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WinDbg の概要 (カーネルモード)

Windows デバッガー (WinDbg) は、Windows 用デバッグ ツールに含まれるカーネル モードおよびユーザー モードのデバッガーです。 この記事では、カーネル モード デバッガーとして WinDbg の使用を開始するのに役立つ演習を提供します。

WinDbg を取得するには、「 Windows デバッガー (WinDbg) をダウンロードしてインストールする」を参照してください。

カーネル ]モードのデバッグを設定する

A kernel-mode debugging environment typically has two computers, the host computer and the target computer. デバッガーはホスト コンピューター上で実行され、デバッグ対象のコードはターゲット コンピューター上で実行されます。 ホストとターゲットはデバッグ ケーブルで接続されます。

Windows デバッガーでは、次の種類のケーブルがサポートされています。

  • Ethernet
  • USB 3.0
  • Serial (also called null modem)

速度と信頼性を確保するには、イーサネット ケーブルとローカル ネットワーク ハブを使用する必要があります。 次の図は、イーサネット ケーブルを使用してデバッグ用に接続されたホストコンピューターとターゲット コンピューターを示しています。

デバッグ用のイーサネット ケーブルを使用して接続されたホスト コンピューターとターゲット コンピューターを示す図。

以前のバージョンの Windows のオプションは、シリアル ケーブルなどの直接ケーブルを使用することです。

デバッグ用のデバッグ ケーブルを使用して接続されたホスト コンピューターとターゲット コンピューターを示す図。

目的の構成のセットアップ手順に従って、プロセスを開始します。

カーネルモード デバッグ セッションを確立する

ホストとターゲット コンピューターを設定し、デバッグ ケーブルで接続したら、カーネルモードデバッグ セッションを確立できます。

セットアップ プロセスに使用した記事の手順に進みます。 たとえば、カーネル モード デバッグ用のイーサネット ケーブルを使用してデバッグするホストコンピューターとターゲット コンピューターを設定する場合は、「 KDNET ネットワーク カーネルデバッグを自動的に設定する」の手順に従います。

WinDbg でデバッグを開始する

デバッグ セッションでの WinDbg の使用を開始するには、次の手順に従います。

  1. ホスト コンピューターで WinDbg を開き、ターゲット コンピューターとのカーネルモード デバッグ セッションを確立します。

  2. Open the debugger documentation CHM (.chm) file by selecting Help>Contents.

    デバッガーのドキュメントは、Windows 用デバッグ ツールでもオンラインで入手できます。 詳細については、「 Windows デバッガーのインストール」を参照してください。

  3. カーネルモード デバッグ セッションを確立する際、WinDbg が自動的にターゲット コンピューターを中断する可能性があります。 If WinDbg doesn't break in, select Debug>Break.

  4. WinDbg ウィンドウの下部にあるコマンド ラインで、次のコマンドを実行します。

    1. .sympath (Symbol Path) コマンドを使用してシンボル パスを設定します。

      .sympath srv*
      

      出力は次の例のようになります。

      Symbol search path is: srv*
      Expanded Symbol search path is: cache*;SRV*https://msdl.microsoft.com/download/symbols
      

      The symbol search path tells WinDbg where to look for symbol program database (PDB) files (.pdb). デバッガーには、関数名や変数名など、コード モジュールに関する情報を取得するためのシンボル ファイルが必要です。

    2. Run the .reload command so WinDbg starts finding and loading symbols files.

      .reload
      
  5. View a list of loaded modules with the lm command.

    lm
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>3: kd> lm
    start               end                 module name
    fffff800`00000000   fffff800`00088000   CI            (deferred)
    ...
    fffff800`01143000   fffff800`01151000   BasicRender   (deferred)
    fffff800`01151000   fffff800`01163000   BasicDisplay  (deferred)
    ...
    fffff800`02a0e000   fffff800`03191000   nt  (pdb symbols) C:\...\ntkrnlmp.pdb
    fffff800`03191000   fffff800`03200000   hal (deferred)
    ...
    
