基礎から覚える 最新OSのアーキテクチャー 第13回

ARM版Windows 8実現の布石となったWindows 7の「MinWin」

図1 エクスポートセクションの仕組み

　次にある「Export Name Pointer Table」は、関数の名前となる文字列を保存している「Export Name Table」内の、各関数名の先頭位置を表にしたものだ。これを順番に見ていけば、関数の名前をすべて得られる。

　最後の「Export Ordinal Number Table」は、Export Name Tableと対になっていて、同じ位置にある関数名に対応する序数を保存してある。これを使うことで、名前から序数が得られる。

　関数が名前で指定されている場合、WindowsはExport Name Pointer Tableの要素が指し示す、Export Name Table内の文字列をひとつひとつ照合していく。n番目の要素が一致したら、Export Ordinal Number Tableからn番目の要素を取り出す。これが序数となる。一方Export Address TableのX番目の要素は、序数Xに対応しているため、序数がわかればExport Address Tableを見て、関数の開始アドレスを得られるわけだ。

バージョンアップでDLLが変わったらどうなる？

　APIの呼び出し先としてDLLを見た場合、Windowsのバージョンが変わっても、同じDLL名や関数名(または序数)でアクセスできなければならない。しかしそうなると、DLLの変更は困難になる。「序数が変わったら今までのアプリケーションからはアクセスできなくなりました」では困るわけだ。

　そのためDLLには、「フォワード」という機構がある(図2)。これは、Export Address Tableが指すアドレスが関数の開始位置ではなく、ほかのDLLの名前と関数名(または序数)を表した文字列になっている。この場合、Windowsは、アドレスが実行コードのセクションにあるのか、そうでないのかを見て、飛び先が関数なのか、ほかのDLL名なのかを判断する。

図2 Export Address Tableに格納されているアドレスがコードセクションにあれば、それは関数を意味する。コードセクションにない場合には、ほかのDLLへの転送と解釈されて、アドレスは「DLL名.関数名」などを表現する文字列として解釈される

　Export Address Table内のアドレスがコードセクションではなかった場合、Windowsは、これを「次のDLLの名前と関数名(を表す文字列)」だと解釈する。こうしておけば、例えばOSカーネル内部の関数名などが変わっても、アプリケーションから見えるDLL名や関数名を、一定にしておくことができる。

　なお、メモリー内にDLLが読み込まれると、各関数の開始アドレスが確定する。OSカーネルはこのときに、関数のアドレスを記録しておく。呼び出し側はOSが記録したアドレスを受け取って、関数を呼び出す形となる。フォワードの場合には、転送先のDLLもメモリーに読み込まれて各関数のアドレスが確定するので、これが呼び出し側に渡される。この部分は、EXEファイルのインポートセクションが関係しているが、今回のテーマとは外れるので割愛する。