Windows ドライバーの不具合を見つけるための静的ドライバー検証ツールの使用

[アーティクル]
07/03/2024

静的ドライバー検証ツール (SDV) は、一連のインターフェイス規則とオペレーティングシステムのモデルを使用して、ドライバーが Windows オペレーティングシステムと正しく対話するかどうかを判断します。 SDV は、ドライバーの潜在的なバグを示す可能性があるドライバーコードの欠陥を検出します。

SDV は、WDM、KMDF、NDIS、または Storport のいずれかのドライバーモデルに準拠するカーネルモードドライバーを分析できます。詳細については、サポートされているドライバーおよび「ドライバーまたはライブラリが静的ドライバー検証ツールでサポートされているかどうかの判定」を参照してください。さらに、SDV では、上記のドライバーモデルに従わないドライバーの限られたサポート (null 逆参照などの一般的なエラーに重点を置いた厳しく制限された規則セット) が提供されます。

重要

SDV はサポートされなくなり、Windows 24H2 WDK または EWDK リリースでは SDV を使用できません。ビルド 26017 より新しい WDK では使用できません。また、Windows 24H2 RTM WDK には含まれていません。 SDV は、Windows 11 バージョン 22H2 EWDK (2023 年 10 月 24 日リリース) と Visual Studio ビルドツール 17.1.5 をからダウンロードすることで引き続き使用。 SDV を実行する Enterprise WDK のみを使用することをお勧めします。古いバージョンの標準 WDK を Visual Studio の最近のリリースと組み合わせて使用することはお勧めしません。これにより、分析エラーが発生する可能性があります。
今後、CodeQL はドライバーの主要な静的分析ツールになります。 CodeQL には、クエリ対象のデータベースとしてコードを扱う強力なクエリ言語が用意されているため、特定の動作やパターンなどに対するクエリを簡単に記述できます。 CodeQL の使用方法の詳細については、「 CodeQL と静的ツールロゴテストを参照してください。

ソースコードの準備

次の手順を使用して、分析用のコードを準備します。

関数ロール型を使用してドライバー提供の関数を宣言する

SDV では、関数ロール型宣言を使用して関数を宣言する必要があります。たとえば、DriverEntry ルーチンは、DRIVER_INITIALIZE 関数ロール型を使用して宣言する必要があります。
```
DRIVER_INITIALIZE DriverEntry;
```
宣言の後、コールバックルーチンを次のように実装 (または定義) します。
```
/
// Driver initialization routine
//
NTSTATUS
  DriverEntry(
    _In_ struct _DRIVER_OBJECT  *DriverObject,
    _In_ PUNICODE_STRING  RegistryPath
    )
  {
      // Function body
  }
```
サポートされている各ドライバーモデルには、ドライバーコールバック関数とディスパッチルーチンの一連の関数ロールの種類があります。これらの関数ロールの種類は、WDK ヘッダーファイルで宣言されています。たとえば、Wdm.h に表示されるDRIVER_INITIALIZEロールの種類の関数プロトタイプを次に示します。
```
/
// Define driver initialization routine type.
//
_Function_class_(DRIVER_INITIALIZE)
_IRQL_requires_same_
typedef
NTSTATUS
DRIVER_INITIALIZE (
    _In_ struct _DRIVER_OBJECT *DriverObject,
    _In_ PUNICODE_STRING RegistryPath
    );

typedef DRIVER_INITIALIZE *PDRIVER_INITIALIZE;
```
関数ロールの型は WDK ヘッダーファイルで既に定義されているため、コールバック関数をその型として宣言するだけで済みます。この場合は、DriverEntry を DRIVER_INITIALIZE 型として宣言します。ドライバーモデルの関数ロールの種類の完全な一覧については、「関数ロール型宣言の使用」を参照してください。

C/C++ 実行コード分析

ソースコードが準備されているかどうかを判断するには、Visual Studio でコード分析ツールを実行します。コード分析ツールは、SDV に必要な関数ロールの型宣言をチェックします。コード分析ツールは、見落とされた可能性のある関数宣言を特定したり、関数定義のパラメーターが関数ロール型のパラメーターと一致しない場合に警告したりするのに役立ちます。

Visual Studio でドライバーのプロジェクトを開きます。
[ビルド] メニューで、[ソリューションでコード分析を実行] をクリックします。

結果がコード分析ウィンドウに表示されます。見逃した可能性がある関数宣言を修正します。ソリューションをビルドするたびに実行されるようにコード分析ツールを構成することもできます。

次の表は、コード分析ツールがドライバーコードで検出する可能性がある警告の一部を示しています。静的ドライバー検証ツールを実行するには、ドライバーにこれらの欠陥がない必要があります。

C/C++ 警告のコード分析	説明
C28101	Drivers モジュールは、現在の関数が <function-type> の関数ではないと推測しました
C28022	この関数の関数クラスが、定義に使用された typedef の関数クラスと一致しません。
C28023	割り当てられている関数、または渡されている関数には、少なくとも 1 つのクラスに対する _Function_class_ annotation が必要です
C28024	割り当てられている関数ポインターが関数クラスで注釈を付けられています。これは関数クラス一覧には含まれません。
C28169	ディスパッチ関数<機能>には、_Dispatch_type_ アノテーションがありません
C28208	関数シグネチャが関数宣言と一致しません

