文章目錄

• • CPU異常記錄
  • • 異常的分類
    • • CPU產生的異常
      • 軟件模擬產生的異常
    • CPU異常的處理流程
    • CommonDispatchException函數分析
    • 總結
  • 模擬異常記錄
  • • 模擬異常的執行流程
    • RaiseException函數分析
    • KiRaiseException函數分析
  • 總結

異常產生后，首先要記錄異常信息(異常的類型 異常發生的位置等)，然后要尋找異常的處理函數，我們稱為異常分發，最后找到異常處理函數并調用，我們稱為異常處理

CPU異常記錄

異常的分類

CPU產生的異常

例如下面的代碼：

void Test() {int x = 10;int y = 0;int z = x/y; }

當代碼執行時，CPU檢測到除數為零，這個時候就CPU就會拋出異常

軟件模擬產生的異常

在C++或者是C#等一些高級語言中，在程序需要的時候也可以主動拋出異常，這種高級語言拋出的異常就是模擬產生的異常，并不是真正的異常。

CPU異常的處理流程

CPU指令檢測到異常，例如除零

查IDT表(如下表)，執行中斷處理函數

CommonDispatchException

KiDispatchException

以除零異常為例，在Windows內核文件中分析一下整體的流程，打開ntkrnlpa.idb

首先按Alt+T鍵搜索_IDT，找到中斷處理函數表。

其中_KiTrap00就是除零異常對應的處理函數

首先，異常處理函數會保存當前的寄存器環境到TrapFrame，也就是零環的堆棧

接著，異常處理函數并沒有直接處理異常，而是調用了CommonDispatchException函數。

CommonDispatchException內部又調用了_KiDispatchException。CPU這么設計的目的是為了讓程序員有機會對異常進行處理。

CommonDispatchException函數分析

CommonDispatchException主要就做了一件事情，就是將異常相關的信息存儲到一個_EXCEPTION_RECORD結構體里，這個結構體的作用就是用來記錄異常信息

type struct _EXCEPTION_RECORD { DWORD ExceptionCode; //異常代碼DWORD ExceptionFlags; //異常狀態struct _EXCEPTION_RECORD* ExceptionRecord; //下一個異常PVOID ExceptionAddress; //異常發生地址DWORD NumberParameters; //附加參數個數ULONG_PTR ExceptionInformation [EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; //附加參數指針 }

首先來解釋一下異常代碼和異常發生時的地址，回到CommonDispatchException函數調用之前

.text:004663F7 sti .text:004663F8 mov ebx, [ebp+68h] ; 發生異常時的EIP .text:004663FB mov eax, 0C0000094h ; 異常代碼 .text:00466400 jmp loc_4661E3 ; 跳轉到CommonDispatchException

這里傳遞了兩個參數，一個是發生異常時的EIP，另一個是異常代碼，這個是CPU自己在內部定義的，除零異常對應的異常代碼就是0C0000094。如下圖

接著來解釋一下ExceptionFlags異常狀態，通過異常狀態可以區分是CPU產生的異常還是軟件模擬產生的異常。所有的CPU產生的異常這個位置的值是0，所有軟件模擬產生的異常這個位置存儲的值是1，如果堆棧錯誤里面存儲的值是8，如果出現嵌套異常，里面存儲的值是0x10。

總結

CPU異常的執行流程：

CPU指令檢測到異常

查IDT表，執行中斷處理函數

調用CommonDispatchException，構建EXCEPTION_RECORD結構體

調用KiDispatchException函數分發異常，目的是為了找到異常處理函數

模擬異常記錄

模擬異常的執行流程

示例代碼如下：

void Test() {throw 1; }

當通過軟件拋出異常的時候，實際上就是調用了CxxThrowException。

CxxThrowException會調用Kernel32.dll里的RaiseException

RaiseException會調用ntdlld.dll里的RtlRaiseException函數。

而這個函數繼續往下會調用NtRaiseException和KiRaiseException，最后調用KiDispatchException

RaiseException函數分析

用IDA打開kernel32.dll，找到RaiseException函數

這個函數要做的事情也很簡單，就是在堆棧里構建一個EXCEPTION_RECORD結構體，然后對結構體進行賦值。

CPU產生的異常也是要填充這樣一個結構體，兩者之間有一些不同之處。

ExceptionCode 異常代碼

首先是ExceptionCode的差異，CPU異常每種不同類型的異常都對應一個具體的32位的值，但是軟件模擬的異常和當前的編譯環境有關。

ExceptionAddress 異常發生地址

第二個區別就是ExceptionAddress，CPU異常記錄的位置是真正的異常發生時的地址

軟件模擬產生的異常里面存儲的是RaiseException這個函數的地址。

KiRaiseException函數分析

這個函數主要做了兩件事

把EXCEPTION_RECORD結構體的ExceptionCode最高位清零，用于區分CPU異常

調用KiDispatchException開始分發異常

總結

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CPU和软件模拟异常的执行流程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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