《Windows 高级调试》 (美)赫瓦特,聂雪军, 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美赫瓦特，聂雪军 著

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• 高级调试
• 调试技术
• Windows内核
• WinDbg
• 调试器
• 软件开发
• 系统编程
• 故障排除
• 性能优化

店铺： 北京知画图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111266396

商品编码：27747312415

包装：平装

出版时间：2009-05-01

基本信息

书名：Windows 高级调试

定价：79.00元

作者：(美)赫瓦特,聂雪军

出版社：机械工业出版社

出版日期：2009-05-01

ISBN：9787111266396

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.840kg

编辑推荐

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本书主要讲解Windows高级调试思想和工具，并涉及一些高级调试主题。
　　两位来自Microsoft的系统级开发工程师，带着他们15年的实践经验，为读者全面而系统地揭示了Windows调试技术。

内容提要

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本书主要讲解Windows高级调试思想和工具，并涉及一些高级调试主题。本书内容主要包括：工具简介、调试器简介、调试器揭密、符号文件与源文件的管理、栈内存破坏、堆内存破坏、安全、进程间通信、资源泄漏、同步、编写定制的调试扩展、64位调试、事后调试、Windows Vista基础以及应用程序验证器的测试设置等。　　本书内容详实、条理清楚。
　　本书适合Windows开发人员、Windows测试人员和Windows技术支持人员等参考。
　　对Windows开发人员来说，很少有任务比调试程序更具挑战性和重要性。然而，人们却往往很难获得一些关干调试技术的可靠而又实用的信息。现在，两位来自Microsoft的系统级开发工程师，带着他们15年的实践经验，为读者全面而系统地揭示了Windows调试技术。
　　Mario Hewardt和Daniel Pravat介绍了在应用程序的整个生命周期内需要使用到的各种调试技术，并且展示了如何有效地使用Microsoft提供的强大调试器和第三方解决方案。
　　为了使你尽快地找到切实可行的解决方案，本书内容围绕真实的调试场景来组织，并且通过代码示例来讲解和分析专业开发人员所要面对的各种调试问题。作者还介绍了一些新兴的调试主题，例如Windows操作系统的核心概念、安全。Windows Vista以及64位调试等，每个主题都包含细致入微的阐述。
　　读完本书，你将能够
　　掌握当今强大的Windows调试工具，包括NTSD、CDB、WinDbg、KD以及ADPlus等。
　　对没有针对调试进行优化的代码进行调试。
　　理解调试器的”内幕”并高效地管理符号文件和源文件。
　　调试与栈和堆相关的复杂内存破坏问题。
　　解决复杂的安全问题。
　　调试跨进程问题：身份跟踪，RPC调试扩展，以及通过Wireshark来跟踪IPC。
　　找出并修复资源泄漏，例如内存泄漏和句柄泄漏。
　　调试常见的线程同步问题。
　　学习如何编写定制的调试扩展。
　　通过故障转储来执行”事后调试”，并与Windows错误报告机制集成起来。
　　通过DebugDiag和调试命令Analyze来自动化调试过程。
　　无论你是系统层开发人员，还是应用层开发人员，本书都将使你深入理解Windows中的各种调试技术。本书或许在下一个项目中就可以帮你节省数周的工作时间。

目录

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译者序
序言
前言
作者简介
部分　概述
　第1章　调试工具简介
　　1.1　泄漏诊断工具
　　1.2　Windows调试工具集
　　1.3　UMDH
　　1.4　Microsoft应用程序验证器
　　1.5　全局标志
　　1.6　进程
　　1.7　Windows-驱动程序开发包
　　1.8　Wireshark
　　1.9　DebugDiag
　　1.10　小结
　第2章　调试器简介
　2.1　调试器的基础知识
　　 2.1.1　调试器类型
　　 2.1.2　调试器命令
　 　2.1.3　调试器的配置
　　 2.1.4　通过内核态调试器重定向用户态调试器
　　 2.1.5　是否使用KD
　 2.2　基本的调试任务
　　 2.2.1　键入调试命令
　　 2.2.2　解析调试器的提示信息
　　 2.2.3　配置和使用符号
　　 2.2.4　使用源文件
　　 2.2.5　分析命令
　　 2.2.6　修改上下文的命令
　　 2.2.7　其他的辅助命令
　　 2.2.8　示例
　 2.3　远程调试
　 　2.3.1　Remote.exe
　　 2.3.2　调试服务器
　　 2.3.3　进程服务器与内核服务器
　　 2.3.4　远程调试中的符号解析
　　 2.3.5　远程调试中的源代码解析
　 2.4　调试场景
　　2.4.1　调试非交互式进程（服务或者J服务器）
　　 2.4.2　在没有内核态调试器的情况下调试非交互式进程（服务或者服务器）
　 2.5　小结
　第3章　调试器揭密
　3.1　用户态调试器的内幕
　　 3.1.1　操作系统对用户态调试器的支持
　　 3.1.2　调试事件的顺序
　 　3.1.3　控制来，自调试器的异常和事件
　　 3.1.4　内核态调试器中的调试事件处理
　　3.2　控制调试目标
　　 3.2.1　断点的工作原理
　　 3.2.2　内存访问断点的工作原理
　　 3.2.3　处理器跟踪
　　 3.2.4　实时调试中的线程状态管理
　　 3.2.5　通过用户态调试器来挂起线程
　　 3.3　小结
　第4章　符号文件与源文件的管理
　 4.1　调试符号的管理
　　 4.1.1　公有符号的生成
　　 4.1.2　在符号库中存储符号
　　 4.1.3　在服务器上共享公有符号
　　4.2　源文件的管理
……
第二章　调试
第三章　高级主题

