Gflags: a simple guide
设置高级调试信息

gflags.exe -i program.exe [+/-]FLAGS

sls: Show loader snaps

Windows 的 dll 加载器 ldr 核心代码在 ntdll.dll 中,LdrLoadDll() 函数就是实现具体 dll 加载过程的入口函数。

ntdll.dll 中有一个未公开的 ShowSnap 全局变量,不同的 bit 位标识着不同的debug 功能支持。当 ShowSnap 的最低位为 1 时,就可以实现打印 ldr 的详细调试信息。

ldr 打印调试信息通过调用 ntdll.dll 中的 RtlRaiseException() 以异常信息来实现。在异常信息中设置异常代码为 DBG_PRINTEXCEPTION_C,然后调试器就能捕获该异常并显示 ldr 抛出的调试信息。

hpa: PageHeap

完全页堆

当分配一块内存时,通过调整内存块的分配位置,使其结尾恰好与系统分页边界对齐,然后在边界处再多分配一个不可访问的页作为保护区域。这样,一旦出现内存读/写越界时,进程就会Crash,从而帮助及时检查内存越界。

因为每次分配的内存都要以这种形式布局,尤其对于小片的内存分配,即使分配一个字节,也要分配一个内存页,和一个保留的虚拟内存页(注意在目前的实现中,这个用作边界保护区域的页从来不会被提交)。这就需要大量的内存,到底一个进程需要多少内存,很难估算,因此在使用 Page Heap 前,至少保证你的机器至少设置了 1G 以上虚拟内存。

正常页堆

正常页堆原理与 CRT 调试内存分配函数类似,通过分配少量的填充信息,在释放内存块时检查填充区域。来检测内存是否被损坏,此方法的优点是极大的减少了内存耗用量。缺点是只能在释放块时检测,不太好跟踪出错的代码位置。

一些特殊选项

/unaligned

这个选项只能用于完全页堆。当我们从普通堆管理器分配一块内存时,内存总是 8 字节对齐的,页堆默认情况下也会使用这个对齐规则,但是这会导致分配的内存块的结尾不能跟页边界精确对齐,可能存在 0-7 个字节的间隙,显然,对位于间隙范围内的访问是不会被立即发现。更准确的说,读操作将永远不能被发现,写操作则要等到内存块释放时校验间隙空间内的填充信息时才发现。/unaligned 用于修正这个缺陷,它指定页堆管理器不必遵守 8 字节对齐规则,保证内存块尾部精确对齐页边界。

需要注意的是,一些程序启用这个选项可能出现异常,例如IE和QQ就不支持。

/backwards

这个选项只能用于完全页堆。这个选项使得分配的内存块头部与页边界对齐(而不是尾部与边界对齐),通过这个选项来检查头部的访问越界。

/debug

指定一启动进程即 Attach 到调试器,对于那些不能自动生成 dump 的程序,是比较有用的选项。

页堆能处理的错误类型

错误类型 正常页堆 完整页堆
堆句柄无效 立即发现 立即发现
堆内存块指针无效 立即发现 立即发现
多线程访问堆不同步 立即发现 立即发现
realloc返回相同地址 90% 释放后发现 90% 立即发现
内存块重复释放 90% 立即发现 90% 立即发现
访问已释放的内存块 90% 释放后发现 90% 立即发现
访问块结尾之后的内容 在释放后发现 立即发现
访问块开始之前的内容 在释放后发现 立即发现

ust: User-mode Stack Trace Database

用户态栈回溯顾名思义就是在函数调用时保存调用栈的数据库,UMDH 程序用来存储它的数据:

umdh -pn:Program.exe -f:before.txt
// do something
umdh -pn:Program.exe -f:after.txt

Further Reading:

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Written by vainPointer on 08 August 2019