WinDbg の概要 (カーネルモード)

[アーティクル]
03/04/2024

WinDbg は、Windows 用デバッグツールに含まれているカーネルモードおよびユーザーモードのデバッガーです。この記事では、カーネルモードデバッガーとして WinDbg の使用を開始するのに役立つ演習について説明します。

Windows 用デバッグツールを入手する方法については、「WinDbg Windows デバッガーをダウンロードしてインストールする」を参照してください。デバッグツールをインストールしたら、64 ビット (x64) および 32 ビット (x86) バージョンのツールのインストールディレクトリを検索します。次に例を示します。

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

カーネル ]モードのデバッグを設定する

カーネルモードデバッグ環境には、ホストコンピューターとターゲットコンピューターの 2 台のコンピューターが通常あります。デバッガーはホストコンピューター上で実行され、デバッグ対象のコードはターゲットコンピューター上で実行されます。ホストとターゲットはデバッグケーブルで接続されます。

Windows デバッガーでは、次の種類のケーブルがサポートされています。

イーサネット
USB 2.0/USB 3.0
シリアル ("null モデム" とも呼ばれます)

速度と信頼性を確保するには、イーサネットケーブルとローカルネットワークハブを使用する必要があります。次の図は、イーサネットケーブルを使用してデバッグするために接続されたホストコンピューターとターゲットコンピューターを示しています。

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

古いバージョンの Windows には、USB やシリアルケーブルなどの直接ケーブルを使用するというオプションがあります。

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

ホストコンピューターとターゲットコンピューターの設定方法の詳細については、「カーネルモードデバッグの手動での設定」を参照してください。

仮想マシン - VM

Hyper-V 仮想マシンへのデバッガーの接続については、「仮想マシンのネットワークデバッグの設定 - KDNET」を参照してください。

カーネルモードデバッグセッションを確立する

ホストとターゲットコンピューターを設定し、デバッグケーブルで接続したら、カーネルモードデバッグセッションを確立できます。セットアップで使用したものと同じトピックの手順に従います。たとえば、イーサネット経由でデバッグするためのホストコンピューターとターゲットコンピューターを設定する場合は、次の記事でカーネルモードデバッグセッションを確立する手順を確認できます。

KDNET ネットワークカーネルデバッグの自動設定

WinDbg の使用を開始する

ホストコンピューターで WinDbg を開き、ターゲットコンピューターとのカーネルモードデバッグセッションを確立します。
デバッガーのドキュメント CHM ファイルを開くには、[ヘルプ] メニューに移動して [コンテンツ] を選択します。デバッガーのドキュメントは、Windows 用デバッグツールでオンラインでも入手できます。
カーネルモードデバッグセッションを確立する際、WinDbg が自動的にターゲットコンピューターを中断する可能性があります。 WinDbg が中断されない場合は、[デバッグ] メニューに移動して [中断] を選択します。
[WinDbg] ウィンドウの下部にあるコマンドラインに、次のコマンドを入力します。

.sympath srv*

出力は次の例のようになります。
```
Symbol search path is: srv*
Expanded Symbol search path is: cache*;SRV*https://msdl.microsoft.com/download/symbols
```
シンボルの検索パスにより、シンボル (PDB) ファイルを検索する場所が WinDbg に指示されます。デバッガーには、関数名や変数名など、コードモジュールに関する情報を取得するためのシンボルファイルが必要です。

次のコマンドを入力して、シンボルファイルの初期検索と読み込みを行うよう WinDbg に指示します。

.reload

読み込まれたモジュールの一覧を取得するには、次のコマンドを入力します。

出力は次の例のようになります。

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)
...

ターゲットコンピューターの実行を開始するには、次のコマンドを入力します。

g
もう一度中断するには、[デバッグ] メニューに移動して [中断] を選択します。

次のコマンドを入力して、nt モジュール内の _FILE_OBJECT データ型を調べます。

dt nt!_FILE_OBJECT

出力は次の例のようになります。

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

次のコマンドを入力して、nt モジュール内のシンボルのいくつかを調べます。

x nt!*CreateProcess*

出力は次の例のようになります。

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>
...

