Erste Schritte mit WinDbg (Kernelmodus)

Artikel
03/05/2024

WinDbg ist ein Kernelmodus- und Benutzermodusdebugger, der in Debugtools für Windows enthalten ist. Dieser Artikel enthält Übungen, die Ihnen bei den ersten Schritten bei der Verwendung von WinDbg als Kernelmodusdebugger helfen.

Informationen darüber, wie Sie Debugging-Tools für Windows erhalten, finden Sie unter Herunterladen und Installieren des WinDbg-Windows-Debuggers. Nachdem Sie die Debugtools installiert haben, suchen Sie die Installationsverzeichnisse für 64-Bit-Versionen (x64) und 32-Bit-Versionen (x86) der Tools. Beispiel:

C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Debuggers\x64
C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Debuggers\x86

Einrichten eines Kernelmodus-Debuggens

Eine Kernelmodus-Debugumgebung verfügt in der Regel über zwei Computer, den Hostcomputer und den Zielcomputer. Der Debugger wird auf dem Hostcomputer ausgeführt, und der debuggierte Code wird auf dem Zielcomputer ausgeführt. Der Host und das Ziel werden über ein Debugkabel verbunden.

Die Windows-Debugger unterstützen die folgenden Kabeltypen:

Ethernet
USB 2.0 / USB 3.0
Serial (auch als Nullmodem bezeichnet)

Für Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sollten Sie ein Ethernet-Kabel mit einem lokalen Netzwerkhub verwenden. Das folgende Diagramm veranschaulicht einen Host- und Zielcomputer, der für das Debuggen mit einem Ethernet-Kabel verbunden ist.

Diagram showing host and target computers connected via Ethernet for debugging.

Eine Option für ältere Versionen von Windows ist die Verwendung eines direkten Kabels, z. B. eines USB- oder seriellen Kabels.

Diagram illustrating host and target computers connected using a debug cable for debugging.

Ausführliche Informationen zum Einrichten der Host- und Zielcomputer finden Sie unter Manuelles Einrichten des Kernelmodusdebuggings.

Virtueller Computer - (VM)

Informationen zum Verbinden eines Debuggers mit einem virtuellen Hyper-V-Computer finden Sie unter Einrichten des Netzwerkdebuggings eines virtuellen Computers – KDNET.

Einrichten einer Kernelmodusdebuggingsitzung

Nachdem Sie Ihren Host- und Zielcomputer eingerichtet und mit einem Debuggerkabel verbunden haben, können Sie eine Kernelmodus-Debuggingsitzung einrichten. Befolgen Sie die Anweisungen im selben Thema, das Sie zum Einrichten verwendet haben. Wenn Sie beispielsweise ihren Host- und Zielcomputer für das Debuggen über Ethernet einrichten möchten, finden Sie Anweisungen zum Einrichten einer Kernelmodus-Debuggingsitzung im folgenden Artikel:

Automatisches Debuggen des KDNET-Netzwerk-Kernels einrichten

Erste Schritte mit WinDbg

Öffnen Sie auf dem Hostcomputer WinDbg, und richten Sie eine Kernelmodus-Debuggingsitzung mit dem Zielcomputer ein.
Um die CHM-Datei der Debuggerdokumentation zu öffnen, wechseln Sie zum Menü Hilfe, und wählen Sie Inhalt aus. Die Debugger-Dokumentation ist auch online in Debuggingtools für Windows verfügbar.
Wenn Sie eine Debugging-Sitzung im Kernelmodus einrichten, bricht WinDbg möglicherweise automatisch in den Zielcomputer ein. Wenn WinDbg nicht einbricht, wechseln Sie zum Menü Debuggen, und wählen Sie Unterbrechen.
Geben Sie in der Befehlszeile unten im WinDbg-Fenster den folgenden Befehl ein:

.sympath srv*

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:
```
Symbol search path is: srv*
Expanded Symbol search path is: cache*;SRV*https://msdl.microsoft.com/download/symbols
```
Der Symbolsuchpfad teilt WinDbg mit, wo nach Symboldateien (PDB) gesucht werden soll. Der Debugger benötigt Symboldateien, um Informationen zu Codemodulen wie Funktionsnamen und Variablennamen abzurufen.

Geben Sie den folgenden Befehl ein, der WinDbg angibt, die anfängliche Suche und das Laden von Symboldateien auszuführen:

.reload

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um eine Liste der geladenen Module anzuzeigen:

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:

0:000>3: kd> lm
start             end                 module name
fffff800`00000000 fffff800`00088000   CI         (deferred)
...
fffff800`01143000 fffff800`01151000   BasicRender   (deferred)
fffff800`01151000 fffff800`01163000   BasicDisplay  (deferred)
...
fffff800`02a0e000 fffff800`03191000   nt  (pdb symbols) C:\...\ntkrnlmp.pdb
fffff800`03191000 fffff800`03200000   hal (deferred)
...

