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[原创图文] CPU异常与软件模拟异常调用流程与区别

发表于 2021-1-25 20:47:28 | 查看: 5243| 回复: 1

本帖最后由 Print动于 2021-1-25 20:50 编辑

****************本帖为个人学习笔记，若有错误内容，请各位大佬指点***************

异常与调试是紧密相连的。

异常记录：

1.要记录异常信息

2.异常是什么类型

3.异常是在什么位置发生的

异常的分发：

上面的信息记录下来以后，寻找处理异常的函数。

这个过程为异常的分发

异常处理：

最后找到异常处理函数并调用（异常处理）

异常记录，异常分发，异常处理。

异常的分类：

（本质上大体的分类）

1. CPU产生的异常

一定是CPU发现的

2. 软件模拟产生的异常

高级语言模拟产生的异常

CPU异常的产生：

CPU指令检测到异常(例如：除0) --> 查IDT表，执行中断处理函数 --> CommonDispatchException（把异常相关的信息存到一个结构体） --> KIDispatchException

（3环进0环，先保存现场）

异常信息存储到了下面这个结构体里面：

typedef struct _EXCEPTION_RECORD {

DWORD ExceptionCode; //异常代码

DWORD ExceptionFlags; //异常状态

struct _EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord; //下一个异常

PVOID ExceptionAddress; //异常发生地址

DWORD NumberParameters; //附加参数个数

ULONG_PTR ExceptionInformation[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; //附加参数指针

} EXCEPTION_RECORD;

ExceptionFlags：

CPU产生的异常，这个值是0，软件产生的异常，这里存的值是1

_EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord：

通常是空的，出现嵌套异常的情况下，就是这个异常的处理程序执行的时候，又发生异常了，会通过这个指针指向下一个异常。

DWORD NumberParameters; //附加参数个数

ULONG_PTR ExceptionInformation[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; //附加参数指针

用来进一步描述异常的信息，用的不多。

在上面那个除0异常例子中：

CommonDispatchException（它要做的事就事把这些值存到在堆栈中构建的结构体）的反汇编中

Mov ebx,[ebp+68h]：

[ebp+68h]指向的是eip，eip记录的就是异常发生的地址ExceptionAddress

Mov eax,0C0000094h：

0C0000094h代表的是异常的类型，不同的异常有不同的值，这个值是微软定义的。

总结：

CPU异常执行的流程：

1. CPU指令检测到异常

2. 查IDT表，执行中断处理程序（它并不会直接处理异常，把机会先留给程序员了）

3. 调用CommonDispatchException（构建EXCEPTION_RECORD）

4. KIDispatchException（分发异常：目的找到异常处理的函数）

模拟异常的产生：

CxxThrowException -->

(KERNEL32.DLL)RaiseException(DWORD dwExceptionCode,DWORD dwExceptionFlags,DWORD nNumberOfArguments,const ULONG_PTR *lpArfuments) -->

NTDLL.DLL!RtlRaiseException() -->

NT!NtRaiseException -->

NT!KiRaiseException

(KERNEL32.DLL)RaiseException分析:

1.将参数中的值填充到EXCEPTION_RECORD这个结构体中

typedef struct _EXCEPTION_RECORD

{

DWORD ExceptionCode; //异常代码

DWORD ExceptionFlags; //异常状态

struct _EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord; //下一个异常

PVOID ExceptionAddress; //异常发生地址

DWORD NumberParameters; //附加参数个数

ULONG_PTR ExceptionInformation[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; //附加参数指针

} EXCEPTION_RECORD;

与CPU异常产生流程的两点不同：

1. CPU中ExceptionCode每种不同类型的异常，都对应不同的32位的值。软件模拟异常中的ExceptionCode 和当前的编译环境有关。相同编译环境下的值也是相同的。

2. CPU中ExceptionAddress异常会记录异常的位置，记录的是真正的异常时哪里发生的。软件模拟异常中的ExceptionAddress 存储的是一个固定的值，而这个值是RaiseException 这个函数的地址。

KiRaiseException分析：

1.EXCEPTION_RECORD.ExceptionCode 最高位清0（目的是区分CPU异常与软件模拟异常）

2.调用KIDispatchException ，开始分发异常

总结：

异常类型不同，仅仅是异常记录过程不同，异常进入分发阶段，就完全相同了

CPU异常软件模拟异常

| |

查IDT表，执行中断处理函数 CxxThrowException

| |

CommonDispatchException (KERNEL32.DLL)RaiseException

(填充ExceptionRecord结构体) (填充ExceptionRecord结构体)

| |

| NTDLL.DLL!RtlRaiseException()

| |

| NT!NtRaiseException

| |

| NT!KiRaiseException

| ExceptionCode 最高位清0

\ /-------------------------------------/

\ /

\/

KIDispatchException ，开始分发异常

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