Описанная подробно структура exe файла в операционной системе Windows: все компоненты и детали
EXE файл Windows — это основной исполняемый файл программы, содержащий в себе код, ресурсы и другие компоненты, необходимые для его корректного исполнения. Этот файл обладает огромным объёмом информации, который включает в себя многочисленные заголовки, сегменты, каталоги и различные структуры данных.
В начале файла находятся заголовки, которые включают в себя структуры, такие как PECOFF (Portable Executable Common Object File Format) заголовок и заголовок разделов. Они содержат важные сведения о версии файла, объёме памяти, используемой программой, начальной точке исполнения и других параметрах, необходимых для правильной работы программы.
Далее следует сегмент данных, в котором хранятся различные секции и ресурсы, включая код программы, таблицы импорта и экспорта, настройки и управление, используемые значения, а также пути файлов, необходимых для исполнения программы. Сегменты и их содержимое зависят от того, какие компоненты использует программа.
Основные компоненты exe файла включают в себя таблицы импорта и экспорта. Таблица импорта содержит информацию о функциях и атрибутах, используемых программой, которые требуют импорта из других модулей или библиотек. Эти функции и атрибуты хранятся в ячейках памяти, их значения указывают на местонахождение импортированных функций в памяти.
Таблица экспорта, наоборот, содержит информацию о функциях, которые могут быть использованы другими программами через данный exe файл. Для этого она хранится в заголовке и состоит из минимального набора байтов, начинающихся с имени экспортируемой функции и сдвигаясь через все доступные функции для чтения данной информации.
Также здесь хранятся каталоги, которые содержат подробное описание различных сегментов, используемых в программе. Например, каталог разделов содержит информацию о каждом разделе файла, включая его адрес в памяти, длину, тип и другие атрибуты. Это позволяет операционной системе правильно загружать файл в память и использовать его содержимое при выполнении программы.
Данная структура exe файла Windows является стандартной и используется для компиляции и исполнения большинства программ под управлением Windows. Однако стоит отметить, что есть и другие форматы файлов исполняемых программ, такие как файлы .NET, которые имеют свою собственную структуру и компоненты.
Использование в других операционных системах
В других операционных системах, таких как Linux или macOS, для запуска программного кода, предназначенного для Windows, можно использовать эмуляторы Windows. Одним из таких эмуляторов является Wine, который создает виртуальную среду, позволяющую запускать исполняемые файлы Windows. Это достигается путем эмуляции структуры и функций Windows API.
При запуске exe файла в эмуляторе Wine происходит анализ его содержимого. Структура файла и его компоненты анализируются с целью выполнения необходимых действий для корректного запуска программы. Например, в случае исполняемого файла Windows PE, эмулятор Wine будет анализировать заголовки файла, таблицу импорта и экспорта функций, а также другие элементы структуры файла.
Основной задачей эмулятора является перевод инструкций и вызовов функций Windows API, которые содержатся в программном коде, на соответствующие инструкции и функции операционной системы, на которой происходит запуск. Это позволяет программе, созданной для Windows, работать на других операционных системах.
Хотя эмуляторы Windows, такие как Wine, в значительной мере обеспечивают совместимость исполняемых файлов Windows с другими операционными системами, существуют некоторые ограничения. Например, эмулятор может не поддерживать все функции Windows API, которые используются в программе. Также возможны проблемы с совместимостью версий Windows API между различными операционными системами.
Кроме того, эмуляторы Windows ресурсоемки и требуют дополнительных компонентов для работы. Для установки и запуска эмулятора может потребоваться наличие различных зависимостей и библиотек, которые необходимо установить на операционной системе.
В целом, использование исполняемых файлов Windows на других операционных системах возможно, но требует дополнительных технических работ и настройки. Также необходимо учитывать, что основной целью разработки exe файлов является использование их на операционной системе Windows, поэтому некоторые функции и возможности могут работать некорректно или быть недоступными при запуске на других платформах.
Сигнатура
PE-формат имеет следующую структуру: он состоит из заголовков и секций. Заголовки содержат метаданные о файле, такие как идентификаторы, версии, таблицы и другие данные. Секции это блоки данных, содержащие исполняемый код, данные, ресурсы и другую информацию.
