Windows內(nèi)核調(diào)試器原理淺析(三)
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NTSTATUS DebugService(
ULONG ServiceClass,
PVOID Arg1,
PVOID Arg2
)
{
NTSTATUS Status;
__asm {
mov eax, ServiceClass
mov ecx, Arg1
mov edx, Arg2
int 0x2d
int 0x3
mov Status, eax
}
return Status;
}
ServiceClass可以是BEAKPOINT_PRINT(0x1)、BREAKPOINT_PROMPT(0x2)、BREAKPOINT_LOAD_SYMBOLS(0x3)、BREAKPOINT_UNLOAD_SYMBOLS(0x4)。為什么后面要跟個(gè)int 0x3,M$的說法是為了和int 0x3共享代碼(我沒弄明白啥意思-_-),因?yàn)閕nt 0x2d的陷阱處理程序是做些處理后跳到int 0x3的陷阱處理程序中繼續(xù)處理。但事實(shí)上對(duì)這個(gè)int 0x3指令并沒有任何處理,僅僅是把Eip加1跳過它。所以這個(gè)int 0x3可以換成任何字節(jié)。
int 0x2d和int 0x3生成的異常記錄結(jié)(EXCEPTION_RECORD)ExceptionRecord.ExceptionCode都是STATUS_BREAKPOINT(0x80000003),不同是int 0x2d產(chǎn)生的異常的ExceptionRecord.NumberParameters>0且ExceptionRecord.ExceptionInformation對(duì)應(yīng)相應(yīng)的ServiceClass比如BREAKPOINT_PRINT等。事實(shí)上,在內(nèi)核調(diào)試器被掛接后,處理DbgPrint等發(fā)送字符給內(nèi)核調(diào)試器不再是通過int 0x2d陷阱服務(wù),而是直接發(fā)包。用M$的話說,這樣更安全,因?yàn)椴挥谜{(diào)用KdEnterDebugger和KdExitDebugger。
最后說一下被調(diào)試系統(tǒng)和內(nèi)核調(diào)試器之間的通信。被調(diào)試系統(tǒng)和內(nèi)核調(diào)試器之間通過串口發(fā)數(shù)據(jù)包進(jìn)行通信,Com1的IO端口地址為0x3f8,Com2的IO端口地址為0x2f8。在被調(diào)試系統(tǒng)準(zhǔn)備要向內(nèi)核調(diào)試器發(fā)包之前先會(huì)調(diào)用KdEnterDebugger暫停其它處理器的運(yùn)行并獲取Com端口自旋鎖(當(dāng)然,這都是對(duì)多處理器而言的),并設(shè)置端口標(biāo)志為保存狀態(tài)。發(fā)包結(jié)束后調(diào)用KdExitDebugger恢復(fù)。每個(gè)包就象網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包一樣,包含包頭和具體內(nèi)容。包頭的格式如下:
typedef struct _KD_PACKET {
ULONG PacketLeader;
USHORT PacketType;
USHORT ByteCount;
ULONG PacketId;
ULONG Checksum;
} KD_PACKET, *PKD_PACKET;
PacketLeader是四個(gè)相同字節(jié)的標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)發(fā)來的包,一般的包是0x30303030,控制包是0x69696969,中斷被調(diào)試系統(tǒng)的包是0x62626262。每次讀一個(gè)字節(jié),連續(xù)讀4次來識(shí)別出包。中斷系統(tǒng)的包很特殊,包里數(shù)據(jù)只有0x62626262。包標(biāo)識(shí)符后是包的大小、類型、包ID、檢測碼等,包頭后面就是跟具體的數(shù)據(jù)。這點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)陌芟嗨?。還有一些相似的地方比如每發(fā)一個(gè)包給調(diào)試器都會(huì)收到一個(gè)ACK答復(fù)包,以確定調(diào)試器是否收到。若收到的是一個(gè)RESEND包或者很長時(shí)間沒收到回應(yīng),則會(huì)再發(fā)一次。對(duì)于向調(diào)試器發(fā)送輸出字符串、報(bào)告SYMBOL情況等的包都是一接收到ACK包就立刻返回,系統(tǒng)恢復(fù)執(zhí)行,系統(tǒng)的表現(xiàn)就是會(huì)卡那么短短一下。只有報(bào)告狀態(tài)的包才會(huì)等待內(nèi)核調(diào)試器的每個(gè)控制包并完成對(duì)應(yīng)功能,直到發(fā)來的包包含繼續(xù)執(zhí)行的命令為止。無論發(fā)包還是收包,都會(huì)在包的末尾加一個(gè)0xaa,表示結(jié)束。
現(xiàn)在我們用幾個(gè)例子來看看調(diào)試流程。
記得我以前問過jiurl為什么WinDBG的單步那么慢(相對(duì)softICE),他居然說沒覺得慢?*$&$^$^(&(&(我ft。?!,F(xiàn)在可以理解為什么WinDBG的單步和從操作系統(tǒng)正常執(zhí)行中斷下來為什么那么慢了。單步慢是因?yàn)槊繂尾揭淮纬吮匾奶幚硗?,還得從串行收發(fā)包,怎么能不慢。中斷系統(tǒng)慢是因?yàn)橹挥械鹊綍r(shí)鐘中斷發(fā)生執(zhí)行到KeUpdateSystemTime后被調(diào)試系統(tǒng)才會(huì)接受來自WinDBG的中斷包?,F(xiàn)在我們研究一下為什么在KiDispatchException里不能下斷點(diǎn)卻可以用單步跟蹤KiDispatchException的原因。如果在KiDispatchException中某處下了斷點(diǎn),執(zhí)行到斷點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)發(fā)生異常又重新回到KiDispatchException處,再執(zhí)行到int 0x3,如此往復(fù)造成了死循環(huán),無法不能恢復(fù)原來被斷點(diǎn)int 0x3所修改的代碼。但對(duì)于int 0x1,因?yàn)樗囊鹗且驗(yàn)镋FLAG寄存中TF位被置位,并且每次都自動(dòng)被復(fù)位,所以系統(tǒng)可以被繼續(xù)執(zhí)行而不會(huì)死循環(huán)。現(xiàn)在我們知道了內(nèi)部機(jī)制,我們就可以調(diào)用KdXXX函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)類似WinDBG之類的內(nèi)核調(diào)試器,甚至可以替換KiDebugRoutine(KdpTrap)為自己的函數(shù)來自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能更強(qiáng)大的調(diào)試器,呵呵。
評(píng)論