异常篇——异常处理

写在前面

  此系列是本人一个字一个字码出来的,包括示例和实验截图。由于系统内核的复杂性,故可能有错误或者不全面的地方,如有错误,欢迎批评指正,本教程将会长期更新。 如有好的建议,欢迎反馈。码字不易,如果本篇文章有帮助你的,如有闲钱,可以打赏支持我的创作。如想转载,请把我的转载信息附在文章后面,并声明我的个人信息和本人博客地址即可,但必须事先通知我

你如果是从中间插过来看的,请仔细阅读 羽夏看Win系统内核——简述 ,方便学习本教程。

  看此教程之前,问几个问题,基础知识储备好了吗?保护模式篇学会了吗?练习做完了吗?没有的话就不要继续了。


🔒 华丽的分割线 🔒


概述

  之前我们介绍了异常的记录。既然记录好的异常,我肯定需要分发来处理它。对于异常有来自用户模式的异常和内核态的异常。在我们之前学习中,它们的区别还是挺大的。无论是内核的异常,还是用户的异常,异常处理的重心我们得放到KiDispatchException这个函数的分析上,先介绍相对简单的内核异常处理流程。

内核异常处理

  对于内核异常处理,我们先看看KiDispatchException的处理流程:

  1. KeContextFromKframesTrapFrame备份到Context,为返回3环做准备。
  2. 判断先前模式,0是内核调用反之是用户层调用。
  3. 是否是第一次机会。
  4. 是否有内核调试器。
  5. 如果没有或者内核调试器不处理。
  6. 调用RtlDispatchException,查找并调用异常处理函数。
  7. 如果返回FALSE,再次判断是否有内核调试器,有调用,没有直接蓝屏。

  下面我们通过反汇编的形式过一遍这个流程:

push    390h
push    offset stru_401FA0
call    __SEH_prolog
mov     eax, ___security_cookie
mov     [ebp+security_cookie], eax
mov     esi, [ebp+ExceptionRecord]
mov     [ebp+var_ExceptionRecord], esi
mov     ecx, [ebp+ExceptionFrame]
mov     [ebp+var_ExceptionFrame], ecx
mov     ebx, [ebp+TrapFrame]
mov     [ebp+var_TrapFrame], ebx
db      3Eh
mov     eax, ds:0FFDFF020h
inc     [eax+_KPRCB.KeExceptionDispatchCount] ; 异常派发数加1
mov     [ebp+Context.ContextFlags], 10017h
cmp     [ebp+PreviousMode], 1
jz      short IsUserMode
cmp     _KdDebuggerEnabled, 0
jz      short KernelModeAndNoDBG

  函数开始开始赋值一波,然后判断否是为3环,但我们是内核的,故不会跳转,然后cmp _KdDebuggerEnabled, 0判断调试器是否开启,具体将会在调试篇进行讲解,这里就不多说了。
  这里我们没有调试器,就会跳转到下面的汇编代码:

KernelModeAndNoDBG:                     ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+55↑j
                                        ; KiDispatchException(x,x,x,x,x)+68↑j
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax             ; ContextRecord
                push    ecx             ; ExceptionFrame
                push    ebx             ; TrapFrame
                call    _KeContextFromKframes@12 ; KeContextFromKframes(x,x,x)
                mov     eax, [esi]
                cmp     eax, STATUS_BREAKPOINT
                jz      short IsBreakPoint
                cmp     eax, KI_EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION
                jnz     short OtherExceptionProc
                mov     dword ptr [esi], STATUS_ACCESS_VIOLATION
                cmp     [ebp+PreviousMode], 1
                jnz     short OtherExceptionProc
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax             ; Context
                push    esi             ; ExceptionRecord
                call    _KiCheckForAtlThunk@8 ; KiCheckForAtlThunk(x,x)
                test    al, al
                jnz     loc_425AFD
                cmp     byte ptr ds:0FFDF0280h, 1
                jnz     short OtherExceptionProc
                cmp     dword ptr [esi+14h], 8
                jnz     short OtherExceptionProc
                test    _KeNumberProcessors+0Fh, 40h
                jnz     short loc_425A30
                mov     eax, large fs:_KPCR.PrcbData.CurrentThread
                mov     eax, [eax+_KTHREAD.ApcState.Process]
                test    [eax+_EPROCESS.Pcb.___u27.Flags._bf_0], 2
                jnz     short loc_425A30
                test    _KeNumberProcessors+0Fh, 80h
                jnz     short OtherExceptionProc
                mov     eax, large fs:_KPCR.PrcbData.CurrentThread
                mov     eax, [eax+_KTHREAD.ApcState.Process]
                test    [eax+_EPROCESS.Pcb.___u27.Flags._bf_0], 1
                jnz     short OtherExceptionProc

  这里就开始将TrapFrame备份到Context,首先判断是否是int3断点,如果是的话就会跳转到如下代码:

IsBreakPoint:                           ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+89↑j
                dec     [ebp+Context._Eip]

