Windbg调试命令详解（1）

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1. 概述

用户成功安装微软Windows调试工具集后，能够在安装目录下发现四个调试器程序，分别是：cdb.exe、ntsd.exe、kd.exe和Windbg.exe。其中cdb.exe和ntsd.exe只能调试用户程序，Kd.exe主要用于内核调试，有时候也用于用户态调试，上述三者的一个共同特点是，都只有控制台界面，以命令行形式工作。

Windbg.exe在用户态、内核态下都能够发挥调试功能，尤其重要的是，它不再是命令行格式而是采用了可视化的用户界面。所以绝大部分情况下，我们在谈及Windows调试工具的时候，都直接指向Windbg，而不大谈及前三者。

Windbg在用户态和内核态下，都支持两种调试模式，即“实时调试模式（Living）”和“事后调试模式（Postmortem）”。所谓实时模式，是被调试的目标对象（Target）当前正在运行当中，调试器可以实时分析、修改被调试目标的状态，如寄存器、内存、变量，调试exe可执行程序或双击实时调试都属于这种模式；所谓事后模式，是被调试的目标对象（Target）已经结束了，现在只是事后对它保留的快照进行分析，这个快照称为转储文件（Dump文件）。

Windbg另一个重大优点，还在于它支持源码级的调试，就像VC自带的调试器一样。

虽然提供了用户界面，但Windbg归根结底还是需要用户一个个地输入命令来指挥其行动。这就是他的Command窗口。

每个调试命令都各有使用范围，有些命令只能用于内核调试，有些命令只能用于用户调试，有些命令只能用于活动调试。但用户也不必记得这许多，一旦在某个环境下，使用了不被支持的命令，都会显示“No export XXX found”的字样。就拿!process命令来说吧，它显示进程信息，但只能用于内核调试中，如果在用户调试中使用，就是下面的情景：

0:001> !process
No export process found

1.1 寻求帮助

我们首先来看如何在使用过程中获取有用的帮助。Windbg中的调试命令，分为三种：基本命令，元命令和扩展命令。基本命令和元命令是调试器自带的，元命令总是以“.”开头，而扩展命令是外部加入的，总是以感叹号“!”开头。各种调试命令成千上万，我们首先要想办法把它们都列举出来，并取得使用方法。

基本命令最少了，大概40个左右。列举所有的基本命令，使用如下命令：

• ?

元命令有一百多个，使用下面命令列举所有元命令：

• .help  [/D]

如使用“/D”参数，命令列表将以DML格式显示。DML是一种类似于HTML的标识语言，下面会讲到。下图以DML格式显示所以有字母a开头的元命令：

最后讲扩展命令。所谓扩展命令，顾名思义是可以“扩展”的。扩展命令从动态连接库中暴露出来，一般以DLL文件名来代表一类扩展命令集，首先我们要搜索出系统中有多少个这样的DLL文件，使用下面命令：

• .chain  [/D]

此命令能够给出一个扩展命令集的链表。和.help命令一样，也可以使用/D参数以DML格式显示。如下所示：

0:001> .chain
Extension DLL search Path:
    C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\x64\WINXP;
Extension DLL chain:
    dbghelp: image 6.2.9200.20512, API 6.2.6, built Fri Sep 07 13:45:49 2012
        [path: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\x64\dbghelp.dll]
    ext: image 6.2.9200.16384, API 1.0.0, built Thu Jul 26 10:11:33 2012
        [path: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\x64\winext\ext.dll]
    exts: image 6.2.9200.16384, API 1.0.0, built Thu Jul 26 10:15:20 2012
        [path: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\x64\WINXP\exts.dll]
    uext: image 6.2.9200.16384, API 1.0.0, built Thu Jul 26 10:15:09 2012
        [path: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\x64\winext\uext.dll]
    ntsdexts: image 6.2.9200.16384, API 1.0.0, built Thu Jul 26 10:16:01 2012
        [path: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\x64\WINXP\ntsdexts.dll]

            最上面两行显示了扩展模块的搜索路径。接下来共列出了六个Windbg自带的扩展模块：wdfkd、dbghellp、ext、exts、uext和ntsdexts。可以查看到这些扩展模块的版本信息、镜像文件路径。如何列出某个扩展库中所包含的扩展命令列表呢？绝大部分扩展模块可使用如下命令：

• !模块名.help

此外，扩展命令模块是可“扩展”的。如果读者从第三方处获取，或自己编写了一个扩展调试模块，则可通过.load/.unload命令动态加载/卸载。

1.2 DML语言

DML（Debugger Markup Language调试器标记语言）像HTML一样，可从一处链接到另一处。不同处在于，DML的链接内容需要用户点击后才会动态生成。一般用来以精简方式显示大量信息和扩展功能。

