Windbg核心调试之dump分析

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文章标题：Windbg核心调试之dump分析
我的邮箱：Lvg2008@gmail.com
调试环境：winxp sp2+windbg ver:6.6.0007.5+vmware 5.5.2
一．Dump文件的产生，意义和类型
    当系统发生错误是，最常见的就是蓝屏（Blue screen），这时就会在系统目录下产生一个Dump文件，如MEMORY.DMP 。这个文件的主要意义在于分析系统错误发生的原因，以作出解决的方法。
   它可分为三种类型：
   1.完全内存转储。这个文件比较大，和物理内存相当，包含了程序崩溃前系统及用户模式下的所有信息。
   2.核心内存转储。这个文件大小约物理内存的三分之一，主要包含崩溃前系统内核的运行情况。一般为了分析内核错误，就选用这种文件。
   3.小内存转储。这个文件小，只有64k，刚好一个页面文件大小。它包含了相对比较少的信息，主要可用于微软的在线分析。
   以上三种形式的文件可以在我的电脑――〉鼠标右键――〉属性――〉高级――〉故障及恢复中设置。如下图：

 

二。Dump文件的强迫产生

( f% j5 q) R0 n+ O- D) `; d* }

   由于我们也不知道何时会产生一个系统错误，从而得到dump文件，所以当练习分析时，可认为强迫产生一个。一般有以下两个办法。
   1.双机联调。这里的双机可以是物理上的两台电脑，也可以是用虚拟机模拟。我想这里的大多数人应该选择后者，为啥？还不是money的问题~_^。当用windbg把被调试机联上以后，就可以用.crash命令产生一个蓝屏，当然之前要在被调试机里把dump产生的路径和类型设定好。还有另外一张办法，是通过修改注册表后，用键盘产生dump，但这种方法哪有第一种来的快，所以就不说了，感兴趣的可以查查windbg帮助文档看看。
   2.单机驱动产生。这种方法，不必用双机联调，在本机上就可以办到。由于驱动深入到了内核，它的要求非常苛刻，一个简单的除零操作就可引发蓝屏。但是驱动的编写与普通win32 api是有很大不同的，为了减轻负担，我直接运用一个现成的程序，是《Microsoft Windows Internals》作者写的Notmyfault（见附件）。它由Notmyfault.exe和Myfault.sys两部分组成。正如名字一样，引发蓝屏的不是Notmyfault.exe而是由他加载到内核中的Myfault.sys。如图:

3 q$ S1 l9 g& y; d

) @! r# l! O2 r' q: ?0 A1 ?: B

 
   我在这里两种方法都同时用了，先在虚拟机里执行Notmyfault，接着windbg立刻检测到了系统崩溃，并输出相关信息。 

' f* @0 K/ p' d! y% ^1 {

三。Dump文件的分析
    当按上面的方法运行后，windbg输出了以下内容：
*** Fatal System Error: 0x000000d1
                       (0xE1147008,0x0000001C,0x00000000,0xFBE93403)

  Break instruction exception - code 80000003 (first chance)

  A fatal system error has occurred.
  Debugger entered on first try; Bugcheck callbacks have not been   invoked.

  A fatal system error has occurred.

*******************************************************************************
*     

+ {( E6 _% ]* Y1 @

nbsp;   *
*                        Bugcheck Analysis                                    *
*                                                                             *
*******************************************************************************

Use !analyze -v to get detailed debugging information.

2.BugCheck D1, {e1147008, 1c, 0, fbe93403}

*** ERROR: Module load completed but symbols could not be loaded for myfault.sys
3.Probably caused by : myfault.sys ( myfault+403 )

Followup: MachineOwner
---------
nt!RtlpBreakWithStatusInstruction:
80527da8 cc              int     3
Kd:>  

上面这一段，有用的信息，如1和2两段，说明的是一个问题，都指明了BugCheck是D1，并给了四个参数，这里的D1可以在windbg文档的Bug Check Code Reference中查出其具体含义，也可用!analyze ?show D1命令查出。3说明引起的原因是myfault.sys模块。
接着在kd后输入!analyze ?v命令，这个命令是详细列出dump文件的信息。

windbg输出如下：
kd> !analyze -v
*******************************************************************************
*                                                                             *
*                        Bugcheck Analysis                                    *
*                                                                             *
*******************************************************************************

DRIVER_IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL (d1)  //指明Bugcheck D1,我们已看见过了
An attempt was made to access a pageable (or completely invalid) address at an
interrupt request level (IRQL) that is too high.  This is usually
caused by drivers using improper addresses.      //解释了错误的原因
If kernel debugger is available get stack backtrace.
Arguments:
Arg1: e1147008, memory referenced
Arg2: 0000001c, IRQL
Arg3: 00000000, value 0 = read operation, 1 = write operation
Arg4: fbe93403, address which referenced memory
                 //给出了相应的四个参数，第二列是代号，第三列是解释
Debugging Details:
------------------
READ_ADDRESS:  e1147008 aged pool       //上面的Arg1.