Один из главных заголовков PE-файла называется заголовком PE-файла или PE-заголовком. В этом заголовке содержится информация о PE-файле, такая как размеры секций, адреса в памяти, права доступа и другие параметры.
Другой важный элемент заголовка PE-файла – таблица импорта (Import Directory). Она содержит информацию о функциях и процедурах, которые используются в программе и которые не определены в данном PE-файле, но будут загружены при выполнении программы из других модулей.
PE-файлы также могут содержать таблицу экспорта (Export Directory), которая содержит информацию о функциях из данного PE-файла, которые могут быть использованы другими модулями.
PE-формат поддерживает различные форматы данных. Например, он может содержать ресурсную информацию, которая определяет иконки, строки, шрифты и другие ресурсы, используемые программой.
В PE-формате есть также таблица релокаций (Relocation Table), которая содержит информацию о переносимых адресах в коде программы. PE-формат использует относительные адреса, поэтому если PE-файл будет загружен в другую область памяти, адреса в коде программы должны быть скорректированы. Таблица релокаций содержит информацию о том, какие именно адреса должны быть изменены.
Еще одна важная часть PE-формата – метаданные. Метаданные представляют собой информацию о файле, которая может быть использована программой во время выполнения. Например, метаданные могут содержать информацию о версии файла, авторе, времени компиляции и других атрибутах.
PE-формат также содержит информацию об используемом процессоре и операционной системе. Эта информация называется информацией о целевой платформе (Target Platform info). Она определяет, для каких процессоров и операционных систем будет действительна данная программа.
PE-формат поддерживает также другие форматы и структуры, такие как 16-битный командный интерпретатор (16-bit Command Interpreter), таблица привилегий (Access Control Table), байты данных (Data Bytes), таблица описателей (Description Table) и другие.
PE-формат является одним из основных форматов исполняемых файлов в операционных системах Windows. Именно он используется в большинстве exe-файлов, которые выполняются под управлением Windows. Кроме того, PE-формат поддерживается и другими операционными системами, такими как ReactOS.
Таблица экспорта
Таблица экспорта представляет собой кладовку данных, которая включает следующую информацию:
- Номер и адрес записи таблицы экспорта
- Адрес функций и переменных
- Имена функций и переменных в виде строк
Данные таблицы экспорта хранятся в форме полей фиксированной длины, обычно двухбайтовое число (dword) и адреса функций. В таблице экспорта записи упорядочены по возрастанию адресов исполняемых файлов, включая входе в процесс линковке. Последнем элементом таблицы экспорта является программу-заглушку, которая исполняется при обращении к функции, импортированной из таблицы экспорта.
Использование таблицы экспорта в exe-файлах позволяет программам импортировать функции и переменные из других exe-файлов. В истории программирования Windows часто использовался способ создания библиотеки DLL, в которой содержатся функции и переменные, а также таблицы экспорта для импорта этой функциональности в другие программы.
В системах Windows, таблица экспорта содержит метаданные о том, какие функции и переменные могут быть использованы другими программами. При загрузке программного кода с помощью таблицы экспорта, система может использовать адреса функций для вызова соответствующих функций во время работы.
Таблица экспорта также может содержать дополнительные параметры для передачи данных во время выполнения операций. Эти параметры обычно хранятся в дополнительных полях таблицы экспорта и могут быть использованы для передачи дополнительных данных или настройки программы.
В современных системах, таких как ReactOS, таблица экспорта может включать также информацию о языке кода, которым был написан исполняемый файл. Это позволяет системе находить и загружать правильные библиотеки в соответствии с языком программы.
Отметим, что таблица экспорта в системах Windows используется наоборот, чтобы заранее определить, какие функции и переменные будут предоставлены другим программам. В то время как в других системах, таких как Linux, таблица экспорта часто используется для определения, какие функции и переменные могут быть импортированы для использования в программе.
Видео:
Урок № 17 Создание exe-файла
Урок № 17 Создание exe-файла by Светлана Саяпина 934 views 7 years ago 3 minutes, 45 seconds