  6. Start the target computer running again with the g (Go) command.

    g
    
  7. Break in to the target computer again by selecting Debug>Break.

  8. dt (Display Type) コマンドを実行し、nt モジュールで_FILE_OBJECTデータ型を調べます。

    dt nt!_FILE_OBJECT
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>0: kd> dt nt!_FILE_OBJECT
       +0x000 Type                 : Int2B
       +0x002 Size                 : Int2B
       +0x008 DeviceObject         : Ptr64 _DEVICE_OBJECT
       +0x010 Vpb                  : Ptr64 _VPB
       ...
       +0x0c0 IrpList              : _LIST_ENTRY
       +0x0d0 FileObjectExtension  : Ptr64 Void
    
  9. x (シンボルの検査) コマンドを実行し、nt モジュールのシンボルの一部を確認します。

    x nt!\*CreateProcess\*
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>0: kd> x nt!*CreateProcess*
    fffff800`030821cc   nt!ViCreateProcessCallbackInternal (<no parameter info>)
    ...
    fffff800`02e03904   nt!MmCreateProcessAddressSpace (<no parameter info>)
    fffff800`02cece00   nt!PspCreateProcessNotifyRoutine = <no type information>
    ...
    
  10. bu (ブレークポイントの設定) コマンドと bl (ブレークポイント リスト) コマンドを実行して、ブレークポイントを設定および確認します。

    bu コマンドを使用し、Windows 呼び出しで MmCreateProcessAddressSpace ルーチンにブレークポイントを設定します。 次に、 bl コマンドを実行し、ブレークポイントが設定されていることを確認します。

    bu nt!MmCreateProcessAddressSpace
    bl
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>0: kd> bu nt!MmCreateProcessAddressSpace
    0: kd> bl
    0 e fffff800`02e03904  0001 (0001) nt!MmCreateProcessAddressSpace
    
  11. g (Go) と入力して、ターゲット コンピューターを実行します。

    g
    

    Windows が MmCreateProcessAddressSpace ルーチンを呼び出すと、ターゲット コンピューターがデバッガーに割り込まれます。

    ターゲット コンピューターがデバッガーにすぐに中断されない場合は、ターゲット コンピューターでいくつかのアクションを実行します。 たとえば、メモ帳を開き、ファイルを保存します。

  12. .reloadおよび k (Display Stack Backtrace) コマンドを使用してスタック トレースを表示します。

    .reload
    k
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>2: kd> k
    Child-SP            RetAddr             Call Site
    ffffd000`224b4c88   fffff800`02d96834   nt!MmCreateProcessAddressSpace
    ffffd000`224b4c90   fffff800`02dfef17   nt!PspAllocateProcess+0x5d4
    ffffd000`224b5060   fffff800`02b698b3   nt!NtCreateUserProcess+0x55b
    ...
    000000d7`4167fbb0   00007ffd`14b064ad   KERNEL32!BaseThreadInitThunk+0xd
    000000d7`4167fbe0   00000000`00000000   ntdll!RtlUserThreadStart+0x1d
    
  13. Select View>Disassembly. Then select Debug>Step Over (or select F10).

    Enter step commands a few more times as you watch the output in the Disassembly window.

  14. bc (ブレークポイントクリア) コマンドを使用してブレークポイントをクリアします。

    bc *
    
  15. g (Go) と入力して、ターゲット コンピューターを実行します。

    g
    

    To break in again, select Debug>Break, or select CTRL-Break.

  16. View a list of all processes with the !process command:

    !process 0 0
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>0: kd> !process 0 0
    **** NT ACTIVE PROCESS DUMP ****
    PROCESS ffffe000002287c0
        SessionId: none  Cid: 0004    Peb: 00000000  ParentCid: 0000
        DirBase: 001aa000  ObjectTable: ffffc00000003000  HandleCount: <Data Not Accessible>
        Image: System
    
    PROCESS ffffe00001e5a900
        SessionId: none  Cid: 0124    Peb: 7ff7809df000  ParentCid: 0004
        DirBase: 100595000  ObjectTable: ffffc000002c5680  HandleCount: <Data Not Accessible>
        Image: smss.exe
    ...
    PROCESS ffffe00000d52900
        SessionId: 1  Cid: 0910    Peb: 7ff669b8e000  ParentCid: 0a98
        DirBase: 3fdba000  ObjectTable: ffffc00007bfd540  HandleCount: <Data Not Accessible>
        Image: explorer.exe
    
  17. ffffe00000d52900などのプロセスのアドレスをコピーし、!process コマンドを使用してプロセス情報を表示します。 <process-address>部分をプロセス アドレスに置き換えます。

    !process <process-address> 2
    

    ffffe00000d52900 プロセスの出力には、プロセス内の次のスレッドが表示されます。

    0:000>0:000>0: kd> !process ffffe00000d52900 2
    PROCESS ffffe00000d52900
        SessionId: 1  Cid: 0910    Peb: 7ff669b8e000  ParentCid: 0a98
        DirBase: 3fdba000  ObjectTable: ffffc00007bfd540  HandleCount:
         Image: explorer.exe
    
