win32调试工具原理OutputDebugString以及如何获取输出信息
在应用程序和调试器之间传递数据是通过一个 4KB 大小的共享内存块完成的,并有一个互斥量和两个事件对象用来保护对他的访问。下面就是相关的四个内核对象:
对象名称 对象类型 DBWinMutex Mutex DBWIN_BUFFER Section (共享内存) DBWIN_BUFFER_READY Event DBWIN_DATA_READY Event
互斥量通常一直保留在系统中,其他三个对象仅当调试器要接收信息才出现。事实上 - 如果一个调试器发现后三个对象已经存在,它会拒绝运行。
当 DBWIN_BUFFER 出现时,会被组织成以下结构。进程 ID 显示信息的来源,字符串数据填充这 4K 的剩余部分。按照约定,信息的末尾总是包括一个 NULL 字节。
struct dbwin_buffer {
DWORD dwProcessId;
char data[4096-sizeof(DWORD)];
};
当 OutputDebugString() 被应用调用时,它执行以下步骤。注意在任意位置的错误都将放弃整个事情,调试请求被认为是什么也不做(不会发送字符串)。
- 打开 DBWinMutex 并且等待,直到我们取得了独占访问。
- 映射 DBWIN_BUFFER 段到内存中:如果没有发现,则没有调试器在运行,将忽略整个请求。
- 打开 DBWIN_BUFFER_READY 和 DBWIN_DATA_READY 事件对象。就像共享内存段一样,缺少对象意味着没有可用的调试器。
- 等待 DBWIN_BUFFER_READY 事件对象为有信号状态:表示内存缓冲区不再被占用。大部分时候,这一事件对象一被检查就处于有信号状态,但等待缓冲区就绪不会超过 10 秒(超时将放弃请求)。
- 复制数据直到内存缓冲区中接近 4KB,再保存当前进程 ID。总是放置一个 NULL 字节到字符串结尾。
- 通过设置 DBWIN_DATA_READY 事件对象告诉调试器缓冲区就绪。调试器从那儿取走它。
- 释放互斥量。
- 关闭事件对象和段对象,但保留互斥量的句柄以备后用。
在调试器端会简单一点。互斥量根本不需要,如果事件对象和/或共享内存对象已经存在,则假定其他调试器已经在运行。系统中任意时刻只能存在一个调试器。
- 创建共享内存段以及两个事件对象。如果失败,退出。
- 设置 DBWIN_BUFFER_READY 事件对象,由此应用程序得知缓冲区可用。
- 等待 DBWIN_DATA_READY 事件对象变为有信号状态。
- 从内存缓冲区中提取进程 ID 和 NULL 结尾的字符串。
- 转到步骤 2。
这使我们认为这决不是一种低消耗的发送信息的方法,应用程序的运行速度会受到调试器的左右。
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN #include <Windows.h>
#include <stdio.h> #define IfFalseRet(c) do{if(!(c)){return dwLastError = ::GetLastError();}}while(false) class CHandle
{
public:
CHandle(HANDLE h = NULL): m_h(h)
{
}
~CHandle()
{
Release();
}
void Release()
{
if(*this)
{
::CloseHandle(m_h);
}
m_h = NULL;
}
operator bool() const
{
return m_h != INVALID_HANDLE_VALUE && m_h != NULL;
}
operator HANDLE() const
{
return m_h;
}
CHandle& operator= (const HANDLE& h)
{
Release();
m_h = h;
return *this;
}
CHandle& operator= (CHandle& h)
{
if(this != &h)
{
HANDLE hSwap = m_h;
m_h = h.m_h;
h.m_h = hSwap;
h.Release();
}
return *this;
}
private:
HANDLE m_h;
}; LPCTSTR DBWIN_BUFFER = TEXT("DBWIN_BUFFER");
LPCTSTR DBWIN_BUFFER_READY = TEXT("DBWIN_BUFFER_READY");
LPCTSTR DBWIN_DATA_READY = TEXT("DBWIN_DATA_READY");
LPCTSTR DBWIN_MUTEX = TEXT("DBWinMutex"); #pragma pack(push, 1)
struct CDBWinBuffer
{
DWORD dwProcessId;
BYTE abData[4096 - sizeof(DWORD)];
};
#pragma pack(pop) bool g_fContinue = true; BOOL CtrlHandler(DWORD fdwCtrlType)
{
switch(fdwCtrlType)
{
case CTRL_C_EVENT:
case CTRL_CLOSE_EVENT:
case CTRL_LOGOFF_EVENT:
case CTRL_SHUTDOWN_EVENT:
g_fContinue = false;
return TRUE;
}
return FALSE;
} int __cdecl main()
{
DWORD dwLastError = ERROR_SUCCESS; IfFalseRet(SetConsoleCtrlHandler((PHANDLER_ROUTINE)(CtrlHandler), TRUE) == TRUE); CHandle hMutex = OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS, FALSE, DBWIN_MUTEX);
if(!hMutex)
{
IfFalseRet(GetLastError() == ERROR_FILE_NOT_FOUND);
IfFalseRet(hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, DBWIN_MUTEX));
}
CHandle hEventBufferReady = OpenEvent(EVENT_MODIFY_STATE, FALSE, DBWIN_BUFFER_READY);
if(!hEventBufferReady)
{
IfFalseRet(GetLastError() == ERROR_FILE_NOT_FOUND);
IfFalseRet(hEventBufferReady = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, DBWIN_BUFFER_READY));
}
CHandle hEventDataReady = OpenEvent(EVENT_MODIFY_STATE, FALSE, DBWIN_DATA_READY);
if(!hEventDataReady)
{
IfFalseRet(GetLastError() == ERROR_FILE_NOT_FOUND);
IfFalseRet(hEventDataReady = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, DBWIN_DATA_READY));
} CHandle hFileMappingBuffer = OpenFileMapping(FILE_MAP_READ, FALSE, DBWIN_BUFFER);
if(!hFileMappingBuffer)
{
IfFalseRet(GetLastError() == ERROR_FILE_NOT_FOUND);
IfFalseRet(hFileMappingBuffer = CreateFileMapping(
INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, PAGE_READWRITE,
0, sizeof(CDBWinBuffer), DBWIN_BUFFER));
} CDBWinBuffer* pDbgBuffer = (CDBWinBuffer*)(MapViewOfFile(
hFileMappingBuffer, SECTION_MAP_READ, 0, 0, 0));
IfFalseRet(pDbgBuffer); while(g_fContinue)
{
if(WaitForSingleObject(hEventDataReady, 100) == WAIT_OBJECT_0)
{
printf("%s", pDbgBuffer->abData);
SetEvent(hEventBufferReady);
}
} UnmapViewOfFile(pDbgBuffer); return dwLastError;
}
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