静的ドライバー検証ツールの実行

Visual Studio でドライバープロジェクト (.vcxProj) ファイルを開きます。 Driver メニューから Launch Static Driver Verifier… をクリックします。

これにより、静的ドライバー検証ツールアプリケーションが開き、静的ドライバー検証ツールが分析を実行するタイミングを制御、構成、およびスケジュールできます。
ドライバーにライブラリが含まれている場合は、[ライブラリ] タブをクリックし、[ライブラリの追加] をクリックしてライブラリを追加します。

ライブラリのソースコードのディレクトリを参照し、プロジェクトファイル (.vcxProj) を選択します。ドライバーに含まれるすべてのライブラリを追加します。 SDV がドライバーを分析する前に、ライブラリを追加する必要があります。ドライバーの分析を開始すると、SDV は処理されていないライブラリも分析します。ライブラリが処理されると、グローバル SDV キャッシュに格納されます。詳細については、「静的ドライバー検証ツールでのライブラリ処理」を参照してください。
静的ドライバー検証ツールの構成設定を確認します。 [ 構成 ] タブをクリックします。

[プロジェクトの構成] プロジェクト構成には、Visual Studio で選択した構成とプラットフォームの設定が表示されます。

リソース ほとんどの場合、既定の設定を使用できます。 SDV がタイムアウト、ギブアップ、またはスペースアウトを報告する場合は、これらの設定を調整してみてください。詳細については、「静的ドライバー検証ツールのトラブルシューティングに関する推奨事項」を参照してください。

スケジュール 確認を開始する開始時刻を選択します。既定の設定では、[メイン] タブで [スタート] をクリックした直後に分析を開始します。ドライバーのサイズとその複雑さに応じて、静的分析の実行に時間がかかる場合があります。たとえば、1 日の終わりなど、最も都合の良いときに分析を開始するようにスケジュールすることができます。

Note

分析中にコンピューターがスリープ状態にならないように、コンピューターの電源管理計画を必ず確認してください。
[ルール] タブをクリックして、分析を開始するときに確認するドライバー API の使用規則を選択します。

静的ドライバー検証ツールは、分析しているドライバーの種類 (WDF、WDM、NDIS、または Storport) を検出し、ドライバーの種類の既定の規則のセットを選択します。ドライバーで SDV を初めて実行する場合は、既定の規則セットを実行する必要があります。

規則の詳細については、「DDI コンプライアンス規則」を参照してください。
静的分析を開始します。 [メイン] タブをクリックし、[スタート] をクリックします。 [スタート] をクリックすると、静的分析がスケジュールされていること、および分析の実行に時間がかかることを知らせるメッセージが表示されます。 OK をクリックして続行します。分析は、スケジュールした時刻に開始されます。

結果の表示と分析

静的分析が進むにつれて、SDV は分析の状態を報告します。分析が完了すると、SDV は結果と統計情報を報告します。ドライバーが API の使用規則を満たさなければ、結果は欠陥として報告されます。

問題が発生した場合は、警告とエラー ページに表示されます。 [ドライバーのプロパティ] ページには、特定のドライバープロパティのテストの結果が表示されます。ドライバーのプロパティテストは、分析をさらに修飾するためにドライバーの機能を識別するために使用されます。 ドライバーのプロパティの結果を使用して、ドライバーの予期されるプロパティとサポートされている機能を確認できます。

静的ドライバー検証ツールレポートで特定の欠陥を表示するには、[結果] ウィンドウの [ディフェクト] をクリックします。これにより、トレースビューアーが開き、規則違反のコードパスのトレースが表示されます。詳細については、「静的ドライバー検証ツールの結果の解釈」を参照してください。

Note

静的ドライバー検証ツールは、分析の結果と設定を保持します。結果をクリアするには、[クリーン] をクリックします。

静的ドライバー検証ツールの結果のトラブルシューティング

SDV が欠陥が見つからなかったと報告した場合は、[メイン] タブをチェックしてエントリポイントが検出されていることを確認します。ドライバーが関数の役割の種類を使用して関数を宣言しない場合、SDV はドライバーコードの欠陥を分析して見つけることができません。詳細については、関数の役割タイプ宣言の使用を参照してください。

SDV がタイムアウトを報告するか、有用な結果を返さなかった場合は、いくつかの SDV 構成オプションを変更することが必要になる場合があります。 SDV のトラブルシューティング方法の詳細については、静的ドライバー検証ツールのトラブルシューティングの推奨事項を参照してください。

ドライバーまたはライブラリが静的ドライバー検証ツールでサポートされているかどうかの判定

関数役割型宣言の使用

静的ドライバー検証ツールルール

コード分析ツール

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ソースコードの準備

静的ドライバー検証ツールの実行

結果の表示と分析

静的ドライバー検証ツールの結果のトラブルシューティング

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