深入了解CLR的加载过程

我们知道，.net编译器在生成托管代码时会将一些重要信息写入PE文件的header和.text section(后边我会介绍这些写入程序集的重要信息是什么)，本文介绍当我们双击一个托管代码写的exe程序时发生的事情。

以下说明所使用的工具是VS2005+sos.dll，示例程序代码如下：

那么CLR是如何被加载的呢？

1、当你双击一个.exe文件时，Windows操作系统提供的PE Loader会将该exe文件载入内存；

(1)、首先明确一点，PE Loader问什么能加载exe文件呢？因为exe文件就是一种PE文件，PE(Portable Execute)文件是微软Windows操作系统上的程序文件，
EXE、DLL、OCX、SYS文件以及COM组件都是PE文件。

(2)、有必要了解一下PE文件的结构：

图 1

1) Dos stub

由100个左右的字节所组成，用来输出类似“这个程序不能在DOS下运行！”这样的错误信息；

2) PE Signature

DWORD类型，PE文件签名，用来表示这是个PE文件，用ASCII码表示；

3) File Header

包含PE文件最基本信息，通过dumpbin可以看到，如图2所示从这里可以看到：CPU类型为14c，是Intel I386、I486或者I586；section的数量为2；链接器产生这个文件的日期；COFF符号表的文件偏移量，为0；COFF符号表的符号数目，为0；Optional Header的大小。

4) Optional Header

用来存储除了基本信息以外的其他重要信息，具体含义大家可以查阅PE文件格式的相关资料，我这里对一些关心的域根据图3进行一下说明：

-- entry point，指明这个PE文件的入口地址，是一个RVA(相对虚拟地址)；

-- base of code，代码块起始地址的RVA，在内存中，代码块通常在PE首部之后，数据块之前；

-- base of data，数据块；

-- image base，PE文件被链接器重定位后的内存地址，可以是链接器优化，节省载入时间和空间；

-- subsystem，可执行文件的用户界面使用的子系统类型。具体值的含义为：

1不需要子系统（比如设备驱动）

2在Windows图形用户界面子系统下运行

3在Windows字符子系统下运行（控制台程序）

5在OS/2字符子系统下运行（仅对OS/2 1.x）

7在Posix字符子系统下运行

所以可以看到我们的程序是一个控制台程序。

--最后定义了一些数据目录，具体内容不再赘述。

图 3

5)section header

Section header可以有一个或多个，见图4、图5、图6。

-- name，表示这个section的名字，例如这个section的名字为.text；

-- virtual address，保存section中数据被载入内存后的RVA；

-- file pointer to raw data，从文件开头到section中数据的偏移量。

图 4

-- Section的原始数据

图 5