            THREAD ffffe00000a0d880  Cid 0910.090c  Teb: 00007ff669b8c000
                ffffe00000d57700  SynchronizationEvent
    
            THREAD ffffe00000e48880  Cid 0910.0ad8  Teb: 00007ff669b8a000
                ffffe00000d8e230  NotificationEvent
                ffffe00000cf6870  Semaphore Limit 0xffff
                ffffe000039c48c0  SynchronizationEvent
            ...
            THREAD ffffe00000e6d080  Cid 0910.0cc0  Teb: 00007ff669a10000
                ffffe0000089a300  QueueObject
    
  18. Copy the address for a thread, such as ffffe00000e6d080, and view the thread information with the !thread command. <thread-address>部分をスレッド アドレスに置き換えます。

    !thread <thread-ddress>
    

    ffffe00000e6d080 スレッドの出力には、次の概要情報が表示されます。

    0: kd> !thread ffffe00000e6d080
    THREAD ffffe00000e6d080  Cid 0910.0cc0  Teb: 00007ff669a10000 Win32Thread: 0000000000000000 WAIT: ...
        ffffe0000089a300  QueueObject
    Not impersonating
    DeviceMap                 ffffc000034e7840
    Owning Process            ffffe00000d52900       Image:         explorer.exe
    Attached Process          N/A            Image:         N/A
    Wait Start TickCount      13777          Ticks: 2 (0:00:00:00.031)
    Context Switch Count      2              IdealProcessor: 1
    UserTime                  00:00:00.000
    KernelTime                00:00:00.000
    Win32 Start Address ntdll!TppWorkerThread (0x00007ffd14ab2850)
    Stack Init ffffd00021bf1dd0 Current ffffd00021bf1580
    Base ffffd00021bf2000 Limit ffffd00021bec000 Call 0
    Priority 13 BasePriority 13 UnusualBoost 0 ForegroundBoost 0 IoPriority 2 PagePriority 5
    ...
    
  19. View all the device nodes in the Plug and Play device tree with the !devnode command:

    !devnode 0 1
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>0: kd> !devnode 0 1
    Dumping IopRootDeviceNode (= 0xffffe000002dbd30)
    DevNode 0xffffe000002dbd30 for PDO 0xffffe000002dc9e0
      InstancePath is "HTREE\ROOT\0"
      State = DeviceNodeStarted (0x308)
      Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
      DevNode 0xffffe000002d9d30 for PDO 0xffffe000002daa40
        InstancePath is "ROOT\volmgr\0000"
        ServiceName is "volmgr"
        State = DeviceNodeStarted (0x308)
        Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
        DevNode 0xffffe00001d49290 for PDO 0xffffe000002a9a90
          InstancePath is "STORAGE\Volume\{3007dfd3-df8d-11e3-824c-806e6f6e6963}#0000000000100000"
          ServiceName is "volsnap"
          TargetDeviceNotify List - f 0xffffc0000031b520  b 0xffffc0000008d0f0
          State = DeviceNodeStarted (0x308)
          Previous State = DeviceNodeStartPostWork (0x307)
    ...
    
  20. !devnode コマンドを使用して、デバイス ノードとそのハードウェア リソースを表示します。

    !devnode 0 9
    

    出力は次の例のようになります。

    0:000>...
            DevNode 0xffffe000010fa770 for PDO 0xffffe000010c2060
              InstancePath is "PCI\VEN_8086&DEV_2937&SUBSYS_2819103C&REV_02\3&33fd14ca&0&D0"
              ServiceName is "usbuhci"
              State = DeviceNodeStarted (0x308)
              Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
              TranslatedResourceList at 0xffffc00003c78b00  Version 1.1  Interface 0x5  Bus #0
                Entry 0 - Port (0x1) Device Exclusive (0x1)
                  Flags (0x131) - PORT_MEMORY PORT_IO 16_BIT_DECODE POSITIVE_DECODE
                  Range starts at 0x3120 for 0x20 bytes
                Entry 1 - DevicePrivate (0x81) Device Exclusive (0x1)
                  Flags (0000) -
                  Data - {0x00000001, 0x00000004, 0000000000}
                Entry 2 - Interrupt (0x2) Shared (0x3)
                  Flags (0000) - LEVEL_SENSITIVE
                  Level 0x8, Vector 0x81, Group 0, Affinity 0xf
    ...
    
