[内核编程] VS2013 WDK8.1 开发，调试驱动（xp win7 亲测）

写在前面：      WIN10马上就要来了，随之而来的是VS2015；作为一个内核开发人员，微软大哥在”WDK7600“以后就不再提供独立的内核驱动开发包了，而是必须首先安装微软集成开发环境VS，然后再从微软官网下载集成的WDK开发包、或者离线安装包（地址：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware/hh852365.aspx）
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image.png file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(1).pngfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(2).png   

安装WDK后，本人使用的是WDK8.1（VS2012配置的是WDK8.0，也可以配置WDK8.1，都是一样的，没有什么区别），无脑下一步安装完成后，建立新工程，即可看到新的驱动工程项目。
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(3).png

其中提供了很多的模板，（WDM WDF，KWDM等等），大家可能感觉这些框架形式很复杂，其实这些框架的区别，主要在于设备驱动开发，例如WDM相对NT增加了即插即用电源管理，WDF封装了WDM接口变成类形式，隐藏驱动设备等对象，其他的类似应用层驱动框架等（其实就是dll）。本人作为内核安全开发人员，大部分时候根本不涉及到那些框架提供的功能，而且新框架的封装隐藏了底层对象信息等，有时候不够*，让我们实现一些功能的时候不太方便，所以我们还是主要使用NT式驱动。

编写驱动:
    SO，第一个问题来了，WDK8.1提供的模板中根本没有提供NT驱动模板，我们如何创建NT驱动呢?
解决：其实虽然没有提供NT模板，但是我们可以建立WDM空模板工程，然后再自己添加文件，编译，得到的也就是NT驱动了
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(4).png

建立工程后，首先会有两个工程，一个就是驱动工程，另外一个是package工程（这个是测试驱动安装的一个工程，对于我们来说其实没有什么用处，反正本人是没有使用过得，可以直接删除）。驱动工程中会帮你建立一个inf文件，NT是使用不到的（当然新一代的过滤驱动，例如 minifilter 是使用的，VS2013支持直接创建minifilter工程），可以直接删除。我们直接添加一个Driver.c（有很多人说使用C++开发驱动，但是本人还是觉得使用c开发比较适合，因为微软内核使用的也是C，而且C是能够直接操作内存，汇编之上的个人感觉最好的语言）添加一些简单的代码。
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(5).png
下面，编译，报错。。。。。没有关系，查看出错原因，无外乎一些警告被当做错误，或者一些函数参数没有被使用，导致编译不过，这些都是因为安全警告等级太高了，我们可以分两种方式解决：
（一） 将所有的警告和安全措施，全部都做到，例如没有使用的参数使用宏UNREFERENCED_PARAMETER，等等，当然做到这些，有时候基本没有办法写程序。
（二） 降低警告等级哦，
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(6).png
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(7).png
  

好了，我们再次尝试编译，编译过了。
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(8).png

调试驱动：
    VS2013提供集成IDE调试驱动，网上面有很多配置调试环境的帖子，在这里我先啰嗦解释两句：
（一） VS2013 调试启动，首先需要建立一个调试机工程
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(9).pngfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(10).png
  
（二） 选择添加一个目标计算机（Add New Computer），点击下一步，能够选择多种目标计算机类型，例如：
第一项Prevision Computer and Automatically Configura Debuggers：选择一个远程的真机，VS会在远程计算机上安装调试工具，设置调试环境，会重启几次。
第二项Provision Computer and choose debugger setting和第三项：可以自己选择调试方式（网络，串口，1394，USB）。即使不是使用网络进行调试，也要使用网线连接调试机和被调试机，因为VS在配置环境的时候需要使用网络进行配置和传输文件。


在这里我选择使用第三项，并且配置串口调试，因为，以前我们使用Windbg的时候也是配置串口调试的。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(11).png
 
OK，到这里，总结一下，我们能够编译驱动，然后直到调试驱动需要创建一个目标计算机，目标计算机可以是真机，也可能是虚拟机，当然现在不能证明。因为微软大哥告诉我们说，VS2012以后，不支持xp平台驱动编译，这个我们在选择驱动编译环境的时候，我们也看到了。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(12).png完全就没有xp，  OK不要紧，那我们先使用win7 32来调试实验下，启动虚拟机，不做任何设置，然后vs工程中我们直接像调试应用一样F5。
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(13).png

没有任何反应，虚拟机也没有断下来（也是，VS哪有那么智能，能够自动识别虚拟机），查了半天网上的资料，虚拟机需要设置端口哦，好的，按照网上的配置，虚拟机中添加一个虚拟串口（\\.\pipe\com_1），因为虚拟机中自带的虚拟打印机，占用虚拟串口一，所以，你有两个选择，一个删除该虚拟打印机，一个，添加别的虚拟串口（例如：\\.\pipe\com_2）,这里，我选择的是删除虚拟打印机。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(14).pngfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(15).png
  
