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我理解的windows异常处理

日期:2007-8-27 3:03:50    作者:明天去要饭   人气:   来源:CSDN




申明:
    1.本文大部份内容参考《A Crash Course on the Depths of Win32 Structured Exception Handling》,我只是对顺序进行了一些调整,同时加入了一些我的理解,所以不敢自称原创。
    2.结构定义位置中的X:指的是VC6.0的安装盘符。

    首先,当线程发生异常时,操作系统会将这个异常通知给用户使用户能够得知它的发生。更特别的是,当线程发生异常时,操作系统会调用用户定义的回调函数。 回调函数的定义如下:

/*
* 结构名称:except_handler
* 定义位置:X:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\EXCPT.H
*/

EXCEPTION_DISPOSITION __cdecl _except_handler (
    struct _EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord,  //指向 EXCEPTION_RECORD结构的指针
    void * EstablisherFrame,            //指向 establisher frame 结构体的指针
    struct _CONTEXT *ContextRecord,        //指向 CONTEXT 结构体的指针,它保存着某一线程的寄存器的值,定义在WINNT.H中
    void * DispatcherContext
    );

    except_handler结构的第一个成员,即EXCEPTION_RECORD结构如下:
/*
* 结构名称:EXCEPTION_RECORD
* 定义位置:X:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\WINNT.H
*/

typedef struct _EXCEPTION_RECORD {
    DWORD    ExceptionCode;            //操作系统分配给异常的号("STATUS_"开头的宏),如:STATUS_ILLEGAL_VLM_REFERENCE
    DWORD ExceptionFlags;
    struct _EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord;
    PVOID ExceptionAddress;            //异常发生处的地址
    DWORD NumberParameters;
    UINT_PTR ExceptionInformation[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS];
    } EXCEPTION_RECORD;

    异常发生时操作系统是如何知道在那里调用回调函数呢?答案在 EXCEPTION_REGISTRATION 结构体中(简称ERR结构)。

/*
* 结构名称:EXCEPTION_REGISTRATION(或称ERR结构)
* 定义位置:X:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\CRT\SRC\EXSUP.INC
*/

_EXCEPTION_REGISTRATION struc
    prev                dd      ?
    handler             dd      ?        //指向 _except_ handler 回调函数的指针
_EXCEPTION_REGISTRATION ends

    在 WINNT.H 的 NT_TIB 结构体定义中,这个结构体被称为 _EXCEPTION_REGISTRATION_RECORD。然而 _EXCEPTION_REGISTRATION_RECORD

的定义是没有公开的,因此只能用上面(EXSUP.INC)的汇编语言的 struc 来表示EXCEPTION_REGISTRATION结构。

/*
* 结构名称:NT_TIB(其第一个成员为ERR结构)
* 定义位置:X:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include\WINNT.H
*/
typedef struct _NT_TIB {
    struct _EXCEPTION_REGISTRATION_RECORD *ExceptionList;    //这里就是ERR结构,即上面的EXCEPTION_REGISTRATION结构
    PVOID StackBase;
    PVOID StackLimit;
    PVOID SubSystemTib;
    union {
        PVOID FiberData;
        DWORD Version;
    };
    PVOID ArbitraryUserPointer;
    struct _NT_TIB *Self;
} NT_TIB;

    OS 从哪里能找到这个 EXCEPTION_REGISTRATION 结构体呢?
    结构化异常处理是以线程为基础的。也就是说,每一个线程都有自己的异常处理回调函数、线程信息块(TEB 或 TIB)。这个结构体中有一个域对于 Windows NT, Windows 95, Win32s 和 OS/2 都是相同的,就是TIB 中的第一个指针指向线程的ERR结构体。在 Intel 的 Win32 平台上,FS 寄存器永远指向当前的 TIB结构,因此,FS:[0] 指向当前的 ERR 结构体。答案出来了!当异常发生时,系统察看出错线程的 TIB 结构,并取回一个指向ERR结构(EXCEPTION_REGISTRATION)结构体的指针,从而得到一个指向 _except_handler 回调函数的指针(ERR结构地址+4)。

    总结:
    1. FS->当前线程信息块TIB
    2. FS:[0]->ERR结构(即EXCEPTION_REGISTRATION)
       借用czy文章的说法,就是:
           fs:[0]->
     _EXCEPTION_REGISTRATION struc
     prev dd ?                    ;前一个_EXCEPTION_REGISTRATION结构
     handler dd ?                 ;异常处理函数地址
     _EXCEPTION_REGISTRATION ends

    3. [ERR+4]->异常处理函数(即_except_handler)

参考:

1.A Crash Course on the Depths of Win32 Structured Exception Handling
http://www.xfocus.net/articles/200503/785.html
2.利用SEH执行shellcode
http://elfhack.whitecell.org/chinesedocs/seh1.txt 

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