编写调试器。如何调试通过LoadLibray访问的DLL?

时间:2017-03-06 23:40:24

标签: debugging winapi assembly breakpoints createprocess

我主要使用CreateProcess编写自己的调试器并相应地访问DEBUG_EVENT结构以加载DLL,异常,线程等设置断点(来自源代码)

到目前为止,调试器还可以。当我在.EXE文件上设置断点时,以及当我调试DLL调用主机作为进程的目标时(类似于IDAPro所做的),一切正常。

例如:DLL包含一个名为“random”的导出,其伪代码如下:

DLL名称:RND.dll

Proc random::
   mov eax 1 ; (return 1) <---- I set a breakpoint here on the dll.
EndP

问题在于从LoadLibrary调用DLL 例如:

案例1)

调试器没问题:

主机(EXE)具有此伪代码 EXE名称:test.exe

Main:

call 'RND.Random' ; On a regular call to IAT the debug stops nicelly, since RND dll is part of the IAT table on the executable.
call 'KERNEL32.FreeLibrary' D$hLib
call 'Kernel32.ExitProcess' 0

因此,在加载RND.dll并激活调试器时,会打开OpenDialog,告知用户选择要加载它的主机(EXE)。在这种情况下test.exe

因此,当打开我在“随机”导出函数上设置断点的DLL时,调试器会在DLL上执行时正确停止。

但是......如果我的主机包含LoadLibrary,则调试器上的断点不会被激活 像这样:

案例2)
不工作。

EXE(主持人)现在有这个伪代码 例如:test2.exe

Main:

call 'KERNEL32.LoadLibraryA' {'RND.DLL',0} | mov D$hLib eax
call 'kernel32.GetProcAddress' eax, { B$ "Random", 0}
call eax
call 'KERNEL32.FreeLibrary' D$hLib
call 'Kernel32.ExitProcess' 0

当我打开DLL并将断点设置为“随机”函数时,调试器无法正常工作,因为导出的函数不是主机IAT的一部分。

如何以一种调试器可以“看到”间接调用的DLL函数的断点的方式将DLL附加到主机?

我尝试将DLL注入进程,但没有成功 创建流程的主要功能具有以下设置:

call 'KERNEL32.CreateProcessA' DebuggeeExe,
                               CommandLineString, &NULL, &NULL, &FALSE,
                               &CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE+&NORMAL_PRIORITY_CLASS+&DEBUG_PROCESS+&DEBUG_ONLY_THIS_PROCESS,
                               &NULL, DebuggeePath, STARTUPINFO, PROCESS_INFORMATION

如何解决这个问题? 在IDAPro上,它具有相同的功能。我的意思是我可以打开一个DLL,在地址上设置一个断点并调试它 但在这种情况下,会打开一个对话框,告诉我选择主机(EXE)。

IDAPro在这两种情况下都能正常工作。

  1. 当主机(EXE)直接调用DLL时,意味着它是IAT的一部分
  2. 当主机间接调用通过LoadLibrary
  3. 访问的DLL时

    我的调试器只能执行上面的第一个案例 如何解决这个问题?

    注意:我习惯于在汇编代码中编写代码,这部分代码来自我正在开发的名为RosAsm的汇编程序。但我无法使调试器适用于这些情况 如果有人可以使用WinAPI在C中提供此类功能的示例,那么将不胜感激。 (请不要使用C ++或.Net,因为我可以阅读C,但我无法使用.Net或C ++重现它,因为我无法阅读它)

    非常感谢,提前。

3 个答案:

答案 0 :(得分:3)

如何在使用LoadLibrary

加载的DLL中设置真正的断点

以下代码显示如何使用LoadLibrary加载的DLL中的x86断点指令INT 3设置实际断点。它处理LOAD_DLL_DEBUG_EVENT并将断点指令写入加载的DLL。该命令采用两个参数,DLL的名称和该DLL中导出函数的名称,以便在开头设置断点。 DLL的名称必须包含扩展名,但不能包含目录或驱动器号。如果程序有效,它将打印BREAKPOINT REACHED

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int
winperror(char const *prefix) {
    DWORD errid = GetLastError();
    PVOID *buf;
    fprintf(stderr, "%s: ", prefix);
    if (FormatMessage(FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM 
              | FORMAT_MESSAGE_IGNORE_INSERTS
              | FORMAT_MESSAGE_ALLOCATE_BUFFER,
              NULL, errid, 0, (LPTSTR) &buf, 0, NULL) != 0) {
        fprintf(stderr, "%s\n", (TCHAR *) buf);
    } else {
        fprintf(stderr, "unknown windows error %08lx\n", errid);
    }
    return -1;
}

static int 
install_breakpoint(HANDLE process, DWORD_PTR addr) {
    static char const int3 = 0xcc;
    if (WriteProcessMemory(process, (LPVOID) addr, &int3, 1, NULL) == 0) {
        return winperror("WriteProcessMemory");
    }
    printf("breakpoint set at address %p\n", (void *) addr);
    return 0;
}

