Как импортировались DLL функции в 16-битных Windows?

Это перевод How were DLL functions imported in 16-bit Windows? Автор: Реймонд Чен.

В прошлый раз я рассказал о том, как экспортировались функции в 16-битных Windows. Сегодня мы посмотрим на их импорт.

Каждый раз, когда сегмент загружается с диска в память, сначала читается raw-содержимое сегмента с диска, а затем применяются relocation-правки. Правка для импортируемой функции состоит из имени целевой DLL, целевой функции (либо её имени, либо номера), и позиции первого места в сегменте, где нужно произвести правку. Все импортируемые адреса являются far-адресами, поскольку они ссылаются на другой сегмент (почему? если бы они были в том же сегменте, то это означало бы, что они расположены в той же DLL, так что это получился бы импорт функции из самого себя!). На 16-битных Windows дальний указатель занимает 4 байта (двухбайтовый селектор и двухбайтовое смещение), а поскольку точный адрес функции не известен в момент компиляции DLL, то эти 4 байта являются просто заглушками - они помещаются в файл с тем, чтобы быть заполненными настоящими значениями в run-time, когда будет получен адрес импортируемой функции. И эти байты заглушек служат двойной цели.

Все вызовы сегмента одной и той же импортируемой функции связываются в список; запись в relocation таблице ссылается только на первый элемент этого списка. А что насчёт остальных вызовов? На них указывают заглушки! К примеру, предположим, что у нас есть сегмент, который требует две правки для функции GetPrivateProfileInt, которая является функцией ядра с номером 127. Тогда в relocation таблице будет создана одна запись, которая говорит: "этот сегмент требует функцию номер 127 из KERNEL; начало по смещению 01D1". Копия сегмента на диске может выглядеть так:

...
01D0	9A
01D1	FE
01D2	01
01D3	00
01D0	00
...
01FD	9A
01FE	FF
01FF	FF
0200	00
0201	00
...

Чтобы применить правку, мы вызываем GetProcAddress для получения настоящего адреса функции 127. Затем мы идём к месту первой правки (это место со смещением $01D1), записываем в него адрес, а затем смотрим на значение, которое мы только что перезаписали (конечно, мы должны его сохранить перед записью). Это значение равно $01FE, поэтому мы идём к месту по смещению $01FE и снова записываем адрес. Перезаписанное значение равно $FFFF, что означает конец цепочки правок.

Но что если вызов GetProcAddress будет неудачным? (к примеру - в KERNEL нет никакой функции 127). Тогда вместо записи адреса целевой функции, загрузчик запишет адрес специальной функции-заглушки, которая вызывает фатальную ошибку "Call to Undefined Dynalink".

Okей, это было краткое введение в импорт и экспорт функций в 16-битных Windows. В следующий раз мы посмотрим на переход на 32-битные Windows и решения дизайна, которые сформировали новую модель экспорта-импорта.