EXEファイルの内部構造（PEヘッダ）

Windows実行ファイル「EXE」の謎に迫る第2回

更新日: 2006/09/20
公開日: 2006/06/23

ポスト

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32構造体

　次は、同じくIMAGE_NT_HEADERS32に定義されている、IMAGE_OPTIONAL_HEADER32構造体について解説します。IMAGE_OPTIONAL_HEADER32構造体の定義内容は次のとおりです。

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32構造体

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
    //
    // Standard fields.
    //

    WORD    Magic;
    BYTE    MajorLinkerVersion;
    BYTE    MinorLinkerVersion;
    DWORD   SizeOfCode;
    DWORD   SizeOfInitializedData;
    DWORD   SizeOfUninitializedData;
    DWORD   AddressOfEntryPoint;
    DWORD   BaseOfCode;
    DWORD   BaseOfData;

    //
    // NT additional fields.
    //

    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;

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32構造体の各メンバについて

Magic

Magicにはマジックナンバーとなる値を指定します。何度も繰り返しますが、EXE内部には、シグネチャやマジックナンバーなどを始めとした「お決まりのルール」が多くあります。ここには、0x10Bを指定しておけば間違いありません（MSDNには0x107を指定するとROMイメージになると記載されています）。

MajorLinkerVersion、MinorLinkerVersion

MajorLinkerVersion、MinorLinkerVersionはリンカのバージョンです。例えば、Visual C++ 6.0などでコンパイルされたEXEファイルは、MajorLinkerVersion=6、MinorLinkerVersion=0などとなっています。

SizeOfCode

SizeOfCodeにはコードセクションのサイズを格納します。コードセクションとは、すなわち、ネイティブコードを保持するセクションのことを言います。

SizeOfInitializedData

SizeOfInitializedDataは初期化されたデータセクションのサイズです。一般的には、int a=10;など、初期値があらかじめ格納されているグローバル変数領域の割り当て用のバッファを「初期化されたデータセクション」とします。

SizeOfUninitializedData

SizeOfUninitializedDataは、SizeOfInitializedDataとは逆に、初期化されていないデータセクションのサイズです。多くの場合、0が指定されています。

AddressOfEntryPoint

AddressOfEntryPoint、このメンバはかなり重要です。コードセクションのどの位置からプログラムを開始するのかのエントリーポイントを格納します。エントリーポイントは、イメージベースからの相対オフセット値となります。イメージベースについてはImageBaseメンバで解説します。

BaseOfCode

BaseOfCodeはメモリにロードされたときのコードセクションの位置です。ファイル位置ではないので、注意が必要です。

BaseOfData

BaseOfDataはメモリにロードされたときのデータセクションの位置です。こちらもファイル位置ではないので、注意が必要です。

ImageBase

ImageBaseにはイメージベースの値を指定します。イメージベースとは、プロセスメモリ（0x00000000～0xFFFFFFFF）のどの位置にEXEファイルのイメージをロードするのかを取り決めた値です。64KBの倍数でなければならないのですが、一般的なEXEファイルでは0x00400000を指定します。その他、次のような値が指定されることがあります。

0x00400000 …… 一般的なWindowsのEXEファイル
0x10000000 …… DLLファイル
0x00010000 …… Windows CEのEXEファイル

SectionAlignment

SectionAlignmentには、各セクションがメモリにロードされるときの境界をバイト単位で指定します。大きすぎるとアライメントを行うためのNULL空間が大きくなってしまうので、0x1000などの適度の値を指定しておきます。

FileAlignment

SectionAlignmentメンバがメモリ内におけるアライメントを指定したのに対し、FileAlignmentではファイル上のアライメントを指定します。この値も0x1000などとしておくのが一般的ではあるのですが、2KBなどの極小EXEファイルを作りたい場合は、0x100などとすると効果的です。