作者介绍

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文摘

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序言

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《深入理解 Windows 内核：高级调试技巧与实践》 内容概述 本书是一本面向具有一定 Windows 操作系统基础和开发经验的技术人员的深度技术指南，旨在全面剖析 Windows 操作系统的内部工作机制，并教授一系列高级调试和故障排除技术。本书的核心目标是帮助读者掌握如何深入理解 Windows 的运行原理，在遇到复杂系统问题时能够精准定位，并有效地进行诊断和修复。 本书将从 Windows 内核的架构入手，逐步深入到各个关键组件的细节。我们将探讨进程与线程管理、内存管理、I/O 子系统、线程同步机制、系统调用以及内核对象等核心概念。在此基础上，本书将重点介绍如何利用各种高级调试工具和技术，例如 WinDbg、Sysinternals Suite（包括 Process Monitor、Process Explorer、Autoruns 等）以及其他内核调试方法，来分析系统行为、识别性能瓶颈、诊断驱动程序错误以及解决各种复杂的系统故障。 适用读者 系统程序员/驱动程序开发者： 无论是开发底层驱动程序、系统服务，还是需要与 Windows 内核进行深度交互的应用程序，本书都能提供必要的知识和工具。 故障排除工程师/系统管理员： 面对复杂的服务器宕机、性能异常、软件冲突等问题，本书将提供一套系统性的排查思路和实践方法。 安全研究人员： 深入理解系统内核是进行恶意软件分析、漏洞挖掘和安全加固的基础，本书的内容将为安全研究人员提供强大的技术支撑。 对 Windows 内部机制感兴趣的资深开发者： 任何希望超越应用层面，真正理解 Windows “幕后”运作原理的开发者，都能从本书中获益。 本书特色 1. 深度与广度兼备： 本书不仅覆盖了 Windows 内核的各个重要方面，更在每个部分都深入挖掘细节，力求让读者真正理解“为什么”和“怎么做”。 2. 实战导向： 所有理论讲解都紧密结合实际的调试场景和案例，强调工具的使用和技巧的应用，让读者学以致用。 3. 工具赋能： 详细介绍并演示了 WinDbg、Sysinternals Suite 等业界主流的高级调试工具，帮助读者掌握高效的问题诊断利器。 4. 循序渐进： 从基础概念梳理到高级主题讲解，层层递进，确保读者能够逐步构建起对 Windows 内核的完整认知。 5. 独到见解： 结合丰富的实战经验，本书将分享一些不为人知的调试技巧和排查模式，帮助读者快速突破技术瓶颈。 --- 目录概览 第一部分：Windows 内核基础与架构 第一章：Windows 内核概览 Windows 操作系统模型：用户模式与内核模式 内核模式组件：HAL、NTOSKRNL、驱动程序等 系统进程与核心对象：System Process, Idle Process, Kernel Threads 中断与异常处理机制 第二章：进程与线程管理 进程与线程的创建、终止与上下文切换 线程调度器的工作原理：优先级、队列、时间片 内核模式下的进程和线程对象（EPROCESS, ETHREAD） 线程同步原语：事件、互斥量、信号量、临界区 第三章：内存管理深度解析 虚拟内存模型：页表、页目录、TLB 内存分配：Paged Pool, Non-paged Pool, VirtualAlloc 内存映射文件与 Cache Manager 内存泄漏的识别与诊断 第四章：I/O 子系统与设备驱动 I/O 管理器：IRP (I/O Request Packet) 设备对象、驱动程序栈 PnP (Plug and Play) 与 WMI (Windows Management Instrumentation) 文件系统驱动接口（FSD） 中断处理与 DPC (Deferred Procedure Call) 第二部分：高级调试技术与工具 第五章：WinDbg 入门与高级用法 WinDbg 简介与安装配置 内核模式调试环境搭建：串口、网络、USB 共享 常用命令：`k`, `p`, `t`, `g`, `bp`, `bl`, `lm`, `dt`, `!pool`, `!pte` 等 断点设置与条件断点 堆栈跟踪与函数调用分析 结构体与内存查看 第六章：使用 Sysinternals Suite 进行系统诊断 Process Monitor (Procmon) 精析：文件、注册表、网络、进程/线程活动的实时监控 Process Explorer (Procexp) 深入：进程树、句柄、DLL 列表、性能分析 Autoruns：启动项管理与恶意软件追踪 VMMap、RAMMap：内存使用情况的详细分析 Poolmon、PsInfo：内存池与系统信息 第七章：性能瓶颈的定位与分析 CPU 占用率异常分析：忙碌循环、无限递归 I/O 瓶颈识别：磁盘、网络延迟 内存压力与分页分析 线程死锁与饥饿检测 使用性能计数器 (Performance Counters) 第八章：驱动程序开发与调试 驱动程序的加载与卸载过程 驱动程序中的异常处理 使用 WinDbg 调试驱动程序 常见的驱动程序错误模式：内存访问违例、IRQL 问题、对象生命周期管理 