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um die Ausführung des Zielcomputers zu starten:

g
Um erneut einzubrechen, wechseln Sie zum Menü Debuggen und wählen Sie Unterbrechen aus.

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um den _FILE_OBJECT Datentyp im nt Modul zu untersuchen:

dt nt!_FILE_OBJECT

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:

0:000>0: kd> dt nt!_FILE_OBJECT
   +0x000 Type             : Int2B
   +0x002 Size             : Int2B
   +0x008 DeviceObject     : Ptr64 _DEVICE_OBJECT
   +0x010 Vpb              : Ptr64 _VPB
   ...
   +0x0c0 IrpList          : _LIST_ENTRY
   +0x0d0 FileObjectExtension : Ptr64 Void

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um einige der Symbole im nt Modul zu untersuchen:

x nt!*CreateProcess*

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:

0:000>0: kd> x nt!*CreateProcess*
fffff800`030821cc nt!ViCreateProcessCallbackInternal (<no parameter info>)
...
fffff800`02e03904 nt!MmCreateProcessAddressSpace (<no parameter info>)
fffff800`02cece00 nt!PspCreateProcessNotifyRoutine = <no type information>
...

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um einen Haltepunkt bei MmCreateProcessAddressSpace zu platzieren:

bu nt! MmCreateProcessAddressSpace

Um zu überprüfen, ob der Haltepunkt festgelegt ist, geben Sie den folgenden Befehl ein:

bl

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:
```
0:000>0: kd> bu nt!MmCreateProcessAddressSpace
0: kd> bl
0 e fffff800`02e03904     0001 (0001) nt!MmCreateProcessAddressSpace
```
Geben Sie g ein, damit der Zielcomputer ausgeführt werden kann.

Wenn der Zielcomputer nicht sofort in den Debugger einbricht, führen Sie einige Aktionen auf dem Zielcomputer aus (z. B. Editor öffnen). Der Zielcomputer wechselt in den Debugger, wenn MmCreateProcessAddressSpace aufgerufen wird. Um die Stapelablaufverfolgung anzuzeigen, geben Sie die folgenden Befehle ein:

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:

0:000>2: kd> k
Child-SP          RetAddr           Call Site
ffffd000`224b4c88 fffff800`02d96834 nt!MmCreateProcessAddressSpace
ffffd000`224b4c90 fffff800`02dfef17 nt!PspAllocateProcess+0x5d4
ffffd000`224b5060 fffff800`02b698b3 nt!NtCreateUserProcess+0x55b
...
000000d7`4167fbb0 00007ffd`14b064ad KERNEL32!BaseThreadInitThunk+0xd
000000d7`4167fbe0 00000000`00000000 ntdll!RtlUserThreadStart+0x1d

Wählen Sie im Menü Ansicht die Option Disassembly aus.

Wählen Sie im Menü Debuggen die Option Schritt über aus (oder drücken Sie F10). Geben Sie schrittbefehle ein paar mal ein, während Sie das Fenster "Disassembly" ansehen.
Löschen Sie Ihren Haltepunkt, indem Sie den folgenden Befehl eingeben:

bc *

Geben Sie g ein, damit der Zielcomputer ausgeführt werden kann. Um erneut zu unterbrechen, wechseln Sie zum Menü Debugger und wählen Sie Pause oder drücken Sie STRG-Pause.

Um eine Liste aller Vorgänge abzurufen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:

0:000>0: kd> !process 0 0
**** NT ACTIVE PROCESS DUMP ****
PROCESS ffffe000002287c0
    SessionId: none  Cid: 0004    Peb: 00000000  ParentCid: 0000
    DirBase: 001aa000  ObjectTable: ffffc00000003000  HandleCount: <Data Not Accessible>
    Image: System

PROCESS ffffe00001e5a900
    SessionId: none  Cid: 0124    Peb: 7ff7809df000  ParentCid: 0004
    DirBase: 100595000  ObjectTable: ffffc000002c5680  HandleCount: <Data Not Accessible>
    Image: smss.exe
...
PROCESS ffffe00000d52900
    SessionId: 1  Cid: 0910    Peb: 7ff669b8e000  ParentCid: 0a98
    DirBase: 3fdba000  ObjectTable: ffffc00007bfd540  HandleCount: <Data Not Accessible>
    Image: explorer.exe

Kopieren Sie die Adresse eines Prozesses, und geben Sie den folgenden Befehl ein:

!process Adresse 2

Beispiel: !process ffffe00000d5290 2

Die Ausgabe zeigt die Threads im Prozess an.