DML有很多实用的功能，如果使用者一时不知道从何下手，最好就是输入.dml_start命令，开始DML之旅。

DML链接以更加可视化的方式，引导用户查看调试信息，使得调试工具的使用相比纯指令格式而言，更为友好。DML如同是对原指令的一层轻微的包装一样，让生硬的指令更加温和了。所以建议读者总是把DML默认开启。

• .prefer_dml  1

开始DML。

• .prefer_dml  0

关闭DML。

一旦开启DML后，像k等支持DML的调试命令，将默认以DML格式显示输出内容。

DML还能以一种很特殊的方式为函数画流程图。它主要的原理是使用反汇编，类似于uf，但在逻辑分支处，它会停止反汇编并显示分支让用户选择。另外，它能显示汇编代码对应的行号，这一点真的非常好。如果稍加精进，他就能画出非常漂亮的流程图了。他的一个特点是反汇编的顺序是从后往前推。只要细想一想，就会觉得很有道理。如果正推的话，分支太多；而反推则分支顺序在用户的参与下（即用户进行分支选择），是固定了的。

• .dml_flow  FindAllInfFilesA  FindAllInfFilesA+30

这是一个非常简单、实用的例子，对Kernel32库中的FindAllInfFilesA接口函数进行反汇编，效果类似uf命令却更强大。

1.3 基本信息

本节讲解和调试器软件本身相关的命令，比如：查看软件版本、启动参数，以及最基本的软件设置命令。首先看版本命令：

• version

此命令显示操作系统的版本信息以及Windbg本身的版本信息，Windbg的配置和操作系统密切相关，所以将操作系统的版本信息一并显示出来是很有必要的。在内核环境与用户环境下运行此命令，会得到不同的输出。下图为内核环境下输出结果：

0:001> version
Windows 7 Version 7601 (Service Pack 1) MP (8 procs) Free x64
Product: WinNt, suite: SingleUserTS
kernel32.dll version: 6.1.7601.18015 (win7sp1_gdr.121129-1432)
Machine Name:
Debug session time: Thu Aug 22 10:11:04.000 2013 (UTC + 8:00)
System Uptime: 14 days 17:26:44.613
Process Uptime: 14 days 17:14:25.000
  Kernel time: 0 days 0:09:02.000
  User time: 0 days 0:42:36.000
Full memory user mini dump: C:\Users\mozhang\AppData\Local\Temp\dwm.DMP

Microsoft (R) Windows Debugger Version 6.2.9200.16384 AMD64
Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.

除了Windbg版本信息，上面的输出中还包括目标系统信息。如果纯粹是为了查看目标系统的版本信息，可使用下面的vertarget命令：

• vertarget

Windbg支持对多个调试系统中的多个调试目标同时进行调试。上面我们通过version或vertarget命令列出了当前调试系统的版本信息，还可以查看当前目标系统的状态：

• ||

如Windbg中同时打开多个调试对象，“||”命令将列出对象列表。笔者为了演示此种情况，先在Windbg中开启Local Debug环境，然后两次调用.opendump命令打开两个DUMP文件，这样就同时拥有了三个被调试的目标对象。下图显示了这个情况：

上图中的活动对象是0号对象（可从数字0前面的小数点看出）。调试器需要在多个调试目标之间进行切换的话，使用“s”参数。如要切换到1号目标可使用下面的命令：

• ||  1  s

最后一个命令用来查看系统时间。这包括系统当前时间，以及系统正常运行持续时间；用户模式下还会显示当前进程的持续时间。命令格式如下：

• .time

0:001> .time
Debug session time: Thu Aug 22 10:11:04.000 2013 (UTC + 8:00)
System Uptime: 14 days 17:26:44.613 // 系统运行时间
Process Uptime: 14 days 17:14:25.000// 当前进程运行时间
  Kernel time: 0 days 0:09:02.000
  User time: 0 days 0:42:36.000

1.4 基本设置

首先看一个清屏命令：

• .cls

当命令窗口中的内容太乱的时候，这个命令帮你快刀斩乱麻。

下面看一个设置默认数字进制的命令：

• n  [8|10|16]

软件默认是16进制，但有时候我们也需要把默认进制改成八进制或十进制的。下面尝试在八进制下面求数字11的值，如下：

0:001> n 8
base is 8
0:001> ? 11
Evaluate expression: 9 = 00000000`00000009

最后再来说一个处理器模式指令。关于处理器模式很值得一说，很重要。处理器模式的设置，反映了Windbg软件的强大。举例来说，主机为32位的系统，却可以同时调试X86、IA64、X64的目标系统——前提是先将主机的处理器模式设置正确了。可用处理器模式值有：x86、adm64、ia64、ebc。

