windows - usar - try catch definicion

¿Cómo evito que DEP mate a mi controlador de excepciones JITted?

Question

Estoy trabajando en un compilador JIT que parece funcionar bien hasta ahora, excepto por un problema: cuando el código genera una excepción y el controlador de excepciones se encuentra en una rutina JIT, el sistema operativo mata el proceso de inmediato. Esto no sucede cuando desactivo el DEP, por lo que asumo que está relacionado con el DEP.

Cuando DEP se desactiva, el controlador de excepciones se ejecuta correctamente y me aseguré de llamar a VirtualProtect en la rutina JITted con un valor de protección de PAGE_EXECUTE_READ y luego verificarlo con VirtualQuery .

Al probar esto en un depurador, se informa que el error fatal se produce en el punto en el que se produce la excepción, no más tarde, lo que supongo significa que algo como esto está sucediendo:

• Se levanta la excepción
• SEH busca el controlador de excepciones más cercano
• SEH ve que el controlador de excepciones más cercano está en código JIT e inmediatamente se vuelve loco
• Windows mata la tarea

¿Alguien tiene alguna idea de lo que podría estar haciendo mal y cómo puedo hacer que DEP acepte mi controlador de excepciones? No tiene ningún problema al ejecutar el código JIT.

EDITAR: Aquí está el código Delphi que genera el código auxiliar. Asigna memoria, carga código básico, corrige correcciones para saltos y prueba bloques, y luego marca la memoria como ejecutable. Esto es parte del trabajo en progreso para la función externa JIT en el proyecto DWS .

function MakeExecutable(const value: TBytes; const calls: TFunctionCallArray; call: pointer;
   const tryFrame: TTryFrame): pointer;
var
   oldprotect: cardinal;
   lCall, lOffset: nativeInt;
   ptr: pointer;
   fixup: TFunctionCall;
   info: _MEMORY_BASIC_INFORMATION;
begin
   result := VirtualAlloc(nil, length(value), MEM_RESERVE or MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
   system.Move(value[0], result^, length(value));
   for fixup in calls do
   begin
      ptr := @PByte(result)[fixup.offset];
      if fixup.call = 0 then
         lCall := nativeInt(call)
      else lCall := fixup.call;
      lOffset := (lCall - NativeInt(ptr)) - sizeof(pointer);
      PNativeInt(ptr)^ := lOffset;
   end;
   if tryFrame[0] <> 0 then
   begin
      ptr := @PByte(result)[tryFrame[0]];
      if PPointer(ptr)^ <> nil then
         asm int 3 end;
      PPointer(ptr)^ := @PByte(result)[tryFrame[2] - 1];

      ptr := @PByte(result)[tryFrame[1]];
      if PPointer(ptr)^ <> nil then
         asm int 3 end;
      PPointer(ptr)^ := @PByte(result)[tryFrame[3]];
   end;

   if not VirtualProtect(result, length(value), PAGE_EXECUTE_READ, oldProtect) then
      RaiseLastOSError;
   VirtualQuery(result, info, sizeof(info));
   if info.Protect <> PAGE_EXECUTE_READ then
      raise Exception.Create(''VirtualProtect failed'');
end;

Para reproducir el problema:

• Echa un vistazo a la última versión de DWS de SVN
• Construye LanguageTests.exe en la carpeta / test
• Deshabilite todas las pruebas, luego habilite la que está en la parte inferior de la lista, bajo el encabezado dwsExternalFunctionTests .
• Ejecutar el probador. Si DEP está desactivado, debería funcionar. Si DEP está activado, se bloqueará como se describe.

EDIT 2: Aquí hay un volcado de la rutina de código de máquina generada en cuestión:

//preamble
02870000 55               push ebp
02870001 89E5             mov ebp,esp
02870003 83C4F4           add esp,-$0c
02870006 51               push ecx
02870007 53               push ebx
02870008 56               push esi
02870009 57               push edi
0287000A 8BDA             mov ebx,edx
0287000C 8B33             mov esi,[ebx]
0287000E 31C0             xor eax,eax
//setup exception frame
02870010 55               push ebp
02870011 685D008702       push $0287005d
02870016 64FF30           push dword ptr fs:[eax]
02870019 648920           mov fs:[eax],esp
//procedure body
0287001C 31C9             xor ecx,ecx
0287001E 894DF8           mov [ebp-$08],ecx
02870021 8B06             mov eax,[esi]
02870023 8B5308           mov edx,[ebx+$08]
02870026 8B38             mov edi,[eax]
02870028 FF5710           call dword ptr [edi+$10]
0287002B 8945FC           mov [ebp-$04],eax
0287002E 8B4604           mov eax,[esi+$04]
02870031 8B5308           mov edx,[ebx+$08]
02870034 8D4DF8           lea ecx,[ebp-$08]
02870037 8B38             mov edi,[eax]
02870039 FF571C           call dword ptr [edi+$1c]
//call to a native routine. This routine raises an exception
0287003C 8B55F8           mov edx,[ebp-$08]
0287003F 8B45FC           mov eax,[ebp-$04]
02870042 E8CD1FE6FD       call TestStringExc
//cleanup
02870047 31C0             xor eax,eax
02870049 5A               pop edx
0287004A 59               pop ecx
0287004B 59               pop ecx
//exception handler: a try/finally block to clean
//up a string variable used in the body of the code
0287004C 648910           mov fs:[eax],edx
0287004F 6864008702       push $02870064
02870054 8D45F8           lea eax,[ebp-$08]
02870057 E86870B9FD       call @UStrClr
0287005C C3               ret 
0287005D E98666B9FD       jmp @HandleFinally
02870062 EBF0             jmp $02870054
//more cleanup
02870064 5F               pop edi
02870065 5E               pop esi
02870066 5B               pop ebx
02870067 59               pop ecx
02870068 8BE5             mov esp,ebp
0287006A 5D               pop ebp
0287006B C3               ret 

Esto está diseñado para ser equivalente (si no es idéntico) al siguiente código de Delphi:

function Stub(const args: TExprBaseListExec): Variant;
var
   list: PObjectTightList;
   a: integer;
   b: string;
   //use of a string variable will introduce an implicit try-finally
   //block by the compiler to handle cleanup
begin
   list := args.List;
   a := TExprBase(args[0]).EvalAsInteger(args.exec);
   TExprBase(args[1]).EvalAsString(args.exec, b);
   TestStringExc(a, b);
end;

El propósito de la rutina TestStringExc es generar una excepción y garantizar que el controlador de excepciones limpie correctamente la cadena.

Answer 1

El siguiente código podría ayudar (que viene de mi propio compilador para las interfaces de apéndice:

function GetExecutableMem(Size: Integer): Pointer;
  procedure RaiseOutofMemory;
  begin
    raise EOutOfResources.Create(''UnitProxyGenerator.GetExecutableMem: Out of memory error.'');
  end;
var
  LastCommitTop: PChar;
begin
  // We round the memory needed up to 16 bytes which seems to be a cache line amound on the P4.
  Size := (Size + $F) and (not $F);
  //
  Result := MemUsed;
  Inc(MemUsed, Size);
  // Do we need to commit some more memory?
  if MemUsed > MemCommitTop then begin
    // Do we need more mem than we reserved initially?
    if MemUsed > MemTop then RaiseOutOfMemory;
    // Try to commit the memory requested.
    LastCommitTop := MemCommitTop;
    MemCommitTop := PChar((Longword(MemUsed) + (SystemInfo.dwPageSize - 1)) and (not (SystemInfo.dwPageSize - 1)));
    if not Assigned(VirtualAlloc(LastCommitTop, MemCommitTop - LastCommitTop, MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE)) then RaiseOutOfMemory;
  end;
end;

initialization
  GetSystemInfo(SystemInfo);
  MemBase := VirtualAlloc(nil, MemSize, MEM_RESERVE, PAGE_NOACCESS);
  if MemBase = nil then Halt; // VERY BAD ...
  MemUsed := MemBase;
  MemCommitTop := MemBase;
  MemTop := MemBase + MemSize;
finalization
  VirtualFree(MemBase, MemSize, MEM_DECOMMIT);
  VirtualFree(MemBase, 0, MEM_RELEASE);
end.

Tenga en cuenta el PAGE_EXECUTE_READWRITE en la llamada VirtualAlloc.

Cuando se ejecuta el proceso, DEP habilitó las siguientes ejecuciones correctamente:

type
  TTestProc = procedure( out A: Integer ); stdcall;

procedure Encode( var P: PByte; Code: array of Byte ); overload;
var
  i: Integer;
begin
  for i := 0 to High( Code ) do begin
    P^ := Code[ i ];
    Inc( P );
  end;
end;

procedure Encode( var P: PByte; Code: Integer ); overload;
begin
  PInteger( P )^ := Code;
  Inc( P, sizeof( Integer ) );
end;

procedure Encode( var P: PByte; Code: Pointer ); overload;
begin
  PPointer( P )^ := Code;
  Inc( P, sizeof( Pointer ) );
end;