OtherExceptionProc:                     ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+90↑j
                                        ; KiDispatchException(x,x,x,x,x)+9C↑j ...
                xor     edi, edi

DebugRoutine:                           ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+F7↑j

  该代码就会修正EIP,继续下面的流程。如果不是断点,就判断一系列的异常,并进行相应的处理,如果都不是就跳转到所谓的OtherExceptionProc进行处理:

DebugRoutine:                           ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+F7↑j
                cmp     [ebp+PreviousMode], 0
                jnz     short UserMode
                cmp     [ebp+FirstChance], 1
                jnz     short SecondChance
                mov     eax, _KiDebugRoutine
                cmp     eax, edi        ; edi = 0
                jz      short NoDebugRoutine
                push    edi             ; SecondChance
                push    edi             ; PreviousMode
                lea     ecx, [ebp+Context]
                push    ecx             ; ContextRecord
                push    esi             ; ExceptionRecord
                push    [ebp+var_ExceptionFrame] ; ExceptionFrame
                push    ebx             ; TrapFrame
                call    eax ; _KiDebugRoutine
                test    al, al
                jnz     loc_425AFD

NoDebugRoutine:                         ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+114↑j
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax             ; Context
                push    esi             ; ExceptionRecord
                call    _RtlDispatchException@8 ; RtlDispatchException(x,x)
                cmp     al, 1
                jz      short loc_425AFD

  这里同理,我们没有调试器,就会调用RtlDispatchException这个函数。如果失败,就会继续执行下面的代码:

                 jz      short loc_425AFD

 SecondChance:                           ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+10B↑j
                 mov     eax, _KiDebugRoutine
                 cmp     eax, edi
                 jz      NoDebugRoutine_0
                 push    1               ; SecondChance
                 push    edi             ; PreviousMode
                 lea     ecx, [ebp+Context]
                 push    ecx             ; ContextRecord
                 push    esi             ; ExceptionRecord
                 push    [ebp+var_ExceptionFrame] ; ExceptionFrame
                 push    ebx             ; TrapFrame
                 call    eax ; _KiDebugRoutine
                 test    al, al
                 jnz     short loc_425AFD
                 jmp     NoDebugRoutine_0

  就继续判断有没有调试器,但我这里没有,就会跳到下面的汇编代码:

NoDebugRoutine_0:                       ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+149↑j
                                        ; KiDispatchException(x,x,x,x,x)+167↑j
                push    edi             ; BugCheckParameter4
                push    ebx             ; BugCheckParameter3
                push    [esi+_EXCEPTION_RECORD32.ExceptionAddress] ; BugCheckParameter2
                push    [esi+_EXCEPTION_RECORD32.ExceptionCode] ; BugCheckParameter1
                push    KERNEL_MODE_EXCEPTION_NOT_HANDLED ; BugCheckCode
                call    _KeBugCheckEx@20 ; KeBugCheckEx(x,x,x,x,x)

  上面的代码,就是所谓的蓝屏。有关内核异常处理就介绍到这里,具体的细节将会到总结与提升篇进行介绍。

用户异常处理

  对于用户异常处理,我们先看看KiDispatchException的处理流程:

  1. KeContextFromKframesTrapFrame备份到Context,为返回3环做准备。
  2. 判断先前模式,0是内核调用反之是用户层调用。
  3. 是否是第一次机会。
  4. 是否有内核调试器。
  5. 发送给3环调试。

  有了内核异常的介绍,我就不赘述了,直接定位到关键代码:

inc     [eax+_KPRCB.KeExceptionDispatchCount] ; 异常派发数加1
mov     [ebp+Context.ContextFlags], 10017h
cmp     [ebp+PreviousMode], 1
jz      short IsUserMode
cmp     _KdDebuggerEnabled, 0
jz      short KernelModeAndNoDBG

  这里我们是用户的异常,所以会跳转:

IsUserMode:                             ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+4C↑j
                mov     [ebp+Context.ContextFlags], 1001Fh
                cmp     _KeI386XMMIPresent, 0
                jz      short KernelModeAndNoDBG
                mov     [ebp+Context.ContextFlags], 1003Fh

KernelModeAndNoDBG:                     ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+55↑j
                                        ; KiDispatchException(x,x,x,x,x)+68↑j
                lea     eax, [ebp+Context]

  这里就是赋值,不是我们关注的重点,我们继续:

