【问题标题】:Are .NET DLLs/EXEs PE confomant?.NET DLL/EXE 是否符合 PE 标准?
【发布时间】:2019-07-07 16:22:22
【问题描述】:

出于兴趣,我一直在检查 .NET DLL,使用 ECMA-335 作为参考,据我所知,我犯了一个严重的错误,因为它似乎是错误的。我的错误来自这样一个事实,即 PE 文件头没有在 PE 签名之后立即出现。

ECMA-335 声明:

"II.25.2.2 PE文件头
PE 签名之后是 PE 文件头,包含以下内容:

偏移大小字段说明
0 2
机器总是 0x14c。”

现在,当我使用以下代码时,这适用于普通的非托管 DLL 和 EXE。

unsafe static void Stuff(Stream stream, byte[] buf)
{
    int read = stream.Read(buf, 0, 1024);
    // skip the first 128 bytes 
    // since that's the header 
    fixed (byte* ptr = buf)
    {
        // get the position of the signature?
        int PEHeaderStart = *(int*)(ptr + 0x3c);
        char PEsig1 = (char)*(ptr + PEHeaderStart); // P
        char PEsig2 = (char)*(ptr + PEHeaderStart + 1); // E
        char PEsig3 = (char)*(ptr + PEHeaderStart + 2); // \0
        char PEsig4 = (char)*(ptr + PEHeaderStart + 3); // \0 

        ushort machine = *(ushort*)(ptr + PEHeaderStart + 4);
        ushort noSections = *(ushort*)(ptr + PEHeaderStart + 6);

        uint secondsFrom1970 = *(uint*)(ptr + PEHeaderStart + 8);
        DateTime timeOfCreation = new DateTime(1970, 1, 1) + new TimeSpan((long)secondsFrom1970 * 1000 * 10000);

        uint pointerToSymbolTable = *(uint*)(ptr + PEHeaderStart + 12);
        uint numberOfSymbols = *(uint*)(ptr + PEHeaderStart + 16);
        ushort sizeOfOptionalHeader = *(ushort*)(ptr + PEHeaderStart + 20);

        ushort characteristics = *(ushort*)(ptr + PEHeaderStart + 22);

        // flags from characteristics 
        bool IMAGE_FILE_RELOCS_STRIPPED = (characteristics & 0x0001) == 1;
        bool IMAGE_FILE_EXECUTABLE_IMAGE = (characteristics & 0x002) == 1;
        bool IMAGE_FILE_32BIT_MACHINE = (characteristics & 0x0100) == 1;
        bool IMAGE_FILE_DLL = (characteristics & 0x2000) == 1;

        int optionalHeaderStart = PEHeaderStart + 24;

        // PE optional header 
        ushort magic = *(ushort*)(ptr + optionalHeaderStart);
        byte lmajor = *(ptr + optionalHeaderStart + 2);                
        byte lminor = *(ptr + optionalHeaderStart + 3);

        uint codesize = *(uint*)(ptr + optionalHeaderStart + 4);
    }
}

机器号是幻数,timeOfCreation 有意义,PE 可选标头中的幻数是正确的。在0x3c指定的指针处,签名'PE\0\0'在那里,PE文件头紧随其后。

但是,当我尝试检查 .NET 托管的 DLL 时,我可以成功找到签名“PE\0\0”,但 PE 文件头不会立即出现。所以我后来得到的数字是垃圾。当机器编号为 34404 (0x8664) 而不是 ECMA-335 所说的 332 (0x14C) 时,这一点变得很明显。

我一定是做错了什么,或者没有阅读特定部分,但我现在无法弄清楚那是什么。

【问题讨论】:

  • 规范有点过时,0x8664 实际上是sensible number
  • 托管 (.net) 程序集是 PE,我已经解析/检查了很多。他们是PE。你刚刚遇到一个 PE32+,它是 PE 格式的扩展,用于处理 64 位代码。

标签: c# .net dll clr


【解决方案1】:

它们符合 PE,但是,它们不包含合理的机器指令。尝试在其中一个上运行dumpbin /disasm。你会看到它试图将 IL 代码解释为机器指令,这会给你带来无意义的结果。例如:

Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.16.27026.1
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.


Dump of file hello.exe

File Type: EXECUTABLE IMAGE

  00402000: 80 23 00           and         byte ptr [ebx],0
  00402003: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  00402005: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  00402007: 00 48 00           add         byte ptr [eax],cl
  0040200A: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  0040200C: 02 00              add         al,byte ptr [eax]
  0040200E: 05 00 68 20 00     add         eax,206800h
  00402013: 00 E4              add         ah,ah
  00402015: 02 00              add         al,byte ptr [eax]
  00402017: 00 01              add         byte ptr [ecx],al
  00402019: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  0040201B: 00 01              add         byte ptr [ecx],al
  0040201D: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  0040201F: 06                 push        es
  00402020: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  00402022: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  00402024: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  00402026: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  00402028: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  0040202A: 00 00              add         byte ptr [eax],al
  0040202C: 00 00              add         byte ptr [eax],al

不过,这很好,因为 Windows 加载程序 knows how to load .NET assemblies 会解析并运行托管代码。

【讨论】:

  • 他们肯定是,但似乎 .net 与 ECMA-335 不同(似乎已经过时)?
  • 请注意,它们包含本机指令。 PE 入口点必须始终指向旧操作系统的 x86 指令。实际上,那里通常会调用 MSCOREE.dll 解释器(链接中的修复内容)。 Windows 加载程序是跳过调用的优化。此外,PE 中的 .NET 标头指定了程序集的 EP(在所有存在的方法中,哪个方法是 main 方法)并且此 EP 可以是本机的(即 x86 指令)。
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