好的，虚拟机已经开启了串口监听，再次启动虚拟机，我们再次F5调试
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(16).png

好吧，还是和原来，一样，怎么这个样子，又是一轮网上查资料，说什么的都有，类似下面的..........................................等等。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(17).pngfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(18).png
  
但是，以上种种，我均没有配置成功和测试成功，why？


此时我注意到一个细节。
 
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/enhtmlclip/Image(19).png
就是Debugger Immediate Window 窗口里面看着真是眼熟，我去，这个不就是WinDbg吗，那么难道VS2013里面是利用Windbg调试的？？？？？，好吧，我们在这里大胆的猜测下，那么就好办了，以前我们如何配置Windbg调试虚拟机呢，这个网上资料一大把，好吧，我就多说一些。


==========================WIn7 配置Windbg虚拟机内核调试===========================
第一步，虚拟机中配置串口（和上面一样，虚拟机中开放出一个虚拟管道串口，哈哈，和上面一样哦，原来越有信心了）。
第二步，虚拟机中的系统开启调试选项，因为Win7不像XP，需要手动开启调试选项：
2.1 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
(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


注意一个细节，bcdedit /set {bootmgr} debugport 1这一行最后的1 对应Serial Port 1，
所以如果是Serial Port 2 则设置为bcdedit /set {bootmgr} debugport 2 否则连不上。


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
 

2.2 在 winload 模块下断点：
做好了上面的配置，可以使用命令  "bcdedit /enum" 命令，查看当前可用模块GUID
 
看到了，我们刚才设置的哦

2.3 在内核模块 Nt 模块下断点：
WIN+R 打开运行输入msconfig打开启动配置对话框设置调试，请按照图片设置
  
至此虚拟机中的操作系统也设置好了，重启后生效。
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WIN7 Windbg虚拟机配置好了，以前我们使用Windbg的时候，我们就可以启动Windbg来连接虚拟机串口来调试了，在这里多说一句，网上有个人说，VS2013调试虚拟机中还需要安装，X:\Windows Kits\8.1\Remote\x64目录下的WDK Test Target Setup x64-x64_en-us（视虚拟机系统位数判断，32位系统请到x32下找相应文件）。
 
但是，我们Windbg的时候，可没有安装这个哦，那我们先不安装这个试试。
过程很慢，很慢，我一度以为卡死了，等了半天，不过终于过去了，此时点击暂停，又是很久，VS甚至提示了，不过只有第一次才这个样子哦
  
我们单步调试一下吧
 
 
 
看到了，单步调试正常，寄存器显示正常，命令窗口，输入命令正常，ok，这明显的，我们调试成功了。

那么我就大胆的确认了，VS2013调用的还是Windbg调试内核，只是在外面包了一层，其实本质都是一样哦。


下面一个新的问题，都说VS2013不能够调试xp，编写的驱动不能够在xp运行，但是Windbg可以调试xp，而WDK的版本更新只是库的更新，我们真的不能够在xp下运行吗？？？？


首先，我们还是按照Windbg配置虚拟机，来配置虚拟机
==========================WInXp 配置Windbg虚拟机内核调试==========================
第一步，还是开启虚拟调试串口，和win7一样。
第二步，配置虚拟系统中的 "boot.ini"的启动项：
如何编辑boot.ini: “开始--运行”，运行窗口上键入 sysdm.cpl，然后单击“确定”。  在“高级”选项卡上，单击“启动和故障恢复”下的“设置”。在“系统启动”下，单击“编辑”，这样即可对boot.ini文件进行编辑了。
 
在boot.ini中加入：multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional Debug" /fastdetect /debugport=com1 /baudrate=115200
 
XP中不需要msconfig允许调试选项，至此配置完成，重启选择，Microsoft Windows XP Professional Debug启动项即可。


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ok，我们试试F5吧，ok连接上了，当然，第一次还是很慢很慢，但是我们还是连接成功了。
 

这证明，VS2013是可以调试xp的哦，编写的驱动，也不一定不能够在xp下运行哦。


总结一把：
不管集成工具越出越新，但是内核环境一直都没有大的改变，只是增加一些安全机制，修改一些原始结构，提高效率等(Win10不知道，没有资格发言)，新的工具，配置越来越傻瓜化，但是他们底层利用的都是原始的调试工具，老的调试工具，我们都能使用的顺畅，新的工具，我们更能使用的顺畅，万变不离其宗。同样，编程也是一样，作为驱动开发人员，内核底层的机制变化不大，都是向下兼容的，我们初步了解的时候，可能很困难，但是一旦了解，以后的变化，学习将变得相对简单，万事开头难，坚持必成功。