第九章：系统崩溃（蓝屏）分析 理解 BSOD (Blue Screen of Death) 原因 转储文件 (Dump File) 的生成与配置 使用 WinDbg 分析 Crash Dump 识别导致崩溃的模块和代码 分析 Bug Check Code（STOP Code） 第十章：内核对象的生命周期管理 对象引用计数机制 对象句柄的创建与关闭 避免对象泄露的策略 使用 `!object` 和 `!handle` 命令分析对象 第十一章：系统调用钩子与 API 监控 API Hooking 的原理与实现（仅用于理解，强调不用于非法用途） 使用 Detours 等工具进行 API 监控 分析应用程序与内核的交互 第十二章：高级主题与实战案例 进程间通信 (IPC) 机制的底层分析 网络协议栈的调试 安全相关的内核调试技巧 大规模并发场景下的性能调优 实际案例分析：从现象到根源的深度溯源 --- 第一部分：Windows 内核基础与架构 第一章：Windows 内核概览 Windows 操作系统采用了一个混合内核模型，将用户模式和内核模式结合起来，以提供安全性和稳定性。用户模式是应用程序运行的环境，受到严格的权限限制，无法直接访问硬件或核心系统资源。而内核模式则是操作系统的核心，拥有最高级别的访问权限，负责管理硬件、内存、进程、I/O 等关键功能。 Windows 内核结构 Windows 内核主要由以下几个关键组件构成： 硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer)： HAL 是位于硬件和操作系统内核之间的接口层。它负责封装特定硬件平台的差异性，使得操作系统可以在不同的硬件上运行，而无需修改内核代码。HAL 屏蔽了 CPU 类型、中断控制器、定时器等底层硬件的细节。 NTOSKRNL.EXE (Kernel)： 这是 Windows NT 内核的主要可执行文件，包含内核的核心功能。它提供了核心服务，如进程和线程管理、内存管理、调度、同步原语、中断和异常处理等。NTOSKRNL 是操作系统的“心脏”。 WIN32K.SYS (Graphics Device Interface & Window Manager)： 这个组件提供了用户界面的图形绘制、窗口管理以及用户输入的处理。它负责将应用程序的图形绘制请求转化为实际的屏幕输出。 设备驱动程序 (Device Drivers)： 驱动程序是使操作系统能够与硬件设备进行通信的软件。它们可以是内核模式驱动（直接与硬件交互，如显卡驱动、网卡驱动）或用户模式驱动（如打印机驱动）。 其他内核模式组件： 还包括文件系统驱动 (FSD)、网络驱动程序、端口驱动程序等，它们共同构成了 Windows 完整的内核功能集。 系统进程与核心对象 在 Windows 内核中，一切都被视为对象。这些对象由操作系统内核管理，并拥有唯一的标识符（句柄）。一些核心对象包括： System Process (PID 4)： 这是 Windows 的第一个用户模式进程，但它也扮演着一些特殊的内核角色。它的很多操作是在内核模式下完成的。 Idle Process (PID 0)： 这是 CPU 在没有其他工作可做时执行的进程。它是一个特殊进程，其 CPU 时间消耗可以反映系统整体的负载情况。 Kernel Threads： 除了用户模式线程，内核还维护着自己的内核线程，用于执行系统任务，如 I/O 操作、定时器回调等。 Dispatcher Object： 调度器对象用于线程同步，如事件 (Event)、互斥量 (Mutex)、信号量 (Semaphore) 等。 中断与异常处理 当硬件设备需要引起 CPU 注意时，会产生中断。中断会暂停当前正在执行的任务，转而执行中断服务例程 (ISR - Interrupt Service Routine)。ISR 通常非常简短，主要负责处理与硬件相关的直接操作，并将剩余工作推迟到 DPC (Deferred Procedure Call) 中处理。 异常则是在程序执行过程中发生的意外情况，如除零错误、内存访问违例 (Access Violation) 等。CPU 检测到异常后，会切换到内核模式，由异常调度程序来处理。这种机制是实现内存保护和错误处理的关键。 --- 第二部分：高级调试技术与工具 第五章：WinDbg 入门与高级用法 WinDbg 是微软提供的一款功能强大的调试器，支持用户模式和内核模式的调试。掌握 WinDbg 是进行 Windows 高级调试的基石。 内核模式调试环境搭建 要进行内核模式调试，需要两台计算机：一台作为调试主机（运行 WinDbg），另一台作为目标机（被调试的系统）。常见的连接方式包括： 串口调试： 通过串口线连接两台计算机，速度较慢但兼容性好。 网络调试 (TCP/IP)： 通过网线连接，速度快，是目前最常用的方式。 USB 2.0/3.0 调试： 使用专用的 USB 调试线，传输速度快，设置相对简单。 在目标机上，需要通过 `bcdedit` 命令启用内核调试模式，并指定调试端口和通信协议。 常用命令解析 `k` (或 `kb`, `kt`): 显示当前线程的调用堆栈。`kb` 显示函数参数，`kt` 显示函数参数类型。 `p` (或 `t`): 单步执行。`p` 执行下一条指令（遇到函数调用会进入函数），`t` 执行下一条指令（遇到函数调用会直接跳过函数）。 `g`: 继续执行，直到遇到断点或异常。 `bp

