Is it possible to write a valid PE file from memory to disk?

I’m working on a project where I want to create a new executable file by copying the sections of a running PE (Portable Executable) file from memory to disk using C on Windows. However, I’m running into issues when I try to run the output file, which results in an “invalid access to memory” error.

Here’s my approach:

// current base address
IMAGE_DOS_HEADER* dosHeader = (IMAGE_DOS_HEADER*)hModule;
IMAGE_NT_HEADERS* ntHeaders = (IMAGE_NT_HEADERS*)((BYTE*)hModule + dosHeader->e_lfanew);
IMAGE_FILE_HEADER* fileHeader = &ntHeaders->FileHeader;
IMAGE_OPTIONAL_HEADER* optionalHeader = &ntHeaders->OptionalHeader;

unsigned char* buffer = (unsigned char*)malloc(optionalHeader->SizeOfImage);
memset(buffer, 0, optionalHeader->SizeOfImage);

// Copy the headers
memcpy(buffer, dosHeader, dosHeader->e_lfanew + sizeof(IMAGE_NT_HEADERS));

// Copy each section
IMAGE_SECTION_HEADER* sectionHeader = (IMAGE_SECTION_HEADER*)(ntHeaders + 1);
for (int i = 0; i < fileHeader->NumberOfSections; i++) {
    memcpy(buffer + sectionHeader[i].VirtualAddress,
           (BYTE*)hModule + sectionHeader[i].PointerToRawData,
           sectionHeader[i].SizeOfRawData);
}

Then I write it to disk using the WriteFile() API.

New contributor

MasterYii is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

5

after PE, is loaded im memory, it was modified, import resolved and data pointed by FirstThunk was modified to real api addresses, when it on disk must point to IMAGE_IMPORT_BY_NAME or equal to ordinal. so how minimum you must fix import – copy context of OriginalFirstThunk to FirstThunk. however relocations not is problem. all what need, that pinth->OptionalHeader.ImageBase was corresponded to the real image base on which it was already loaded and for which the relocations was made. and windows by self adjust OptionalHeader.ImageBase to new correct base.
after import, PE can have delay import, which also need fix, in case it already resolved. global variables can be modified, __security_cookie – it must be 0x2B992DDFA232 at begin or LdrInitSecurityCookie fail, etc. we can fix almost all, except global variables, which we dont know in general how fix to initial values


demo code (no range/errors checks)

#include <delayimp.h>

ULONG GetImageSize(PIMAGE_NT_HEADERS pinth)
{
    if (DWORD NumberOfSections = pinth->FileHeader.NumberOfSections)
    {
        PIMAGE_SECTION_HEADER pish = IMAGE_FIRST_SECTION(pinth);

        ULONG MaxOffset = 0;
        do 
        {
            if (DWORD SizeOfRawData = pish->SizeOfRawData)
            {
                ULONG u = pish->PointerToRawData + SizeOfRawData;
                if (MaxOffset < u)
                {
                    MaxOffset = u;
                }
            }
        } while (pish++, --NumberOfSections);

        return MaxOffset;
    }

    return 0;
}

void copyThunks(PVOID BaseAddress, ULONG OriginalFirstThunk, ULONG FirstThunk)
{
    if (OriginalFirstThunk && FirstThunk)
    {
        union {
            PVOID pv;
            PULONG_PTR pu;
        };
        union {
            PVOID qv;
            PULONG_PTR qu;
        };

        pv = RtlOffsetToPointer(BaseAddress, OriginalFirstThunk); 
        qv = RtlOffsetToPointer(BaseAddress, FirstThunk);

        ULONGLONG u;
        do 
        {
            *qu++ = u = *pu++;
        } while (u);
    }
}

void FixImport(PVOID BaseAddress)
{
    DWORD s;
    if (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR piid = (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)
        RtlImageDirectoryEntryToData(BaseAddress, FALSE, IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT, &s))
    {
        while (piid->Name)
        {
            copyThunks(BaseAddress, piid->OriginalFirstThunk, piid->FirstThunk);
            piid++;
        }
    }
}

void FixDelayImport(PVOID BaseAddress)
{
    DWORD s;
    if (ImgDelayDescr* piid = (ImgDelayDescr*)
        RtlImageDirectoryEntryToData(BaseAddress, FALSE, IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DELAY_IMPORT, &s))
    {
        while (piid->rvaDLLName)
        {
            if (dlattrRva & piid->grAttrs)
            {
                copyThunks(BaseAddress, piid->rvaUnloadIAT, piid->rvaIAT);
            }
            piid++;
        }
    }
}

void ImageToLine(PVOID ImageBase, PCWSTR pszFileName)
{
    PIMAGE_NT_HEADERS pinth = RtlImageNtHeader(ImageBase);

    if (ULONG s = GetImageSize(pinth))
    {
        if (PVOID BaseAddress = VirtualAlloc(0, s, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE))
        {
            memcpy(BaseAddress, ImageBase, pinth->OptionalHeader.SizeOfHeaders);

            if (DWORD NumberOfSections = pinth->FileHeader.NumberOfSections)
            {
                PIMAGE_SECTION_HEADER pish = IMAGE_FIRST_SECTION(pinth);

                do 
                {
                    if (DWORD SizeOfRawData = pish->SizeOfRawData)
                    {
                        memcpy((PBYTE)BaseAddress + pish->PointerToRawData, 
                            (PBYTE)ImageBase + pish->VirtualAddress, 
                            min(SizeOfRawData, pish->Misc.VirtualSize));
                    }
                } while (pish++, --NumberOfSections);
            }

            FixImport(BaseAddress);
            FixDelayImport(BaseAddress);

            ULONG size;
            if (PIMAGE_LOAD_CONFIG_DIRECTORY picd = (PIMAGE_LOAD_CONFIG_DIRECTORY)
                RtlImageDirectoryEntryToData(BaseAddress, FALSE, IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_LOAD_CONFIG, &size))
            {
                if (RTL_SIZEOF_THROUGH_FIELD(IMAGE_LOAD_CONFIG_DIRECTORY, SecurityCookie) <= size &&
                    RTL_SIZEOF_THROUGH_FIELD(IMAGE_LOAD_CONFIG_DIRECTORY, SecurityCookie) <= picd->Size)
                {
                    if (ULONG_PTR* psq = (ULONG_PTR*)RtlAddressInSectionTable(
                        pinth, BaseAddress, RtlPointerToOffset(ImageBase, picd->SecurityCookie)))
                    {
                        *psq = 0x2B992DDFA232;
                    }
                }
            }

            HANDLE hFile = CreateFileW(pszFileName, FILE_APPEND_DATA, 0, 0, CREATE_ALWAYS, 0, 0);
            if (INVALID_HANDLE_VALUE != hFile)
            {
                WriteFile(hFile, BaseAddress, s, &s, 0);
                CloseHandle(hFile);
            }

            VirtualFree(BaseAddress, 0, MEM_RELEASE);
        }
    }
}

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật