Windows Kernel Way 1：Windows內(nèi)核調(diào)試技術(shù)

hask578 2014-12-24

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掌握Windows內(nèi)核調(diào)試技術(shù)是學(xué)習(xí)與研究Windows內(nèi)核的基礎(chǔ)，調(diào)試Windows內(nèi)核的方式大致分為兩種：

（1）通過Windbg工具在Windows系統(tǒng)運行之初連接到Windows內(nèi)核，連接成功之后便可以調(diào)試，此時即可以調(diào)試Windows內(nèi)核啟動過程，又可以在Windows啟動之后調(diào)試某內(nèi)核組件或應(yīng)用程序?；蚴褂肳indbg的Kernel debugging of the local mechine功能，在Windows系統(tǒng)完全啟動之后，調(diào)試Windows內(nèi)核組件或應(yīng)用程序。這種方式需要配置Windows系統(tǒng)以DEBUG模式啟動。

（2）通過Bochs來運行Windows系統(tǒng)，可以在Windows運行的任意時刻調(diào)試任意信息，但最大的缺點就是，這種方式目前不支持使用Windows Symbols，與第一種方式相比，匯編代碼讀起來并不直觀。

本文介紹方式（1）即通過Windbg工具調(diào)試Windows內(nèi)核。

1、Windbg工具簡介及獲取方式

Windbg工具是微軟團(tuán)隊開發(fā)和公布的一款專門用于調(diào)試Windows內(nèi)核及應(yīng)用程序的調(diào)試器，既支持內(nèi)核級（Ring0）調(diào)試，也支持應(yīng)用程序級（Ring3）調(diào)試。如今的Windows系統(tǒng)調(diào)試器有多種，出了Windbg以外，還有Olldbg、Immunity Debugger等。Olldbg和Immunity Debugger不支持內(nèi)核級調(diào)試。

Windbg工具包含在Windows Driver Kit（WDK，Windows驅(qū)動開發(fā)包）中，當(dāng)然也可以單獨下載。

（1）如果要通過WDK方式獲取的話，Windows XP及之前的環(huán)境只要下載WDK即可，整個資源大約300M～500M，但是在Windows Vista/Windows 7等系統(tǒng)之后，微軟將WDK與Visual Studio環(huán)境集成到一起，因此整個下載資源大約6.0G～7.0G。由于Windows XP系統(tǒng)不再支持，并且筆者的實驗環(huán)境為Windows 7系統(tǒng)，在后續(xù)的文章中也會涉及到Windows驅(qū)動開發(fā)，所以筆者建議下載WDK與VS集成包，雖然資源比較大。

（2）如果只是暫時學(xué)習(xí)Windows內(nèi)核調(diào)試的話，可以單獨下載Windbg工具，整個資源大約150M。

以上資源皆可以在MSDN上獲取，獲取鏈接為：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware/hh852365.aspx

2、Windows Symbols簡介及獲取方式

Windows Symbols是微軟公開的Windows系統(tǒng)符號表，使用Windbg調(diào)試WIndows內(nèi)核和應(yīng)用程序時可以很直觀地看到部分變量名稱、結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)、函數(shù)名稱等。

Windows Symbols可以直接在MSDN上獲取，其獲取頁面與上述給出的獲取Windbg工具的頁面鏈接相同。

但是筆者不建議直接下載并安裝Windows Symbols，因為在使用Windbg工具調(diào)試時，可以根據(jù)需要即時獲取相關(guān)模塊的符號信息（如果網(wǎng)絡(luò)正常的話）。

3、Windows內(nèi)核調(diào)試方法

通過虛擬機調(diào)試Windows系統(tǒng)是種常見的方式，即首先搭建虛擬機環(huán)境，即將Windows系統(tǒng)安裝在虛擬機中，然后配置虛擬機Windows系統(tǒng)的啟動模式為DEBUG模式，并且配置好Windbg工具與虛擬機Windows系統(tǒng)之間的通信通道，在Windbg進(jìn)入等待調(diào)試通信的時候，重啟虛擬機Windows系統(tǒng)，雙方的調(diào)試鏈接建立以后，即可使用Windbg工具調(diào)試/控制Windows內(nèi)核，詳細(xì)步驟如下：

（1）配置虛擬機Windows系統(tǒng)以DEBUG模式啟動。

進(jìn)入虛擬機Windows系統(tǒng)，以管理員身份運行cmd.exe，執(zhí)行以下命令：

bcdedit /debug on //啟用Windows內(nèi)核調(diào)試支持

bcdedit /bootdebug on //啟用應(yīng)用程序的啟動過程調(diào)試支持

關(guān)于bcdedit命令的詳細(xì)信息，可以在MSDN中了解：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dn653986(v=vs.85).aspx

上述方式僅在Windows Vista/7系統(tǒng)及以后版本的Windows系統(tǒng)中有效，如不做特殊說明，筆者的實驗環(huán)境默認(rèn)為VirtualBox/Windows 7系統(tǒng)。

對于Windows XP系統(tǒng)的配置，請自行GOOGLE。

（2）配置Windbg與虛擬機Windows系統(tǒng)的調(diào)試通信通道。

關(guān)閉虛擬機Windows系統(tǒng)，在虛擬機“串口配置”中，啟用某個串口，比如COM1，并將該串口的端口模式設(shè)置為“主機管道”，并選擇“創(chuàng)建通道”，在“端口/文件位置”中輸入待創(chuàng)建的虛擬的管道設(shè)備名稱，比如“\\.\pipe\comdbg”（注意格式，“comdbg”名稱用戶自定義）：