MajorOperatingSystemVersion、MinorOperatingSystemVersion

MajorOperatingSystemVersion、MinorOperatingSystemVersionは、必要なOSのバージョンです。OSのバージョンといっても、Windows 2000やWindows XPのみを指定するわけにはいかないので、時代をさかのぼってバージョンを指定しましょう。そもそも、Windows 95で動くアプリケーションはWindows XPで動作しても良いはずです。

ここで指定するバージョンは、Windowsのバージョンというよりも、Win32そのもののバージョンと言った方が良いのかもしれません。Windows 95～Windows XPは、Windows 3.1の後継の命令セットを持っているということで、OSのバージョンは4.0と指定します。ほとんどのEXEファイルは、MajorOperatingSystemVersion=4、MinorOperatingSystemVersion=0となっています。

MajorImageVersion、MinorImageVersion

MajorImageVersion、MinorImageVersionはEXEファイルのバージョンです。アプリケーションのバージョンを指定しておけば問題ないでしょう。この値はアプリケーションの動作に支障をきたすことがないため、面倒臭がりなコンパイラを利用すると、デフォルトで0が格納されることがあります。

MajorSubsystemVersion、MinorSubsystemVersion

MajorSubsystemVersion、MinorSubsystemVersionはサブシステムのバージョンです。先ほどのOSのバージョンとほとんど同じ意味なので、4.0を指定しておけば間違いありません。ちなみに、Windows XPのサブシステムのバージョンは5.1なので、これよりも大きな値（5.2など）を指定すると、「有効なWin32イメージではありません」というエラーが出て、アプリケーションが起動できなくなります。Visual C++では、「/SUBSYSTEM リンカオプション」で、この値を指定できます。

数年前まで、Win32VersionValueはReserveという「将来のために予約されたメンバ」でした。このメンバに関する詳しい資料が見つからないため、定かなことは言えませんが、Win32のバージョン番号を指定するようです。0を指定おいても問題ありません。

SizeOfImage

SizeOfImageはメモリ上にロードされたときのEXEイメージの総バイト数です。Windows 9xではこの値を評価することはあまり無いようなのですが、Windows 2000/XPなどではこの値を元にメモリ確保を行うので、正確な値を指定する必要があります。

SizeOfHeaders

SizeOfHeadersにはヘッダ情報の総バイト数を指定します。

CheckSum

CheckSumにはチェックサムを指定します。一般的なEXEファイルではチェックが行われないので0を指定しておいても問題ありません。ブート時にロードされるものがDLL、DLLサーバーの場合には、正確なチェックサムを指定する必要があるようです。

Subsystem

Subsystemには表3で示す値のいずれかを指定します。この値一つでCUI、GUI、またはその他アプリであるのかが決まります。

表3 サブシステムを示すフラグ

名前	値	説明
`IMAGE_SUBSYSTEM_UNKNOWN`	0	未知のサブシステムです。
`IMAGE_SUBSYSTEM_NATIVE`	1	デバイスドライバ、およびWindows NTネイティブのプロセスのために使用されます。
`IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_GUI`	2	Windowsグラフィカルユーザーインタフェース（GUI）サブシステム内で実行されるイメージです。
`IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CUI`	3	Windowsの文字サブシステム内で実行されるイメージです。
`IMAGE_SUBSYSTEM_POSIX_CUI`	7	Posix文字サブシステム内で実行されるイメージです。
`IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_CE_GUI`	9	Windows CE上で実行されるイメージです。

DllCharacteristics

DllCharacteristicsはDLL特性に関する値を指定するものですが、一般的には0で問題ないようです。

SizeOfStackReserve、SizeOfStackCommit

SizeOfStackReserve、SizeOfStackCommitには、それぞれスタックサイズ、コミットするスタックサイズを指定します。ローカル変数などで大きな値を指定するとプログラムが落ちてしまうという現象は、SizeOfStackReserveメンバやSizeOfStackCommitメンバが関係しています。