0:000>0:000>0: kd> !process ffffe00000d52900 2
PROCESS ffffe00000d52900
    SessionId: 1  Cid: 0910    Peb: 7ff669b8e000  ParentCid: 0a98
    DirBase: 3fdba000  ObjectTable: ffffc00007bfd540  HandleCount:
    Image: explorer.exe

        THREAD ffffe00000a0d880  Cid 0910.090c  Teb: 00007ff669b8c000
            ffffe00000d57700  SynchronizationEvent

        THREAD ffffe00000e48880  Cid 0910.0ad8  Teb: 00007ff669b8a000
            ffffe00000d8e230  NotificationEvent
            ffffe00000cf6870  Semaphore Limit 0xffff
            ffffe000039c48c0  SynchronizationEvent
        ...
        THREAD ffffe00000e6d080  Cid 0910.0cc0  Teb: 00007ff669a10000
            ffffe0000089a300  QueueObject

Kopieren Sie die Adresse eines Threads, und geben Sie den folgenden Befehl ein:

!thread Adresse

Beispiel: !thread ffffe00000e6d080

Die Ausgabe zeigt Informationen zum einzelnen Thread an.

0: kd> !thread ffffe00000e6d080
THREAD ffffe00000e6d080  Cid 0910.0cc0  Teb: 00007ff669a10000 Win32Thread: 0000000000000000 WAIT: ...
    ffffe0000089a300  QueueObject
Not impersonating
DeviceMap                 ffffc000034e7840
Owning Process            ffffe00000d52900       Image:         explorer.exe
Attached Process          N/A            Image:         N/A
Wait Start TickCount      13777          Ticks: 2 (0:00:00:00.031)
Context Switch Count      2              IdealProcessor: 1
UserTime                  00:00:00.000
KernelTime                00:00:00.000
Win32 Start Address ntdll!TppWorkerThread (0x00007ffd14ab2850)
Stack Init ffffd00021bf1dd0 Current ffffd00021bf1580
Base ffffd00021bf2000 Limit ffffd00021bec000 Call 0
Priority 13 BasePriority 13 UnusualBoost 0 ForegroundBoost 0 IoPriority 2 PagePriority 5
...

Um alle Geräteknoten in der Plug Play Gerätestruktur anzuzeigen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

0:000>0: kd> !devnode 0 1
Dumping IopRootDeviceNode (= 0xffffe000002dbd30)
DevNode 0xffffe000002dbd30 for PDO 0xffffe000002dc9e0
  InstancePath is "HTREE\ROOT\0"
  State = DeviceNodeStarted (0x308)
  Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
  DevNode 0xffffe000002d9d30 for PDO 0xffffe000002daa40
    InstancePath is "ROOT\volmgr\0000"
    ServiceName is "volmgr"
    State = DeviceNodeStarted (0x308)
    Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
    DevNode 0xffffe00001d49290 for PDO 0xffffe000002a9a90
      InstancePath is "STORAGE\Volume\{3007dfd3-df8d-11e3-824c-806e6f6e6963}#0000000000100000"
      ServiceName is "volsnap"
      TargetDeviceNotify List - f 0xffffc0000031b520  b 0xffffc0000008d0f0
      State = DeviceNodeStarted (0x308)
      Previous State = DeviceNodeStartPostWork (0x307)
...

Um die Geräteknoten und deren Hardwareressourcen anzuzeigen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

0:000>...
        DevNode 0xffffe000010fa770 for PDO 0xffffe000010c2060
          InstancePath is "PCI\VEN_8086&DEV_2937&SUBSYS_2819103C&REV_02\3&33fd14ca&0&D0"
          ServiceName is "usbuhci"
          State = DeviceNodeStarted (0x308)
          Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
          TranslatedResourceList at 0xffffc00003c78b00  Version 1.1  Interface 0x5  Bus #0
            Entry 0 - Port (0x1) Device Exclusive (0x1)
              Flags (0x131) - PORT_MEMORY PORT_IO 16_BIT_DECODE POSITIVE_DECODE
              Range starts at 0x3120 for 0x20 bytes
            Entry 1 - DevicePrivate (0x81) Device Exclusive (0x1)
              Flags (0000) -
              Data - {0x00000001, 0x00000004, 0000000000}
            Entry 2 - Interrupt (0x2) Shared (0x3)
              Flags (0000) - LEVEL_SENSITIVE
              Level 0x8, Vector 0x81, Group 0, Affinity 0xf
...

