PE格式深入浅出之RAV,AV,ImageBase之间的关系

PE header 的正式命名是 IMAGE_NT_HEADERS。再来回忆一下这个结构。

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT
    Signature dd ?
    FileHeader IMAGE_FILE_HEADER <>
    OptionalHeader IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 <>
IMAGE_NT_HEADERS ENDS

Signature PE标记，值为50h, 45h, 00h, 00h（PE/0/0）。
FileHeader 该结构域包含了关于PE文件物理分布的一般信息。
OptionalHeader 该结构域包含了关于PE文件逻辑分布的信息。

上一节我们讲了FileHeader，强调了这个结构中有一个属性用来指定创建的节的数量，现在我们来看最后一个OptionalHeader，这里是 PE header 中最后、最大或许也是最重要的成员。optional header 结构是 IMAGE_NT_HEADERS 中的最后成员。包含了PE文件的逻辑分布信息。该结构共有31个域，一些是很关键，另一些不太常用。这里只介绍那些真正有用的域。图示如下：

也许有人问了，上面的参数那么多，我怎么看得懂啊？如果您想看懂，就必须先要清楚以下几个基础点：

1.        在运行一个可执行文件时，将它装载入内存中，主要就是将一个PE文件的某一部分映射到地址空羊中。这样，PE文件的数据结构在磁盘和内存中就是一样的了（windows加载器遍历PE文件并决定文件的哪一部分被映射）。

2.        文件偏移地址（或物理地址）：当PE文件存储在磁盘上时，各个数据的地址。一般我们用16进制编辑工具打开后显示的就是。

3.        虚拟地址：由于windows运行在保护模式下，所以程序访问存储器所使用的逻辑地址就是偏移地址，简称VA，又称为内存偏移地址。

4.        虚拟地址为什么一定要转化为物理地址的原因：
计算机中的物理内存是字节的线性数组，每字节具有一个唯一的物理地址；程序中的地址是由两部分构成的逻辑地址。这种逻辑地址并不能直接用于访问物理内存，而需要使用地址变换机制将它变换或映射到物理内存地址上。内存管理机制即用于将这种逻辑地址转换成物理内存地址。那么我们要修改时，就需要将物理地址映射到虚拟地址了。

5.        基地址：程序运行时，被映射到程序指定内存处。内存处的起始地址就是基地址。

6.        相对虚拟地址（RVA）:是指相对于基地址的偏移量。RVA 代表相对虚拟地址。简言之，RVA是虚拟空间中到参考点的一段距离。我打赌您肯定熟悉文件偏移量: RVA就是类似文件偏移量的东西。当然它是相对虚拟空间里的一个地址，而不是文件头部。

7.        为什么PE文件格式要用到RVA呢? 这是为了减少PE装载器的负担。因为每个模块多有可能被重载到任何虚拟地址空间，如果让PE装载器修正每个重定位项，这肯定是个梦魇。相反，如果所有重定位项都使用RVA，那么PE装载器就不必操心那些东西了: 它只要将整个模块重定位到新的起始VA。这就象相对路径和绝对路径的概念: RVA类似相对路径，VA就象绝对路径。

VA,RVA,基址关系可描述如下：

VA=RVA+基址

以上可用图描述如下：

从图中我们可以看到：（假设物理地址与VA的差值为器k）

物理地址（文件偏移地址）＝RVA－k;

物理地址（文件偏移地址）＝VA－基地址－k;

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