次のコマンドを入力して、ブレークポイントを MmCreateProcessAddressSpace に設定します。

bu nt!MmCreateProcessAddressSpace

ブレークポイントが設定されていることを確認するには、次のコマンドを入力します。

bl

出力は次の例のようになります。
```
0:000>0: kd> bu nt!MmCreateProcessAddressSpace
0: kd> bl
0 e fffff800`02e03904     0001 (0001) nt!MmCreateProcessAddressSpace
```
「g」を入力してターゲットコンピューターを実行します。
ターゲットコンピューターがデバッガーを中断しない場合は、ターゲットコンピューター上でいくつかのアクションを実行します (メモ帳を開くなど)。 MmCreateProcessAddressSpace が呼び出されると、ターゲットコンピューターはデバッガーを中断します。スタックトレースを表示するには、次のコマンドを入力します。

.reload

k

出力は次の例のようになります。
```
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
```
[表示] メニューの [逆アセンブリ] をクリックします。

[デバッグ] メニューの [ステップオーバー] を選択します (または F10 キーを押します)。 [逆アセンブル] ウィンドウを見ながら、ステップコマンドをさらに数回入力します。
次のコマンドを入力して、ブレークポイントをクリアします。

bc *

「g」を入力してターゲットコンピューターを実行します。もう一度中断するには、[デバッグ] メニューに移動して [中断] を選択するか、Ctrl キーを押しながら Break キーを押します。

すべてのプロセスの一覧を取得するには、次のコマンドを入力します。

!process 0 0

出力は次の例のようになります。

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

1 つのプロセスのアドレスをコピーし、次のコマンドを入力します。

!process Address 2

例: !process ffffe00000d5290 2

出力は、プロセス内のスレッドを示します。

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

1 つのスレッドのアドレスをコピーし、次のコマンドを入力します。

!thread Address

例: !thread ffffe00000e6d080

出力は、個々のスレッドに関する情報を示します。

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
...

プラグアンドプレイデバイスツリー内のデバイスノードをすべて表示するには、次のコマンドを入力します。

!devnode 0 1

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)
...

デバイスノードとそのハードウェアリソースを表示するには、次のコマンドを入力します。

!devnode 0 9

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
...

ディスクのサービス名を持つデバイスノードを表示するには、次のコマンドを入力します。

!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)
...

!devnode 0 1 の出力には、ノードの物理デバイスオブジェクト (PDO) のアドレスが表示されます。物理デバイスオブジェクト (PDO) のアドレスをコピーし、次のコマンドを入力します。

!devstack PdoAddress

例: <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  
```

ドライバー disk.sysに関する情報を取得するには、次のコマンドを入力します。

!drvobj disk 2

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

!drvobj の出力には、ディスパッチルーチンのアドレスが表示されます。たとえば、CLASSPNP!ClassGlobalDispatch のようにします。ブレークポイントを ClassGlobalDispatch に設定して確認するには、次のコマンドを入力します。

bu CLASSPNP!ClassGlobalDispatch

bl

g を入力してターゲットコンピューターを実行します。

ターゲットコンピューターがデバッガーをすぐに中断しない場合は、ターゲットコンピューター上でいくつかのアクションを実行します (メモ帳を開いたり、ファイルを保存したりするなど)。 ClassGlobalDispatch が呼び出されると、ターゲットコンピューターはデバッガーを中断します。スタックトレースを表示するには、次のコマンドを入力します。

.reload

k

出力は次の例のようになります。
```
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
...
```
デバッグセッションを終了するには、次のコマンドを入力します。

qd

コマンドのまとめ

[ヘルプ] メニューの [コンテンツ] コマンド
.sympath (シンボルパスの設定)
.reload (モジュールの再読み込み)
x (シンボルの検証)
g (実行)
dt (型の表示)
[デバッグ] メニューの [中断] コマンド
lm (読み込まれたモジュールの一覧表示)
k (スタックバックトレースの表示)
bu (ブレークポイントの設定)
bl (ブレークポイントの一覧)
bc (ブレークポイントのクリア)
[デバッグ] メニューの [ステップイン] コマンド (F11)
!process
!thread
!devnode
!devstack
!drvobj
qd (終了してデタッチ)

WinDbg の概要 (カーネルモード)

カーネル ]モードのデバッグを設定する

仮想マシン - VM

カーネルモードデバッグセッションを確立する

WinDbg の使用を開始する

コマンドのまとめ

関連項目

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