static int
install_dll_breakpoint(HANDLE process, HMODULE module,
               char const *dll, char const *function) {
    HMODULE lmodule = LoadLibrary(dll);
    if (lmodule == NULL) {
        return winperror("LoadLibrary");
    }
    void *lproc = GetProcAddress(lmodule, function);
    if (lproc == NULL) {
        return winperror("GetProcAddress");
    }
    FreeLibrary(lmodule);
    /* The debugged process might load the DLL at a different
       address than the DLL in this process, but the offset of the
       function from base of the DLL remains the same in both
       processes.
    */
    DWORD_PTR offset = (DWORD_PTR) lproc - (DWORD_PTR) lmodule;
    DWORD_PTR proc = (DWORD_PTR) module + offset;

    return install_breakpoint(process, proc);
}

static int
get_file_name_from_handle(HANDLE file, char *buf, size_t len) {
    DWORD tmp[1 + 1024 / 2];
    if (GetFileInformationByHandleEx(file, FileNameInfo,
                     tmp, sizeof tmp) == 0) {
        return winperror("GetFileInformationByHandleEx");
    }
    FILE_NAME_INFO *info = (FILE_NAME_INFO *) tmp;
    int n = WideCharToMultiByte(CP_ACP, WC_NO_BEST_FIT_CHARS,
                    info->FileName, info->FileNameLength / 2,
                    buf, len - 1, NULL, NULL);
    if (n == 0) {
        return winperror("WideCharToMultiByte");
    }
    buf[n] = '\0';
    return 0;
}

int 
main(int argc, char **argv) {
    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "usage: %s dll function\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    static STARTUPINFO startup;
    PROCESS_INFORMATION process_info;

    startup.cb = sizeof startup;
    startup.lpReserved = NULL;
    startup.lpDesktop = NULL;
    startup.lpTitle = NULL;
    startup.dwFlags = 0;
    startup.cbReserved2 = 0;
    startup.lpReserved2 = NULL;

    static char const rundll32[] = "rundll32";
    char buf[1024];
    if (sizeof rundll32 + 1 + strlen(argv[1]) + 1 + strlen(argv[2])
        > sizeof buf) {
        fprintf(stderr, "DLL and/or function name too long\n");
        return 1;
    }
    strcpy(buf, rundll32);
    strcat(buf, " ");
    strcat(buf, argv[1]);
    strcat(buf, ",");
    strcat(buf, argv[2]);

    if (CreateProcess(NULL, buf, NULL, NULL, TRUE,
              DEBUG_PROCESS | DEBUG_ONLY_THIS_PROCESS, 0, NULL, 
              &startup, &process_info) == 0) {
        winperror("CreateProcess");
        return 1;
    }

    HANDLE process = process_info.hProcess;
    int first_breakpoint = 1;
    while(1) {
        DWORD continue_flag = DBG_EXCEPTION_NOT_HANDLED;
        DEBUG_EVENT event;

        if (WaitForDebugEvent(&event, INFINITE) == 0) {
            winperror("WaitForDebugEvent");
            return 1;
        }

        continue_flag = DBG_EXCEPTION_NOT_HANDLED;
        switch(event.dwDebugEventCode) {
        case EXCEPTION_DEBUG_EVENT:
            EXCEPTION_DEBUG_INFO *info = &event.u.Exception;
            EXCEPTION_RECORD *exp = &info->ExceptionRecord;
            if (exp->ExceptionCode == EXCEPTION_BREAKPOINT) {
                if (first_breakpoint) {
                    printf("PROCESS STARTED\n");
                    first_breakpoint = 0;
                    continue_flag = DBG_CONTINUE;
                } else {
                    printf("BREAKPOINT REACHED %p\n",
                           exp->ExceptionAddress);
                    TerminateProcess(process, 0);
                    return 0;
                }
            } 
            break;

        case CREATE_PROCESS_DEBUG_EVENT:
            CloseHandle(event.u.CreateProcessInfo.hFile);
            break;

        case EXIT_PROCESS_DEBUG_EVENT:
            printf("process exited without encoutering breakpoint"
                   " exit code = %d\n", 
                   (int) event.u.ExitProcess.dwExitCode);
            return 0;

        case LOAD_DLL_DEBUG_EVENT:
            HMODULE module = (HMODULE) event.u.LoadDll.lpBaseOfDll;
            HANDLE file = event.u.LoadDll.hFile;
            if (get_file_name_from_handle(file,
                              buf, sizeof buf) == -1) {
                return 1;
            }
            printf("LOAD_DLL   %p %s\n", module, buf);
            char *s = strrchr(buf, '\\');
            if (s == NULL) {
                s = buf;
            } else {
                s++;
            }
            if (stricmp(s, argv[1]) == 0
                && install_dll_breakpoint(process, module, argv[1],
                              argv[2]) == -1) {
                return 1;
            }
            CloseHandle(file);
            break;

        case UNLOAD_DLL_DEBUG_EVENT:
            printf("UNLOAD_DLL %p\n",
                   event.u.UnloadDll.lpBaseOfDll);
            break;
        }
        if (ContinueDebugEvent(event.dwProcessId, event.dwThreadId,
                       continue_flag) == 0) {
            winperror("ContinueDebugEvent");
            return 1;
        }
    }
}