  21. !devnode コマンドを使用して、サービス名が "disk" のデバイス ノードを表示します。

    !devnode 0 1 disk
    

    出力は次の例のようになります。

    0: kd> !devnode 0 1 disk
    Dumping IopRootDeviceNode (= 0xffffe000002dbd30)
    DevNode 0xffffe0000114fd30 for PDO 0xffffe00001159610
      InstancePath is "IDE\DiskST3250820AS_____________________________3.CHL___\5&14544e82&0&0.0.0"
      ServiceName is "disk"
      State = DeviceNodeStarted (0x308)
      Previous State = DeviceNodeEnumerateCompletion (0x30d)
    ...
    
  22. !devnode 0 1 コマンドの出力には、ノードの物理デバイス オブジェクト (PDO) のアドレスが表示されます。

    Copy the address of a PDO, such as 0xffffe00001159610, and view the PDO details with the !devstack command. <PDO-address>部分を PDO 情報に置き換えます。

    !devstack <PDO-address>
    

    PDO 0xffffe00001159610 スレッドの出力には、次のデバイス スタックが表示されます。

    0:000>0: kd> !devstack 0xffffe00001159610
      !DevObj           !DrvObj            !DevExt           ObjectName
      ffffe00001d50040  \Driver\partmgr    ffffe00001d50190  
      ffffe00001d51450  \Driver\disk       ffffe00001d515a0  DR0
      ffffe00001156e50  \Driver\ACPI       ffffe000010d8bf0  
    
  23. Get information about the disk.sys driver object with the !drvobj command and the driver name "disk":

    !drvobj disk 2
    

    出力には、ドライバー オブジェクトに関する詳細情報が表示されます。

    0:000>0: kd> !drvobj disk 2
    Driver object (ffffe00001d52680) is for:
     \Driver\disk
    DriverEntry:   fffff800006b1270 disk!GsDriverEntry
    DriverStartIo: 00000000
    DriverUnload:  fffff800010b0b5c CLASSPNP!ClassUnload
    AddDevice:     fffff800010aa110 CLASSPNP!ClassAddDevice
    
    Dispatch routines:
    [00] IRP_MJ_CREATE                      fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
    [01] IRP_MJ_CREATE_NAMED_PIPE           fffff80002b0ab24    nt!IopInvalidDeviceRequest
    [02] IRP_MJ_CLOSE                       fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
    [03] IRP_MJ_READ                        fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
    ...
    [1b] IRP_MJ_PNP                         fffff8000106d160    CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
    
  24. !drvobj コマンドの出力には、CLASSPNP!ClassGlobalDispatchなどのディスパッチ ルーチンのアドレスが表示されます。 次のコマンドを使用して、 ClassGlobalDispatch ルーチンでブレークポイントを設定して確認します。

    bu CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
    bl
    
  25. g (Go) と入力して、ターゲット コンピューターを実行します。

    g
    

    Windows が ClassGlobalDispatch ルーチンを呼び出すと、ターゲット コンピューターがデバッガーに割り込まれます。

    ターゲット コンピューターがデバッガーにすぐに中断されない場合は、ターゲット コンピューターでいくつかのアクションを実行します。または、メモ帳を開き、ファイルを保存します。

  26. 次のコマンドを使用してスタック トレースを表示します。

    .reload
    k
    

    出力は次の例のようになります。

    2: kd> k
    Child-SP          RetAddr           Call Site
    ffffd000`21d06cf8 fffff800`0056c14e CLASSPNP!ClassGlobalDispatch
    ffffd000`21d06d00 fffff800`00f2c31d volmgr!VmReadWrite+0x13e
    ffffd000`21d06d40 fffff800`0064515d fvevol!FveFilterRundownReadWrite+0x28d
    ffffd000`21d06e20 fffff800`0064578b rdyboost!SmdProcessReadWrite+0x14d
    ffffd000`21d06ef0 fffff800`00fb06ad rdyboost!SmdDispatchReadWrite+0x8b
    ffffd000`21d06f20 fffff800`0085cef5 volsnap!VolSnapReadFilter+0x5d
    ffffd000`21d06f50 fffff800`02b619f7 Ntfs!NtfsStorageDriverCallout+0x16
    ...
    
  27. qd (Quit and Detach) コマンドを使用して、デバッグ セッションを終了します。

    qd
    

コマンドのまとめ

この記事で説明するコマンドの詳細については、次のリンクを参照してください。

For more information about menu commands like Debug>Break and Help>Contents, see the Get started with WinDbg (user-mode) article.