环境，将会终止加载该PE。
另一个重要的头就是PE可选头，别看他名字叫可选头，其实一点都不能少，不过，它在不同的平台下是不一样的，例如32位下是IMAGE_OPTIONAL_HEADER32，而在64位下是IMAGE_OPTIONAL_HEADER64。为了简单起见，我们只看32位。
- typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
- WORD Magic;
- BYTE MajorLinkerVersion;
- BYTE MinorLinkerVersion;
- DWORD SizeOfCode;
- DWORD SizeOfInitializedData;
- DWORD SizeOfUninitializedData;
- DWORD AddressOfEntryPoint;
- DWORD BaseOfCode;
- DWORD BaseOfData;
- 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;
Magic：表示可选头的类型。
- #define IMAGE_NT_OPTIONAL_HDR32_MAGIC 0x10b // 32位PE可选头
- #define IMAGE_NT_OPTIONAL_HDR64_MAGIC 0x20b // 64位PE可选头
- #define IMAGE_ROM_OPTIONAL_HDR_MAGIC 0x107
MajorLinkerVersion和MinorLinkerVersion：链接器的版本号。
SizeOfCode：代码段的长度，如果有多个代码段，则是代码段长度的总和。
SizeOfInitializedData：初始化的数据长度。
SizeOfUninitializedData：未初始化的数据长度。
AddressOfEntryPoint：程序入口的RVA，对于exe这个地址可以
理解为WinMain的RVA。对于DLL，这个地址可以理解为DllMain的RVA，如果是驱动程序，可以理解为DriverEntry的RVA。当
然，实际上入口点并非是WinMain，DllMain和DriverEntry，在这些函数之前还有一系列初始化要完成，当然，这些不是本文的重点。
BaseOfCode：代码段起始地址的RVA。
BaseOfData：数据段起始地址的RVA。
ImageBase：映象（加载到内存中的PE文件）的基地址，这个基地址是建议，对于DLL来说，如果无法加载到这个地址，系统会自动为其选择地址。
SectionAlignment：节对齐，PE中的节被加载到内存时会按照这个域指定的值来对齐，比如这个值是0x1000，那么每个节的起始地址的低12位都为0。
FileAlignment：节在文件中按此值对齐，SectionAlignment必须大于或等于FileAlignment。
MajorOperatingSystemVersion、MinorOperatingSystemVersion：所需操作系统的版本号，随着操作系统版本越来越多，这个好像不是那么重要了。
MajorImageVersion、MinorImageVersion：映象的版本号，这个是开发者自己指定的，由连接器填写。
MajorSubsystemVersion、MinorSubsystemVersion：所需子系统版本号。
Win32VersionValue：保留，必须为0。
SizeOfImage：映象的大小，PE文件加载到内存中空间是连续的，这个值指定占用虚拟空间的大小。
SizeOfHeaders：所有文件头（包括节表）的大小，这个值是以FileAlignment对齐的。
CheckSum：映象文件的校验和。
Subsystem：运行该PE文件所需的子系统，可以是下面定义中的某一个：
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_UNKNOWN 0 // Unknown subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_NATIVE 1 // Image doesn‘t require a subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_GUI 2 // Image runs in the Windows GUI subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CUI 3 // Image runs in the Windows character subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_OS2_CUI 5 // image runs in the OS/2 character subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_POSIX_CUI 7 // image runs in the Posix character subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_NATIVE_WINDOWS 8 // image is a native Win9x driver.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CE_GUI 9 // Image runs in the Windows CE subsystem.
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_EFI_APPLICATION 10 //
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_EFI_BOOT_SERVICE_DRIVER 11 //
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_EFI_RUNTIME_DRIVER 12 //
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_EFI_ROM 13
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_XBOX 14
- #define IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_BOOT_APPLICATION 16
DllCharacteristics：DLL的文件属性，只对DLL文件有效，可以是下面定义中某些的组合：
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_DYNAMIC_BASE 0x0040 // DLL can move.
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_FORCE_INTEGRITY 0x0080 // Code Integrity Image
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NX_COMPAT 0x0100 // Image is NX compatible
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NO_ISOLATION 0x0200 // Image understands isolation and doesn‘t want it
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NO_SEH 0x0400 // Image does not use SEH. No SE handler may reside in this image
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NO_BIND 0x0800 // Do not bind this image.
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_WDM_DRIVER 0x2000 // Driver uses WDM model
- #define IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_TERMINAL_SERVER_AWARE 0x8000
SizeOfStackReserve：运行时为每个线程栈保留内存的大小。
SizeOfStackCommit：运行时每个线程栈初始占用内存大小。
SizeOfHeapReserve：运行时为进程堆保留内存大小。
SizeOfHeapCommit：运行时进程堆初始占用内存大小。
LoaderFlags：保留，必须为0。
NumberOfRvaAndSizes：数据目录的项数，即下面这个数组的项数。
DataDirectory：数据目录，这是一个数组，数组的项定义如下：
- typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY {
- DWORD VirtualAddress;
- DWORD Size;
- } IMAGE_DATA_DIRECTORY, *PIMAGE_DATA_DIRECTORY;
VirtualAddress：是一个RVA。
Size：是一个大小。
这两个数有什么用呢？一个是地址，一个是大小，可以看出这个数据目录项定义的是一个区域。那他定义的是什么东西的区域呢？前面说了，DataDirectory是个数组，数组中的每一项对应一个特定的数据结构，包括导入表，导出表等等，根据不同的索引取出来的是不同的结构，头文件里定义各个项表示哪个结构，如下面的代码所示：
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT 0 // Export Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT 1 // Import Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_RESOURCE 2 // Resource Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXCEPTION 3 // Exception Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_SECURITY 4 // Security Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC 5 // Base Relocation Table
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DEBUG 6 // Debug Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_ARCHITECTURE 7 // Architecture Specific Data
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_GLOBALPTR 8 // RVA of GP
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_TLS 9 // TLS Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_LOAD_CONFIG 10 // Load Configuration Directory
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT 11 // Bound Import Directory in headers
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IAT 12 // Import Address Table
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DELAY_IMPORT 13 // Delay Load Import Descriptors
- #define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_COM_DESCRIPTOR 14 // COM Runtime descriptor
看到这么多的定义，大家估计要头疼了，好不容易要把PE文件头学习完了，又“从天而降”一大波的结构。不用紧张，有了前面的知识，后面的部分就迎刃而解了。下一篇开始将沿着这个数据目录分解其余部分，继续关注哦~
PE文件结构详解（二）可执行文件头
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原文地址：http://www.cnblogs.com/milantgh/p/3947425.html