要编译程序,您需要做的只是cl test.c。如果您使用test d3d9.dll CreateDirect3D9调用它,则会看到如下输出:

LOAD_DLL   76EE0000 \Windows\SysWOW64\ntdll.dll
UNLOAD_DLL 76AE0000
UNLOAD_DLL 766B0000
UNLOAD_DLL 76AE0000
UNLOAD_DLL 76C00000
LOAD_DLL   766B0000 \Windows\SysWOW64\kernel32.dll
LOAD_DLL   76A50000 \Windows\SysWOW64\KernelBase.dll
LOAD_DLL   75DD0000 \Windows\SysWOW64\user32.dll
LOAD_DLL   76890000 \Windows\SysWOW64\gdi32.dll
LOAD_DLL   76EB0000 \Windows\SysWOW64\lpk.dll
LOAD_DLL   767F0000 \Windows\SysWOW64\usp10.dll
LOAD_DLL   75FD0000 \Windows\SysWOW64\msvcrt.dll
LOAD_DLL   75D20000 \Windows\SysWOW64\advapi32.dll
LOAD_DLL   76420000 \Windows\SysWOW64\sechost.dll
LOAD_DLL   758B0000 \Windows\SysWOW64\rpcrt4.dll
LOAD_DLL   749D0000 \Windows\SysWOW64\sspicli.dll
LOAD_DLL   749C0000 \Windows\SysWOW64\cryptbase.dll
LOAD_DLL   767C0000 \Windows\SysWOW64\imagehlp.dll
PROCESS STARTED
LOAD_DLL   74960000 \Windows\SysWOW64\apphelp.dll
LOAD_DLL   6E070000 \Windows\AppPatch\AcLayers.dll
LOAD_DLL   74C60000 \Windows\SysWOW64\shell32.dll
LOAD_DLL   765E0000 \Windows\SysWOW64\shlwapi.dll
LOAD_DLL   74B00000 \Windows\SysWOW64\ole32.dll
LOAD_DLL   76380000 \Windows\SysWOW64\oleaut32.dll
LOAD_DLL   748B0000 \Windows\SysWOW64\userenv.dll
LOAD_DLL   748A0000 \Windows\SysWOW64\profapi.dll
LOAD_DLL   73540000 \Windows\SysWOW64\winspool.drv
LOAD_DLL   73510000 \Windows\SysWOW64\mpr.dll
LOAD_DLL   58B50000 \Windows\AppPatch\acwow64.dll
LOAD_DLL   72EC0000 \Windows\SysWOW64\version.dll
LOAD_DLL   75F60000 \Windows\SysWOW64\imm32.dll
LOAD_DLL   74A30000 \Windows\SysWOW64\msctf.dll
LOAD_DLL   6EF10000 \Windows\SysWOW64\d3d9.dll
breakpoint set at address 6EF70A62
UNLOAD_DLL 6EF10000
LOAD_DLL   6EF10000 \Windows\SysWOW64\d3d9.dll
breakpoint set at address 6EF70A62
UNLOAD_DLL 6EF10000
LOAD_DLL   6EF10000 \Windows\SysWOW64\d3d9.dll
breakpoint set at address 6EF70A62
UNLOAD_DLL 6EF10000
LOAD_DLL   6EF10000 \Windows\SysWOW64\d3d9.dll
breakpoint set at address 6EF70A62
LOAD_DLL   6FF20000 \Windows\SysWOW64\d3d8thk.dll
LOAD_DLL   736F0000 \Windows\SysWOW64\dwmapi.dll
BREAKPOINT REACHED 6EF70A62

该程序仅实现最低限度,以演示如何在装载LoadLibrary的DLL中设置断点。值得注意的是,真正的调试器需要能够删除断点并恢复原始指令,以便在达到断点后继续执行程序。相反,该程序只是终止已调试的程序并退出。

答案 1 :(得分:1)

如果用户尝试为未加载的DLL设置断点,请记下它。稍后,当debugee加载DLL时,调试器循环会获得模块加载的通知。那时,它可以从它的注释中看到它有一个需要在该模块中设置的断点,并且它在恢复调试对象之前完成工作。

答案 2 :(得分:-1)

我只是成功地使用MS绕道库中的DetourCreateProcessWithDll函数使其工作。 api似乎工作正常,除了它在内部保存的内存分配指针上有一些小问题。 某些结构(DETOUR_CLR_HEADER)在原始Microsoft源代码的DetourUpdateProcessWithDll函数内被错误地指向。

原始源代码很乱,而且有点慢。因此,我必须重写整个DetourCreateProcessWithDll以尝试使其在我的调试器上工作。

到目前为止,除了源代码和调试数据同​​步方面的一些小问题外,它工作正常,但这似乎更容易解决。

如果有人在你自己的调试器上遇到同样的问题,而这个问题无法直接在主机通过Loadlibrary(或其他方法)调用其功能的DLL上设置断点,我建议试试MS Detours库。< / p>

我还不确定,如果我能以另一种方式克服这个问题,但是,Detour Api似乎按预期工作了。