Um einen Geräteknoten mit einem Dienstnamen des Datenträgers anzuzeigen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

!devnode 0 1 disk

0: kd> !devnode 0 1 disk
Dumping IopRootDeviceNode (= 0xffffe000002dbd30)
DevNode 0xffffe0000114fd30 for PDO 0xffffe00001159610
  InstancePath is "IDE\DiskST3250820AS_____________________________3.CHL___\5&14544e82&0&0.0.0"
  ServiceName is "disk"
  State = DeviceNodeStarted (0x308)
  Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
...

Die Ausgabe von !devnode 0 1 zeigt die Adresse des physischen Geräteobjekts (PDO) für den Knoten an. Kopieren Sie die Adresse eines physischen Geräteobjekts (PDO), und geben Sie den folgenden Befehl ein:

!devstack PdoAddress

Beispiel: <PdoAddress>!devstack 0xffffe00001159610

0:000>0: kd> !devstack 0xffffe00001159610
  !DevObj           !DrvObj            !DevExt           ObjectName
  ffffe00001d50040  \Driver\partmgr    ffffe00001d50190  
  ffffe00001d51450  \Driver\disk       ffffe00001d515a0  DR0
  ffffe00001156e50  \Driver\ACPI       ffffe000010d8bf0

Um Informationen zum Treiber disk.sys abzurufen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

0:000>0: kd> !drvobj disk 2
Driver object (ffffe00001d52680) is for:
 \Driver\disk
DriverEntry:   fffff800006b1270 disk!GsDriverEntry
DriverStartIo: 00000000
DriverUnload:  fffff800010b0b5c CLASSPNP!ClassUnload
AddDevice:     fffff800010aa110 CLASSPNP!ClassAddDevice

Dispatch routines:
[00] IRP_MJ_CREATE                      fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
[01] IRP_MJ_CREATE_NAMED_PIPE           fffff80002b0ab24    nt!IopInvalidDeviceRequest
[02] IRP_MJ_CLOSE                       fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
[03] IRP_MJ_READ                        fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
...
[1b] IRP_MJ_PNP                         fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch

Die Ausgabe zeigt !drvobj Adressen von Verteilerroutinen an. Beispielsweise CLASSPNP!ClassGlobalDispatch. Um einen Haltepunkt festzulegen und zu ClassGlobalDispatchüberprüfen, geben Sie die folgenden Befehle ein:

bu CLASSPNP!ClassGlobalDispatch

bl

Eingeben, gum den Zielcomputer ausführen zu lassen.

Wenn der Zielcomputer nicht sofort in den Debugger einbricht, führen Sie einige Aktionen auf dem Zielcomputer aus (z. B. Editor öffnen und Datei speichern). TDer Zielcomputer wechselt den Debugger, wenn ClassGlobalDispatch aufgerufen wird. Um die Stapelablaufverfolgung anzuzeigen, geben Sie die folgenden Befehle ein:

.reload

k

Die Ausgabe sieht in etwa wie das folgende Beispiel aus:
```
2: kd> k
Child-SP          RetAddr           Call Site
ffffd000`21d06cf8 fffff800`0056c14e CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
ffffd000`21d06d00 fffff800`00f2c31d volmgr!VmReadWrite+0x13e
ffffd000`21d06d40 fffff800`0064515d fvevol!FveFilterRundownReadWrite+0x28d
ffffd000`21d06e20 fffff800`0064578b rdyboost!SmdProcessReadWrite+0x14d
ffffd000`21d06ef0 fffff800`00fb06ad rdyboost!SmdDispatchReadWrite+0x8b
ffffd000`21d06f20 fffff800`0085cef5 volsnap!VolSnapReadFilter+0x5d
ffffd000`21d06f50 fffff800`02b619f7 Ntfs!NtfsStorageDriverCallout+0x16
...
```
Geben Sie den folgenden Befehl ein, um die Debugging-Sitzung zu beenden:

qd

Zusammenfassung der Befehle

Befehl Inhalt im Menü Hilfe
.sympath (Set-Symbolpfad)
.reload (Modul neu laden)
x (Symbole überprüfen)
g (Gehe zu)
dt (Anzeigentyp)
Befehl Unterbrechen im Menü Debuggen
lm (Liste der geladenen Module)
k (Anzeigestapel-Backtrace)
bu (Haltepunkt setzen)
bl (Haltepunktliste)
bc (Haltepunkt löschen)
Einzelschritt-Befehl im Debug-Menü (F11)
!process
!thread
!devnode
!devstack
!drvobj
qd (Beenden und Trennen)

Siehe auch

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