使用 vmware+windbg 分析调试 windows 7 内核

用 google 可以搜出很多“如何使用 windbg 调试 windows 内核的”的教程。基本都差不多

  我根据搜出的教程，再总结一下将自己实验过程写出来。

★ 我的 vmware 版本是: 6.0.4 build-93057

★ windbg 版本是：6.11.0001.402 AMD64

★ bochs 版本是：2.4.2

★ 目标 windows 7 版本是：windows 7 ultimate x64 中文版

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  使用 vmware + windbg 就可以调试 windows 内核了，但是我喜欢还开上 bochs ，使用 bochs 很方便灵活。

  vmware 里的 guest OS 作为被调试对象，Host OS 里使用 windbg 作为调试者。

  guest OS 和 Host OS 通过 serial port 以 named pipe 方式作为联线。



一、在我的 vmware 上装上了最新的 windows 7 x64 中文旗舰版

  bochs 也装上了同样的 windows 7 x64 中文旗舰版。


1、vmware 的设置

  打开相应 vmware 虚拟机上的 “Virtaul Machine Settings”---> “Hardware”选项中 ----> 点击 “Add” 添加一个串口设备 Seiall Port ----> “Next” ----> 在 Serial Port 里选中“Output to named pipe” ----> “next” ----> “Finish”

  最后，回到 “Virtual Machine Settings”页面时，在“I/O Mode” 里选中“Yield CPU on poll” 这样 vmware 的设置就好了。

2、windbg 的使用

  在桌面上建一个便捷方式，命令行是：

  "C:\Program Files\Debugging Tools for Windows 64-bit\windbg.exe" -b -k com:port=\\.\pipe\com_1,baud=115200,pipe

  这样在开启 vmware 中的 windows 7 后运行这个便捷方式，windbg 与 guest OS “win7” 就建立成联线方式。

二、guest OS - win7 中设定


1、在 bootmgr 中下断点

  在 vista 及后续的 windows 已经取消了 ntldr 模块管理引导，转而以 bootmgr 模块管理引导系统。

  在我的 windows 7中要设定在哪个部分进行调试。

  windws 7 可调试部分有 4 个：bootmgr 模块、winload 模块、WinResume 模块以及 windows 内核模块 Nt 模块

可以在上述的 4 个模块下断点进行调式

例：在 bootmgr 下断点的话，可使用以下命令进行：

(1) 以管理员身份运行“命令提示符”

(2) 在“命令提示符”窗口中，输入以下命令：

bcdedit /set {bootmgr} bootdebug on
bcdedit /set {bootmgr} debugtype serial
bcdedit /set {bootmgr} debugport 1
bcdedit /set {bootmgr} baudrate 115200

在提示命令成功后，这样就在 windows7 中的 bootmgr 模块建立起可调试的机制。
在运行 windows7 时到达 bootmgr 时就停止加载，vmware 中是黑屏，它正等待 serial port 的响应，
运行 windbg 后，windbg 就和 windws 7 中的 bootmgr 建立起联线了

下面是我的 windbg 在 bootmgr 模式下断点的响应信息：

Microsoft (R) Windows Debugger Version 6.11.0001.402 AMD64
Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.

Opened
Waiting to reconnect...
BD: Boot Debugger Initialized
Connected to Windows Boot Debugger 7600 x86 compatible target at (Thu Nov 26 21:05:14.787 2009 (GMT+8)), ptr64 FALSE
Kernel Debugger connection established.  (Initial Breakpoint requested)
Symbol search path is: *** Invalid ***
****************************************************************************
* Symbol loading may be unreliable without a symbol search path.           *
* Use .symfix to have the debugger choose a symbol path.                   *
* After setting your symbol path, use .reload to refresh symbol locations. *
****************************************************************************
Executable search path is:
*********************************************************************
* Symbols can not be loaded because symbol path is not initialized. *
*                                                                   *
* The Symbol Path can be set by:                                    *
*   using the _NT_SYMBOL_PATH environment variable.                 *
*   using the -y argument when starting the debugger. *
*   using .sympath and .sympath+                                    *
*********************************************************************
*** ERROR: Module load completed but symbols could not be loaded for bootmgr
Windows Boot Debugger Kernel Version 7600 UP Free x86 compatible
Machine Name:
Primary image base = 0x00400000 Loaded module list = 0x00491b80
System Uptime: not available
Break instruction exception - code 80000003 (first chance)
bootmgr+0x436bc:
004436bc cc              int     3

这段信息中，看到：

★ Opened \\.\pipe\com_1

  windbg 打开了 serial port

★ Symbol search path is: *** Invalid ***

  目前模式的符号不可用

★ Primary image base = 0x00400000 Loaded module list = 0x00491b80

  bootmgr 被加载到基地址是 0x00400000

★ bootmgr+0x436bc:

  目前处在 bootmgr 模块中

2、在 winload 模块下断点

同样在“命令提示符”中使用命令

bcdedit /enum

这条命令显示当前可用模块的 GUID

在我的系统上显示是：

Windows 启动管理器
------------------
标识符　　　　   {bootmgr}
device              partition=\Device\HarddiskVolume1
description         Windows Boot Manager
locale              zh-CN
inherit             {globalsettings}
debugtype           Serial
debugport           1
baudrate            115200
bootdebug           yes
default             {current}
resumeobject        {53a5f400-d7b9-11de-93c1-e9eb61f9eb4f}
displayorder        {current}
toolsdisplayorder   {memdiag}
timeout              30

Windows 启动加载器
------------------
标识符　　　　    {current}
device              partition=C:
path                \Windows\system32\winload.exe
description         Windows 7
locale              zh-CN
inherit             {bootloadersettings}
recoverysequence    {53a5f402-d7b9-11de-93c1-e9eb61f9eb4f}
osdevice            partitions=C:
systemroot          \Windows
resumeobject        {53a5f400-d7b9-11de-93c1-e9eb61f9eb4f}

winload 的 GUID 为 current

所以，用以下命令：

bcdedit /set {current} bootdebug on                  
bcdedit /set {current} debugtype serial
bcdedit /set {current} debugport 1
bcdedit /set {current} baudrate 115200

这样就在 winload 模块下了断点




3、在内核模块 Nt 模块下断点

  打开 windws 7 的“控制面板”----> “管理工具” ---> “系统配置” ---> 打开“引导”页面 ---> 点击“高级选项”

  ----> 在高级启动选项里，选中“调试” ----> 点击“确定”就行了。

  这样就在 nt 模块下了断点

三、 windbg 加载符号


  在 windbg 的 "File" ---> "Symbol File path" ---> 设定为：　SRV*d:\symbols*

  回到 windbg 命令行，使用命令 .reload　命令，可以自动加载符号




四、用 bochs 配合 windbg 调试

  bochs 做单独调试，与 windbg 无联系，但 bochs 可以在整个启动过程中设断点，这一点 windbg 做不到。

  windbg 的优点是可以查看符号。bochs 中看不符号，bochs+windbg 配合使用可以观察 windows7 启动的每个流程。