CURRENT_IRQL:  1c       //上面的Arg2

FAULTING_IP:     //指出发生错误时所执行的指令
myfault+403
fbe93403 8b06            mov     eax,dword ptr [esi]

DEFAULT_BUCKET_ID:  DRIVER_FAULT   //指出错误类型，是驱动错误

BUGCHECK_STR:  0xD1   //bugcheck索引，可查windbg文档，也可!analyze ?show D1

PROCESS_NAME:  NotMyfault.exe  //错误所属进程

TRAP_FRAME:  f9357b80 --(trap fffffffff9357b80)//错误时各寄存器的内容
ErrCode = 00000000
eax=00000000 ebx=8111f330 ecx=000000d1 edx=0000001c esi=e1147008 edi=00000000
eip=fbe93403 esp=f9357bf4 ebp=f9357c58 iopl=0         nv up ei pl zr na pe nc
cs=0008  ss=0010  ds=0023  es=0023  fs=0030  gs=0000             efl=00010246
myfault+0x403:
fbe93403 8b06            mov     eax,dword ptr [esi]  ds:0023:e1147008=????????
Resetting default scope

LAST_CONTROL_TRANSFER:  from 804f880d to 80527da8

STACK_TEXT: //反映了错误前堆栈中函数调用情况，最下面的0x7c801671处函数调用ntdll中的ZwDeviceIoControlFile，接着调用了ntdll中的KiFastSystemCallRet，再接着调用了nt（这里的nt指Ntoskrnl）中的KiFastCallEntry，一直到myfault+0x403，发生异常。
f9357734 804f880d 00000003 f9357a90 00000000 nt!RtlpBreakWithStatusInstruction
f9357780 804f93fa 00000003 e1147008 fbe93403 nt!KiBugCheckDebugBreak+0x19
f9357b60 80540853 0000000a e1147008 0000001c nt!KeBugCheck2+0x574
f9357b60 fbe93403 0000000a e1147008 0000001c nt!KiTrap0E+0x233
WARNING: Stack unwind information not available. Following frames may be wrong.
f9357c58 805759d1 ffb5c3b0 8111f318 811d9130 myfault+0x403
f9357d00 8056e33c 00000090 00000000 00000000 nt!IopXxxControlFile+0x5e7
f9357d34 8053d808 00000090 00000000 00000000 nt!NtDeviceIoControlFile+0x2a
f9357d34 7c92eb94 00000090 00000000 00000000 nt!KiFastCallEntry+0xf8
0012f9f0 7c92d8ef 7c801671 00000090 00000000 ntdll!KiFastSystemCallRet
0012f9f4 7c801671 00000090 00000000 00000000 ntdll!ZwDeviceIoControlFile+0xc
0012fa54 004018c2 00000090 83360018 00000000 0x7c801671


STACK_COMMAND:  kb

FOLLOWUP_IP: //反汇编了发生错误指令的代码
myfault+403
fbe93403 8b06            mov     eax,dword ptr [esi]

SYMBOL_STACK_INDEX:  4
FOLLOWUP_NAME:  MachineOwner
MODULE_NAME: myfault
IMAGE_NAME:  myfault.sys
DEBUG_FLR_IMAGE_TIMESTAMP:  43774e1d
SYMBOL_NAME:  myfault+403
FAILURE_BUCKET_ID:  0xD1_myfault+403
BUCKET_ID:  0xD1_myfault+403
Followup: MachineOwner
//以上几段看名字就知道了，是以上信息的重复没有多大价值。

四。总结
    通过以上的分析，知道了蓝屏的原因是Bugcheck D1引起的，是由于驱动程序读操作了过高的IRQL引起的。也知道了这个引发蓝屏的驱动程序是myfault.sys，属于notmyfaulf.exe的进程。还知道了蓝屏前bug程序myfault.sys的调用情况等多个有用信息，接着就可以在myfault.sys源程序中进行bug修改了。