KernelModeAndNoDBG:                     ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+55↑j
                                        ; KiDispatchException(x,x,x,x,x)+68↑j
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax             ; ContextRecord
                push    ecx             ; ExceptionFrame
                push    ebx             ; TrapFrame
                call    _KeContextFromKframes@12 ; KeContextFromKframes(x,x,x)
                mov     eax, [esi]
                cmp     eax, STATUS_BREAKPOINT
                jz      short IsBreakPoint
                cmp     eax, KI_EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION
                jnz     short OtherExceptionProc
                mov     dword ptr [esi], STATUS_ACCESS_VIOLATION
                cmp     [ebp+PreviousMode], 1
                jnz     short OtherExceptionProc
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax             ; Context
                push    esi             ; ExceptionRecord
                call    _KiCheckForAtlThunk@8 ; KiCheckForAtlThunk(x,x)
                test    al, al
                jnz     loc_425AFD
                cmp     byte ptr ds:0FFDF0280h, 1
                jnz     short OtherExceptionProc
                cmp     dword ptr [esi+14h], 8
                jnz     short OtherExceptionProc
                test    _KeNumberProcessors+0Fh, 40h
                jnz     short loc_425A30
                mov     eax, large fs:_KPCR.PrcbData.CurrentThread
                mov     eax, [eax+_KTHREAD.ApcState.Process]
                test    [eax+_EPROCESS.Pcb.___u27.Flags._bf_0], 2
                jnz     short loc_425A30
                test    _KeNumberProcessors+0Fh, 80h
                jnz     short OtherExceptionProc
                mov     eax, large fs:_KPCR.PrcbData.CurrentThread
                mov     eax, [eax+_KTHREAD.ApcState.Process]
                test    [eax+_EPROCESS.Pcb.___u27.Flags._bf_0], 1
                jnz     short OtherExceptionProc

  由于我们是3环的,就会调用到KiCheckForAtlThunk这个函数作用如下:

This marks the beginning of an x86 ATL thunk. Control will branch here if the ATL thunk was built in memory marked no execute. If that is the case, then the thunk code will be emulated and control returned to the thread.

  看描述并不是我们关注的重点,继续走到了我所标注的DebugRoutine

DebugRoutine:                           ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+F7↑j
                cmp     [ebp+PreviousMode], 0
                jnz     short UserMode_0
                cmp     [ebp+FirstChance], 1
                jnz     short SecondChance
                mov     eax, _KiDebugRoutine
                cmp     eax, edi        ; edi = 0
                jz      short NoDebugRoutine
                push    edi             ; SecondChance
                push    edi             ; PreviousMode
                lea     ecx, [ebp+Context]
                push    ecx             ; ContextRecord
                push    esi             ; ExceptionRecord
                push    [ebp+var_ExceptionFrame] ; ExceptionFrame
                push    ebx             ; TrapFrame
                call    eax ; _KiDebugRoutine
                test    al, al
                jnz     loc_425AFD

  由于我们是用户态,就直接跳转到UserMode_0

UserMode_0:                             ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+105↑j
                cmp     [ebp+FirstChance], 1
                jnz     SecondChance_0
                cmp     _KiDebugRoutine, edi
                jz      short NoDebugRoutine_1
                mov     eax, large fs:_KPCR.PrcbData.CurrentThread
                mov     eax, [eax+_KTHREAD.ApcState.Process]
                cmp     [eax+_EPROCESS.DebugPort], edi
                jz      short NoDebugPort
                push    1
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax
                push    esi
                call    _KdIsThisAKdTrap@12 ; KdIsThisAKdTrap(x,x,x)
                test    al, al
                jz      short NoDebugRoutine_1

NoDebugPort:                            ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+18D↑j
                push    edi             ; SecondChance
                push    dword ptr [ebp+PreviousMode] ; PreviousMode
                lea     eax, [ebp+Context]
                push    eax             ; ContextRecord
                push    esi             ; ExceptionRecord
                push    [ebp+var_ExceptionFrame] ; ExceptionFrame
                push    ebx             ; TrapFrame
                call    _KiDebugRoutine
                test    al, al
                jz      short NoDebugRoutine_1

  由于我们不是调试模式,会跳到NoDebugRoutine_1

NoDebugRoutine_1:                       ; CODE XREF: KiDispatchException(x,x,x,x,x)+17C↑j
                                        ; KiDispatchException(x,x,x,x,x)+1A0↑j ...
                push    edi             ; SecondChance
                push    1               ; DebugException
                push    esi             ; ExceptionRecord
                call    _DbgkForwardException@12 ; DbgkForwardException(x,x,x)
                test    al, al
                jnz     short EndProc
                mov     [ebp+var_SecondChance], edi

  DbgkForwardException就是向3环派发处理异常了,如果没有调试器的话,就会继续往下走,最终会到如下代码:

mov     [ebx+_KTRAP_FRAME.SegFs], eax
and     [ebx+_KTRAP_FRAME.SegGs], 0
mov     eax, _KeUserExceptionDispatcher
mov     [ebx+_KTRAP_FRAME._Eip], eax
or      [ebp+ms_exc.registration.TryLevel], 0FFFFFFFFh

  这里就开始修改KTRAP_FRAME开始回到3环进行处理,剩余的具体细节的讲解同样将会在总结与提升进行。

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  异常篇—— VEH 与 SEH

posted @ 2022-02-27 12:04  寂静的羽夏  阅读(246)  评论(0编辑  收藏  举报