4.Внутреннее устройство Windows (гл. 12-14) - Марк Руссинович

Когда SMSS в процессе загрузки активизирует постраничную подкачку, система проверяет, не содержится ли в страничном файле на загрузочном томе аварийный дамп, и защищает ту часть страничного файла, которая отведена под дамп. B результате на раннем этапе загрузки часть страничного файла или весь этот файл выводится из использования, что может вызвать системные уведомления о нехватке виртуальной памяти, однако это лишь временное явление. При дальнейшей загрузке Winlogon определяет, содержится ли дамп в страничном файле, вызывая недокументированную API-функцию NtQuerySystemInformation. Если дамп есть, запускается процесс Savedump (WindowsSystem32Savedump.exe), который извлекает аварийный дамп из страничного файла и записывает его в заданное место. Эти операции показаны на рис. 14-4.

Как уже говорилось в главе 3, в Windows XP и Windows Server 2003 имеется механизм Windows Error Reporting, позволяющий автоматически передавать данные о сбоях процессов и системы на анализ в Microsoft (или на внутренний сервер отчетов об ошибках). По умолчанию этот механизм включен. Ha его работу можно повлиять, изменив поведение процесса Savedump, который выполняет следующую дополнительную операцию: при перезагрузке после краха проверяет, настроена ли система на отправку аварийного дампа на анализ в Microsoft (или на закрытый сервер). Ha рис. 14-5 показано диалоговое окно Error Reporting (Отчет об ошибках), которое можно открыть с вкладки Advanced (Дополнительно) апплета System (Система) панели управления. B этом диалоговом окне можно настроить параметры системных отчетов об ошибках, хранящиеся в разделе реестра HKLMSoftware MicrosoftPCHealthErrorReporting.

Рис. 14-5. Диалоговое окно настройки Error Reporting

После перезагрузки, вызванной крахом, Savedump проверяет несколько параметров, содержащихся в разделе ErrorReporting: Showui, DoReport и IncludeKernelFaults. Если все они имеют значение true, Savedump выполняет следующие операции по подготовке отчета о крахе системы к отправке на сайт Microsoft Online Crash Analysis (OCA) (или на внутренний сервер отчетов об ошибках, если это задано в настройках).

1. Если сгенерированный дамп не является минидампом, извлекает из файла дампа минидамп и записывает его в каталог по умолчанию — Windows Minidumps.

2. Записывает имя файла минидампа в HKLMSoftwareMicrosoftPCHealth ErrorReportingKernelFaults.

3. Добавляет команду запуска утилиты Dumprep (WindowsSystem32Dump-rep.exe) в раздел HKLMSoftwareMicrosoftWindowsCurrentVersionRun, чтобы Dumprep запустилась при первом входе пользователя в систему.

Когда запускается утилита Dumprep (в результате того, что Savedump добавила в реестр соответствующее значение), эта утилита проверяет те же три параметра, что и Savedump, чтобы определить, должна ли система отправить отчет об ошибке после перезагрузки, вызванной крахом. Если должна, Dumprep генерирует XML-файл, содержащий базовое описание системы, в том числе версию операционной системы, список драйверов, установленных на компьютере, и список драйверов Plug and Play, загруженных в момент краха. Затем Dumprep выводит диалоговое окно, показанное на рис. 14-6, запрашивая у пользователя, нужно ли отправить в Microsoft отчет об ошибке. Если пользователь указал, что нужно, и это не противоречит групповым политикам, Dumprep отправляет XML-файл и минидамп на сайт http://wat son.microsoft.com, который пересылает данные на серверную ферму, где отчеты автоматически анализируются (об этом см. следующий раздел). Через групповые политики администраторы могут настроить свои системы так, чтобы данные об ошибках направлялись во внутренний сетевой каталог, предназначенный для сбора данных об ошибках. B дальнейшем эти данные можно обрабатывать с помощью Microsoft Corporate Error Reporting (CER) Toolkit, доступного только избранным клиентам Microsoft Software Assurance (информацию см. по ссылке http://www.microsoft.com/resources/satech/cer).

Рис. 14-6. Диалоговое окно, предлагающее отправить отчет об ошибке

Ферма серверов автоматического анализа использует тот же механизм, что и разработанные Microsoft отладчики ядра, в которые вы можете загрузить аварийный дамп (вскоре мы о них расскажем). При анализе генерируется так называемый идентификатор типа (bucket ID) — сигнатура, идентифицирующая определенный тип краха. Ферма серверов выполняет запрос к базе данных, пытаясь по идентификатору типа найти решение проблемы, вызвавшей крах, и отправляет утилите Dumprep URL со ссылкой на сайт OCA (http://oca.microsofi.com). Dumprep запускает Web-браузер, чтобы открыть страницу сайта OCA с предварительными результатами анализа дампа. Если решение проблемы найдено, на странице выводятся инструкции о том, где получить критическое исправление, сервисный пакет или обновление стороннего драйвера; в ином случае предоставляется возможность получать информацию о ходе анализе дампа по электронной почте.