// returns address where exceptiuon handler will be.
function EncodeTry( var P: PByte ): PByte;
begin
  Encode( P, [ $33, $C0, $55,$68 ] );             // xor eax,eax; push ebp; push @handle
  Result := P;
  Encode( P, nil );
  Encode( P, [ $64, $FF, $30, $64, $89, $20 ] );  // push dword ptr fs:[eax]; mov fs:[eax],esp
end;

procedure EncodePopTry( var P: PByte );
begin
  Encode( P, [ $33, $C0, $5A, $59, $59, $64, $89, $10 ] );  // xor eax,eax; pop edx; pop ecx; pop ecx; mov fs:[eax],edx
end;

function Delta( P, Q: PByte ): Integer;
begin
  Result := Integer( P ) - Integer( Q );
end;

function GetHandleFinally(): pointer;
asm
  lea eax, system.@HandleFinally
end;

procedure TForm10.Button5Click( Sender: TObject );
var
  P, Q, R, S, T: PByte;
  A:             Integer;
begin
  P := VirtualAlloc( nil, $10000, MEM_RESERVE or MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE );
  if not Assigned( P ) then Exit;
  try

    // ------------------------------------------------------------------------
    // Equivalent
    //
    // A:=10;
    // try
    //   A:=20
    //   PInteger(nil)^:=20
    // finally
    //   A:=30;
    // end;
    // A:=40;
    //
    // ------------------------------------------------------------------------

    // Stack frame
    Q := P;
    Encode( Q, [ $55, $8B, $EC ] );                  // push ebp, mov ebp, esp

    // A := 10;
    Encode( Q, [ $8B, $45, $08, $C7, $00 ] );
    Encode( Q, 10 );                                 // mov eax,[ebp+$08], mov [eax],<int32>

    // try
    R := EncodeTry( Q );

    // TRY CODE !!!!
    // A := 20;
    Encode( Q, [ $8B, $45, $08, $C7, $00 ] );
    Encode( Q, 20 );                                 // mov eax,[ebp+$08], mov [eax],<int32>

    // REMOVE THIS AND NO EXCEPTION WILL OCCUR.
    Encode( Q, [ $33, $C0, $C7, $00 ] );             // EXCEPTION: xor eax, eax, mov [eax], 20
    Encode( Q, 20 );
    // END OF REMOVE

    // END OF TRY CODE


    EncodePopTry( Q );
    Encode( Q, [ $68 ] );                            // push @<afterfinally>
    S := Q;
    Encode( Q, nil );

    // FINALLY CODE!!!!
    T := Q;
    // A := 30;
    Encode( Q, [ $8B, $45, $08, $C7, $00 ] );
    Encode( Q, 30 );                                 // mov eax,[ebp+$08], mov [eax],<int32>

    // AFter finally
    Encode( Q, [ $C3 ] );                            // ret
    Encode( R, Q );                                  // Fixup try

    // SEH handler
    Encode( Q, [ $E9 ] );                            // jmp
    Encode( Q, Delta( GetHandleFinally(), Q ) - sizeof( Pointer ) ); // <diff:i32>
    Encode( Q, [ $E9 ] );                            // jmp
    Encode( Q, Delta( T, Q ) - sizeof( Pointer ) );  // <diff:i32>

    // After SEH frame
    Encode( S, Q );
    // A := 40;
    Encode( Q, [ $8B, $45, $08, $C7, $00 ] );
    Encode( Q, 40 );                             // mov eax,[ebp+$08], mov [eax],<int32>

    // pop stack frame
    Encode( Q, [ $5D, $C2, $04, $00 ] );         // pop ebp, ret 4

    // ------------------------------------------------------------------------

    // And.... execute
    A := 0;
    try
      TTestProc( P )( A );
    except
      ;
    end;
    Caption := IntToStr( A )+''!1'';


    // Dofferent protection... execute
    VirtualProtect( P, $10000, PAGE_EXECUTE_READ, nil );

    A := 0;
    try
      TTestProc( P )( A );
    except
      ;
    end;
    Caption := IntToStr( A ) + ''!2'';

  finally
    // Cleanup
    VirtualFree( P, $10000, MEM_RELEASE );
  end;
end;

Funciona en Windows 7 con DEP deshabilitado y habilitado y parece ser una pieza mínima de "código JIT" con un bloque Delphi try-finally en él. ¿Podría ser que es un problema con una plataforma de Windows diferente / más nueva?

Answer 2

He eliminado mi otra publicación y creo que me doy cuenta de cuál es tu problema probablemente.

El problema radica en ntdll.RtlIsValidHandler que está validando su controlador de excepciones cuando envía excepciones de acuerdo con SAFESEH.

Debe evitar esto al registrar un Controlador de excepciones vectorizado y hacer su propio envío de excepciones para que no tenga que preocuparse por este comportamiento en absoluto.

Edición: creo que su problema subyacente es que ExecuteDispatchEnable y ImageDispatchEnable se están configurando en la estructura KPROCESS del kernel por algún motivo por parte de DEP, por lo que está teniendo este problema para empezar. Podría ser posible establecerlos llamando a NtSetInformationProcess, pero dado que esto no está documentado oficialmente, no puedo dar una buena idea de cómo hacer esta llamada.