`: 在指定地址设置断点。 `bl`: 列出所有断点。 `lm`: 列出已加载的模块（DLL 和 EXE）。 `dt

`: 显示指定类型在指定地址的数据结构。 `!pool [options]`: 调试内存池。`!pool` 可以查看内存池分配情况，`!poolused` 可以查看已分配内存。 `!pte `: 查看页表条目 (Page Table Entry)，了解虚拟地址到物理地址的映射关系。 `x !`: 查找符号地址。 `dq

`: 以八字节 (DWORD64) 为单位显示内存内容。 `dd

`: 以双字节 (DWORD) 为单位显示内存内容。 `db

`: 以字节 (BYTE) 为单位显示内存内容。 断点设置与条件断点 除了简单的地址断点，还可以设置一些更高级的断点： 符号断点： `bp MyDriver!MyFunction` 可以在指定模块的指定函数处设置断点。 条件断点： `bp MyDriver!MyFunction ".if (@$cr0 == 1) {} .else {gc}"` 可以在满足特定条件时才触发断点。 内存访问断点 (Hardware Breakpoints)： 可以设置在内存地址被读、写或执行时触发。 堆栈跟踪与函数调用分析 通过 `k` 命令查看堆栈，可以理解函数调用的层级关系，追溯问题发生的调用路径。尤其是在分析 crash dump 时，堆栈是定位问题最直接的线索。 结构体与内存查看 Windows 内核使用大量复杂的结构体。`dt` 命令是查看这些结构体内容的关键。例如，`dt _EPROCESS` 可以查看进程的 EPROCESS 结构体，从而获取进程 ID、内存信息等。 --- （本书将继续深入讲解 Sysinternals Suite 的强大功能，如何利用 Procmon 精确捕获系统活动，如何通过 Process Explorer 洞悉进程细节，以及如何分析系统崩溃、定位性能瓶颈等一系列高级实践。本书旨在为读者构建一个全面的 Windows 内核调试知识体系，使其能够自信地应对各种复杂的系统挑战。）

评分☆☆☆☆☆

最近一直在寻找能够帮助我深入理解Windows底层运作的书籍，偶然发现了《Windows 高级调试》。我一直对操作系统的工作原理非常着迷，特别是Windows这样一个如此普及且功能强大的平台。平日里，我常常在开发过程中遇到一些棘手的bug，它们往往隐藏得很深，难以追踪。我希望能通过这本书，学习到一些更高级的调试技巧和工具，以便能够更有效地诊断和解决这些问题。我尤其关注书中是否会讲解如何分析崩溃转储文件，以及如何理解和利用Windbg等专业调试器。了解Windows内核的运行机制，对于我提升程序性能和稳定性，有着至关重要的意义。我相信，这本书能为我打开一扇新的大门，让我能够更深入地理解Windows，从而在技术上迈上一个新的台阶。我对书中内容的期望很高，希望它能够提供一些实用的、可操作的指导，帮助我成为一名更出色的Windows开发者。