• .effmach  x86

命令.effmach表示Effective Machine Type，即有效的机器类型。此命令将当前的处理器模式设置为x86模式。

1.5 格式化显示

将一个整数以各种格式显示，包括：16进制、10进制、8进制、二进制、字符串、日期、浮点数等。是不是很方便？这个命令是：

• .formats  整数

下面以0x123abc为例：

0:001> .formats 0x123abc
Evaluate expression:
  Hex:     00000000`00123abc
  Decimal: 1194684
  Octal:   0000000000000004435274
  Binary:  00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00010010 00111010 10111100
  Chars:   ......:.
  Time:    Thu Jan 15 03:51:24 1970
  Float:   low 1.67411e-039 high 0
  Double:  5.90252e-318

1.6 开始调试

现在领大家进入调试阶段。首先看看如何让调试器附载到一个已运行的进程中去？比如IE软件在运行过程中发生了崩溃，打开Windbg后如何调试呢？第一步就是把Windbg附载到发生崩溃的IE进程上。使用如下命令格式：

• .attach  PID

或者通过Windbg的启动参数进行挂载：

• Windbg –p PID

上面两个命令中，PID指定了进程ID。如果觉得指定PID不方便，也可以通过进程名进行挂载：

• Windbg -pn 进程名

比如挂载到记事本就可以这样：

windbg –pn notepad.exe

上面的命令是把调试器挂载到已经存在的进程上，另外调试器可以创建新进程并对它进行调试，这二者使用了不同的侵入方法。使用下面的命令：

• .create 程序启动命令行

或者Windbg启动参数

• Windbg 程序启动命令行

比如创建并调试一个记事本子进程，可用.create notepad或者windbg notepad命令。也可以打开Windbg后，在File菜单中选择“Open Executable…”启动Notepad子进程，但这个选项只能被执行一次（之后会灰掉）。

使用上述命令可将调试器连续附载到多个进程，也就是说，能够同时调试多个进程，这一点看上去很神奇哦。下例中，调试器先创建子程序IOCTL.exe，然后又调用.attach命令附加到记事本进程，使用命令“|”列出所有被调试进程。

读者可能会奇怪，多个进程同时调试怎么兼顾呢？只要有一个切换指令就可以了，这样就能够切换到任意的进程（令其为当前进程）并对之进行调试。比如上图显示1号进程为当前进程（注意1前面的小点），如何将当前进程切换到0号进程呢？可以使用进程列表命令“|”轻松切换，比如：

• |  0  s

此命令把当前调试环境切换到0号IOCTL.exe进程。另外需注意的是，多个用户进程调试目标都处于同一个调试会话中，使用“||”命令会看到，它们属于同一个 “Live user mode”调试会话。

下面看dump文件调试，使用命令：

• .opendump  文件名

此命令打开一个dump文件，并建立一个DUMP调试会话。如何手动创建一个dump文件呢？比如在调试过程中，遇到了无法解决的问题，希望获得异地帮助，则把当前调试环境保存到Dump文件中发送给能提供帮助的人，不失为一种好办法。

• .dump  文件名

Dump文件一般以.dmp为后缀，系统生成的Dump文件都默认以.dmp为后缀的，但使用.dump命令时，使用者可以设置任意后缀，甚至无后缀。下例中，首先为当前进程生成一个dump文件保存到a.txt中（即后缀名为.txt），然后将之打开并分析：

0:001> .dump a.txt
Creating a.txt - mini user dump
Dump successfully written
0:001> .opendump a.txt
Loading Dump File [C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.0\Debuggers\a.txt]
User Mini Dump File: Only registers, stack and portions of memory are available

Opened 'a.txt' // 打开成功

上文讲到进程挂载命令，当需要解除挂载时，可使用解挂命令，如下：

• .detach

此命令结束当前调试会话， Windbg解除和被调试进程之间的调试关系（不管是通过挂载，还是通过创建方式建立的调试关系），解挂后，被调试进程能够独立运行；如果当前的调试会话是一个Dump文件，此命令直接结束对dump文件的调试，即结束调试会话。

如果需要彻底结束调试，下面的命令更有用：

• q | qq | qd

q是Quit的缩写。结束当前调试会话，并返回到最简单的工作空间，甚至把命令行界面也关闭掉。q和qq两个命令将结束（close）被调试的进程，qd不会关闭调试进程，而是进行解挂操作。

双机调试的时候，如果你感觉调试已经陷入僵局，比如目标机Hang住了动都动不了，此时通过主机让目标机强制宕机或重启，不失为一个好主意。

• .crash
• .reboot

crash命令能引发一个系统蓝屏，并生成dump文件；而.reboot使系统重启，不产生dump文件。