Если у организации нет доступа к Интернету или она не собирается автоматически отправлять аварийные дампы в Microsoft, то через групповые политики можно указать, что данные об ошибках должны храниться во внутреннем сетевом каталоге; в дальнейшем их можно будет обрабатывать с помощью Microsoft CER Toolkit, упоминавшегося выше.

Если при анализе, выполненном ОСА, не удалось найти решение проблемы или если вы не сумели отправить аварийный дамп на сайт OCA (например, если этот дамп сгенерирован Windows 2000, не поддерживающей ОСА), то вы можете самостоятельно проанализировать дамп. Как уже говорилось, когда вы загружаете аварийный дамп в Windbg или Kd, эти отладчики ядра применяют тот же механизм анализа, что и ОСА. Иногда даже базового анализа достаточно для выявления проблемы. Таким образом, если вам повезет, вы найдете решение проблемы путем автоматического анализа аварийного дампа. Ho даже если и не повезет, существуют простые методики выявления причин краха.

B этом разделе поясняется, как выполнить базовый анализ аварийного дампа, затем даются рекомендации, как с помощью Driver Verifier (с которым вы познакомились в главе 7) перехватывать операции некорректно написанных драйверов, приводящие к повреждению системы, и получать аварийные дампы, анализ которых может выявить проблему.

Различные виды краха системы, рассматриваемые здесь, можно вызвать с помощью утилиты Notmyfault (wwwsysintemals.com/windowsinternals). Notmyfault состоит из исполняемого файла Notmyfault.exe и драйвера Myfault.sys. Когда вы запускаете исполняемый файл Notmyfault, он загружает драйвер и выводит диалоговое окно, показанное на рис. 14-7. B этом окне вы можете выбрать различные варианты краха системы или указать, что драйвер должен вызвать утечку памяти из пула подкачиваемой памяти. Доступны наиболее распространенные (по статистике Microsoft Product Support Services) виды краха системы. После того как вы выбрали параметр и щелкнули кнопку Do Bug, исполняемый файл через API-функцию DeviceIoControl обращается к драйверу и указывает ему, ошибка какого типа должна произойти. Заметьте: лучше экспериментировать, вызывая крах системы через Notmyfault, на тестовой или виртуальной системе, так как полностью исключить вероятность того, что поврежденная память не будет записана на диск, нельзя.

ПРИМЕЧАНИЕ Имена исполняемого файла и драйвера Notmyfault («не моя вина») отражают тот факт, что приложение, выполняемое в пользовательском режиме, не может напрямую вызвать крах системы. Исполняемый файл Notmyfault способен вызвать крах системы, только загрузив драйвер, который выполнит запрещенную операцию в режиме ядра.

Самый простой для отладки крах вызывается при выборе переключателя High IRQL Fault (Kernelmode) и нажатии кнопки Do Bug. Тогда драйвер выделит страницу в пуле подкачиваемой памяти, освободит страницу, поднимет уровень IRQL выше «DPC/dispatch», а затем обратится к освобожденной странице. (Об IRQL см. главу 3.) Если это не приведет к краху, система продолжит считывать память после конца страницы до тех пор, пока не произойдет крах из-за обращения к недействительной странице. Таким образом, драйвер выполняет несколько недопустимых операций.

1. Ссылается на память, которая ему не принадлежит.

2. Обращается к пулу подкачиваемой памяти при IRQL уровня «DPC/dispatch» или выше, что недопустимо, так как при таких IRQL ошибки страниц не разрешены.

3. Выходит за конец выделенной области памяти и пытается обратиться к памяти, которая потенциально может быть недействительной. Первое обращение к странице не обязательно должно вызвать крах, если страница, освобожденная драйвером, остается в системном рабочем наборе. (O системном рабочем наборе см. главу 7.)

Загрузив в Kd аварийный дамп, сгенерированный при таком крахе, вы увидите следующие результаты:

Прежде всего следует заметить, что Kd сообщает об ошибках при загрузке символов для Myfault.sys и Notmyfault.exe. Этого можно было ожидать, поскольку файлы символов для них нельзя обнаружить по пути поиска файлов символов (который указывает на сервер символов Microsoft). Вы будете получать аналогичные ошибки для драйверов сторонних производителей и исполняемых файлов, не входящих в операционную систему.