评分☆☆☆☆☆

这本书我早就听说过，一直想找机会仔细研究一下。作为一名长期与Windows打交道的开发者，我深知底层细节的重要性。平日里遇到的一些棘手的bug，往往需要深入到操作系统层面才能找到根源。很多时候，我们依赖的只是表面的API，一旦出现问题，诊断起来就如同大海捞针。我对书中能够提供的系统级视角充满了期待，尤其是那些关于进程、线程、内存管理、以及各种内核对象是如何在Windows内部运作的深入讲解。我希望这本书能帮助我理解那些抽象概念背后的具体实现，从而在面对复杂问题时，不再感到束手无策。我尤其关注书中关于性能调优的部分，很多时候，程序的瓶颈就隐藏在不为人知的底层调用中，如果能掌握有效的调试技巧，就能事半功倍地提升程序的性能。同时，我也对书中可能涉及的内核驱动开发和安全方面的内容抱有浓厚兴趣，这对我拓展技术广度非常有帮助。总而言之，这本书在我看来，不仅仅是一本技术手册，更像是一把能够解锁Windows深层奥秘的钥匙，我非常渴望通过它来提升自己的技术功底。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书的时候，我迫不及待地翻开了。作为一名对计算机系统底层原理充满好奇的爱好者，我一直觉得Windows这个庞大而复杂的操作系统，隐藏着太多令人着迷的秘密。平日里我们习惯了使用各种应用程序，享受着它带来的便利，但很少有人会去探究它是如何实现这一切的。这本书恰好满足了我对这种“幕后故事”的求知欲。我特别期待它能够揭示Windows内部运行的机制，比如，当一个程序启动时，究竟发生了什么？内存是如何分配和管理的？线程之间是如何协作的？这些问题常常在我脑海中盘旋。我相信，通过这本书的学习，我能够对Windows有更深刻的理解，不再只是一个“使用者”，而是能更接近一个“理解者”。这种知识的增长，对于提升我的问题解决能力，以及培养更系统性的思维方式，都将产生积极的影响。我希望它能提供一些清晰易懂的图示和案例，让我能够更容易地消化那些复杂的概念。

评分☆☆☆☆☆

这本《Windows 高级调试》在我收藏夹里静静地等待了一段时间，终于有机会拿到手了。说实话，对于“高级调试”这个词，我既感到兴奋又有些畏惧。兴奋在于，它承诺能带我进入Windows系统调试的更高维度，解决那些普通调试器难以触及的难题。畏惧则是因为，我深知这需要扎实的操作系统理论基础和丰富的实践经验。我希望这本书能提供一套系统性的方法论，指导我如何有效地定位和分析复杂的系统级问题。例如，如何诊断死锁、内存泄漏、或者性能瓶颈的根本原因。我尤其对书中关于工具的使用技巧感兴趣，掌握一些专业的调试工具，并了解它们的适用场景，对于高效解决问题至关重要。我相信，通过学习这本书，我能够显著提升自己解决疑难杂症的能力，从而在工作中更具竞争力。我期待书中能有实际案例分析，能够让我理论联系实际，将学到的知识应用到我的日常开发和维护工作中。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期在Windows平台上进行开发和维护的技术人员，我深知掌握底层调试技巧的重要性。很多时候，程序的异常行为并非源于简单的代码逻辑错误，而是潜藏在操作系统更深层次的运作机制之中。平日里，我在面对一些难以捉摸的系统级问题时，常常感到力不从心，这极大地影响了我的工作效率和解决问题的信心。因此，我一直渴望找到一本能够系统性地讲解Windows高级调试技术的书籍。《Windows 高级调试》这个书名本身就充满了吸引力，它承诺将带我深入Windows的核心，揭示那些鲜为人知的细节。我希望通过阅读这本书，能够掌握一套行之有效的调试方法论，并且能够熟练运用相关的调试工具，从而能够从容应对各种复杂的系统级难题。例如，如何分析进程间的通信、如何排查内存访问冲突、以及如何理解和优化系统资源的分配。我期待这本书能够帮助我建立起更扎实的操作系统知识体系，并显著提升我在实际工作中解决问题的能力。