所有PE节都加载到内存中的相同基地址吗？如果没有，PIC代码如何找到其他部分的数据？

Question

所有PE节都加载到内存中的相同基地址吗？如果没有，PIC代码如何找到其他部分的数据？

例如，假设我有如下代码：

.text
   mov rax, myData
.data
   myData: ...

对于 PIC 代码，

mov

必须使用相对寻址。我明白这是如何工作的，如果

VA(.data) - FileOffset(.data) == VA(.text) - FileOffset(.text)

。 Windows PE 加载程序可以保证这一点吗？如果没有，像上面这样的 PIC 代码如何找到

myData

的相对地址？

Answer 1

在 Windows（或 UEFI）中加载 DLL 或 EXE 时，操作系统会为程序的内存映射选择一个“基地址”。程序中的所有内存地址（全局变量、函数）都相对于该基地址定位，在 Win32 文档中称为“图像基地址”。 PE 部分也以相对于该图像库的偏移量加载。以下是 Windows notepad.exe 中的示例，使用

dumpbin /headers

:

SECTION HEADER #2
  .rdata name
    92A8 virtual size
   26000 virtual address (0000000140026000 to 000000014002F2A7)
    9400 size of raw data
   24A00 file pointer to raw data (00024A00 to 0002DDFF)
       0 file pointer to relocation table
       0 file pointer to line numbers
       0 number of relocations
       0 number of line numbers
40000040 flags
         Initialized Data
         Read Only

加载到内存中后，记事本 

.rdata

部分的内容将加载到

image_base + 0x26000

。因为每个部分都相对于相同的图像基地址，所以加载图像中任意两点之间的距离始终是一个常数。

注意：同一图像中任意两点之间的距离恒定仅适用于

loaded

图像。在磁盘上，PE文件经常会省略空白区域，并且有对齐的考虑。 现在回到您的汇编代码。您编写的代码与位置无关。当您这样编写时，将会应用运行时修复（“重定位”）来使对

myData

的引用起作用。一个更好的例子是使用 x86-64 的 RIP 相对寻址模式：

.text
   lea rax, [myData]
.data
   myData: ...

这由汇编器翻译为 

lea rax, [rip + ???]

。链接器用 ??? 填充此内容。成为

myData

和

lea

指令之间的距离（实际上是紧随其后的指令的地址）。因为这样的距离是恒定的，所以 DLL 中的这条指令会被硬编码，不需要重新定位。

现代操作系统的程序加载器都是这样工作的，但有特定于操作系统的怪癖。