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《Dive into Windbg系列》Explorer无法启动排查

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《Dive into Windbg》是一系列关于如何理解和使用Windbg的文章，主要涵盖三个方面：

  • 1、Windbg实战运用，排查资源占用、死锁、崩溃、蓝屏等，以解决各种实际问题为导向。
  • 2、Windbg原理剖析，插件、脚本开发，剖析调试原理，便于较更好理解Windbg的工作机制。
  • 3、Windbg后续思考，站在开发和逆向角度，谈谈软件开发，分享作者使用Windbg的一些经历。

 

第三篇 《Explorer无法启动排查》

涉及知识点：消息机制、进程退出过程、MUI、国际化等。

 

起因

一台Windows服务器迁移后，发现资源管理器explorer启动不了。手动运行依然无法启动，在任务管理器能看到进程启动后消失，服务器是Server2008 R2，64位。

 

初步排查

关于进程退出，能想到其大致流程：

exit => ExitProcess => TerminateProcess => NtTerminateProcess => PspTerminateThreadByPointer => 线程内 PspExitNormalApc => PspExitThread =>
释放各种资源、通知调试器等 => KeTerminateThread => 交出调度权

_ExitProcess伪代码流程如下：

//from: https://bbs.pediy.com/thread-188064-1.htm#1287019
int __stdcall _ExitProcess(UINT ExitCode)
{
  int result; // eax@1
  char v2; // [sp+10h] [bp-DCh]@2
  UINT v3; // [sp+38h] [bp-B4h]@2
  CPPEH_RECORD ms_exc; // [sp+D4h] [bp-18h]@2

  result = __security_cookie;
  if ( !BaseRunningInServerProcess )
  {
    RtlAcquirePebLock();
    ms_exc.disabled = 0;
    NtTerminateProcess(0, ExitCode);
    LdrShutdownProcess();
    v3 = ExitCode;
    CsrClientCallServer(&v2, 0, 65539, 4);
    NtTerminateProcess(-1, ExitCode);
    ms_exc.disabled = -1;
    result = RtlReleasePebLock();
  }
  return result;
}

因为是在迁移机器，需要开关机，猜测是explorer产生已知异常导致的正常退出，可能是什么东西被破坏了，常见的像注册表配置、文件等，这种在关机时最可能会出现。

对于这种稳定复现的问题，先挂个调试器看看再说，因为此时资源管理器不在，用热键调出任务管理器，运行windbg，下面是具体调试过程：

直接g调试运行，发现进程直接退出，调试器中断在NtTerminateProcess，通过栈回溯可知是从main函数中的正常退出，跟之前猜想一样，说明这是程序内部已知的错误。

仔细观察发现，调试器捕获到一处异常：

(ae4.284): Unknown exception - code 000006ba (first chance)

难道跟这个异常有关？调试器没断下来，只在first chance，说明异常被内部SEH捕获了，没有到达second chance，还是看下异常是什么。使用sx命令查看当前windbg调试事件设置：

这里也说明了未知异常只在调试器收到second chance（即SEH不处理）时才break下来，输入sxe *，让其直接中断，重新调试运行。

观察异常堆栈，原来是音频服务RPC Server端抛了异常，不过这跟explorer无法启动应该没有关联。

输入!teb，看看LastError有没有什么线索：

LastStatusValue是c0000034，这里使用一款开源工具：OpenArk
https://github.com/BlackINT3/OpenArk

使用.err命令或者直接查看NTSTATUS。

找不到文件？还是先跟进explorer去看看，至少目前有一点线索。

 

步步追踪

在main函数中直接退出，想到WinProc的各种switch，很多应该都被折腾过。不过有符号已经能省很多事了，想想那些没符号全是各种条件断点的crack日子….

通过栈回溯找到调用ExitProcess的地方，ub查看上面的代码，观察哪个点最接近，也可在靠近GetCommandLineW等附近下断点，这样就不用从OEP去跟了。

对于这种必现问题，有两种方法：

1、反汇编代码，可尝试多次下断点、单步跟踪，找到可疑的地方，尤其是要检查一些返回值和LastError。

2、wt直接跟踪，有符号的话，根据函数名找到可疑的地方，结合方法1。

Tips：用bu命令下断点，然后保存到workspace，下次调试继续生效，注意windbg根据符号偏移下断点可能会有bug，以后有机会再来探讨，若有需要可以关掉ASLR。

跟踪发现是CreateDesktopAndTray函数返回NULL，导致退出。

这是第一个关键点，进入函数，发现是因为explorer!c_tray+0x8为NULL导致，一般情况我们可能会考虑内存访问断点来找，不过这种情况下，执行失败后explorer!c_tray可能不会赋值。

观察explorer!CTray::SyncThreadProc线程，c_tray是该线程的一个参数，那么线程应该在初始化c_tray信息，继续跟踪。

最后发现SyncThreadProc调用SHFusionCreateWindowEx函数创建窗口失败了，窗口句柄是NULL，调用之前和调用之后，LastStatusValue都是c0000034，说明开始发现的这个值有误。

跟进SHFusionCreateWindowEx，单步走过CreateWindowEx。有意思的事发生了，得到的窗口句柄rax却不是0，为什么？

说明这个函数内部递归调用，查看栈回溯如下：

说到Windows消息机制，就想到了KeUserModeCallback、KiUserCallbackDispatcher、KernelCallbackTable、LoadLibrary注入、消息钩子等等。
感兴趣的可以看看《KeUserModeCallback用法详解》https://bbs.pediy.com/thread-104918.htm。
NT6之后虽有些不同，但实现思路是一致的。

看到这个_fnINLPCREATESTRUCT蛋疼的命名，我便想起了David Culter看到GUI部门的表情，还是ntoskrnl内部颇有美感。

_fnINLPCREATESTRUCT这个函数便在分发WM_CREATE消息，具体可以看看KernelCallbackTable表，在这个点可以做一些拦截，什么消息钩子、窗口子类化。

接下来思路就清晰了，肯定是某个窗口创建失败了，在调用CreateWindowExW处下条件断点。

bu *** ".if(rax == 0){}.else{gc}"

断下来后，继续查看TEB LastStatus，最后发现是c00b0006错误。

15105 ERROR_MUI_FILE_NOT_LOADED <--> c00b0006 STATUS_MUI_FILE_NOT_LOADED

提示MUI文件不存在，到系统Windows目录查看，explorer.exe.mui果然不在，拷贝之，再次验证，explorer启动成功。。。

MUI文件本身也是PE文件，里面含有语言资源，为了解决国际化，动态分离程序和语言文件，这个和”大名鼎鼎”的LPK有关联。

MUI可以参考：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/intl/overview-of-mui

 

结束

很多时候，看似一些难缠的问题背后往往原因很简单。积累经验，总结反思，培养测量意识，善用调试跟踪工具，自动化去解决问题。

比如这次我可以在TEB的LastError用内存访问断点，也可以用Procmon监视文件访问，解决问题的方法基本是：猜想 + 论证 =>…=> 解决。

Thanks for reading。

参考资料：
Google
MSDN
Windbg Help
WRK