.NET程序的 GDI句柄泄露 的再反思

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上个月我写过一篇 如何洞察 C# 程序的 GDI 句柄泄露 文章,当时用的是 GDIView + WinDbg 把问题搞定,前者用来定位泄露资源,后者用来定位泄露代码,后面有朋友反馈两个问题:


一:背景

1. 讲故事

上个月我写过一篇 如何洞察 C# 程序的 GDI 句柄泄露 文章,当时用的是 GDIView + WinDbg 把问题搞定,前者用来定位泄露资源,后者用来定位泄露代码,后面有朋友反馈两个问题:

  • GDIView 统计不准怎么办?
  • 我只有 Dump 可以统计吗?

其实那篇文章也聊过,在 x64 或者 wow64 的程序里,在用户态内存段中有一个 GDI Shared Handle Table 句柄表,这个表中就统计了各自句柄类型的数量,如果能统计出来也就回答了上面的问题,对吧。

32bit 程序的 GDI Shared Handle Table 段是没有的,即 _PEB.GdiSharedHandleTable = NULL

 0:002> dt ntdll!_PEB GdiSharedHandleTable 01051000   +0x0f8 GdiSharedHandleTable : (null)  

有了这些前置基础,接下来就可以开挖了。

二:挖 GdiSharedHandleTable

1. 测试代码

为了方便测试,我来造一个 DC句柄 的泄露。

     internal class Program     {          [DllImport("Example_20_1_5", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]         extern static void GDILeak();          static void Main(string[] args)         {             try             {                 GDILeak();             }             catch (Exception ex)             {                 Console.WriteLine(ex.Message);             }              Console.ReadLine();         }     }  

然后就是 GDILeak 的 C++ 实现代码。

 extern "C" { 	_declspec(dllexport) void GDILeak(); }  void GDILeak() {     while (true)     {         CreateDCW(L"DISPLAY", nullptr, nullptr, nullptr);          auto const gdiObjectsCount = GetGuiResources(GetCurrentProcess(), GR_GDIOBJECTS);         std::cout << "GDI objects: " << gdiObjectsCount << std::endl;          Sleep(10);     } }  

程序跑起来后,如果你是x64的程序那没有关系,但如果你是 32bit 的程序一定要生成一个 Wow64 格式的 Dump,千万不要抓它的 32bit dump,否则拿不到 GdiSharedHandleTable 字段也就无法后续分析了,那如何生成 Wow64 格式的呢?我推荐两种方式。

  • 使用64bit任务管理器(系统默认)生成

  • 使用 procdump -64 -ma QQ.exe 中的 -64 参数

这里我们采用第一种方式,截图如下:

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2. 分析 GdiSharedHandleTable

使用伪寄存器变量提取出 GdiSharedHandleTable 字段,输出如下:

 0:000> dt ntdll!_PEB GdiSharedHandleTable @$peb    +0x0f8 GdiSharedHandleTable : 0x00000000`03560000 Void  

接下来使用 !address 找到这个 GdiSharedHandleTable 的首末地址。

 0:000> !address 0x00000000`03560000  Usage:                  Other Base Address:           00000000`03560000 End Address:            00000000`036e1000 Region Size:            00000000`00181000 (   1.504 MB) State:                  00001000          MEM_COMMIT Protect:                00000002          PAGE_READONLY Type:                   00040000          MEM_MAPPED Allocation Base:        00000000`03560000 Allocation Protect:     00000002          PAGE_READONLY Additional info:        GDI Shared Handle Table   Content source: 1 (target), length: 181000  

上一篇我们聊过每新增一个GDI句柄都会在这个表中增加一条 GDICell,输出如下:

 typedef struct { 	PVOID64 pKernelAddress; 	USHORT wProcessId; 	USHORT wCount; 	USHORT wUpper; 	USHORT wType; 	PVOID64 pUserAddress; } GDICell;  

这个 GDICell 有两个信息比较重要。

  • wProcessId 表示进程 ID
  • wType 表示句柄类型。

理想情况下是对 句柄类型 进行分组统计就能知道是哪里的泄露,接下来的问题是如何找呢?可以仔细观察结构体, wProcessId 和 wType 的偏移是 3USHORT=6byte,我们在内存中找相对偏移不就可以了吗?接下来在内存中搜索这块

 0:000> ~. .  0  Id: 101c.4310 Suspend: 0 Teb: 00000000`009bf000 Unfrozen       Start: Example_20_1_4_exe!wmainCRTStartup (00000000`00d4ffe0)       Priority: 0  Priority class: 32  Affinity: fff  0:000> s-w 03560000 036e1000 101c 00000000`03562060  101c 0000 af01 0401 0b00 0830 0000 0000  ..........0..... 00000000`035782a0  101c ff1d ffff ffff 0000 0000 1d0f 010f  ................ 00000000`0357c688  101c 0000 3401 0401 0160 0847 0000 0000  .....4..`.G..... ... 00000000`035a5f98  101c 0000 0801 0401 0dc0 08a1 0000 0000  ................ 00000000`035a5fb0  101c 0000 0801 0401 0c60 08a1 0000 0000  ........`....... 00000000`035a5fc8  101c 0000 0801 0401 0840 08a1 0000 0000  ........@....... 00000000`035a5fe0  101c 0000 0801 0401 0b00 08a1 0000 0000  ................  

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从卦中可以看到,当前有1029个 GDICell 结构体,接下来怎么鉴别每一条记录上都是什么类型呢?其实这里是有枚举的。

  1. DC = 0x01
  2. Region = 0x04
  3. Bitmap = 0x05
  4. Palette =0x08
  5. Font =0x0a
  6. Brush = 0x10
  7. Pen = 0x30

即 GDIView 中的 红色一列

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到这里我们可以通过肉眼观察 + F5 检索,可以清晰的看到1029 个句柄对象,其中 1028 个是 DC 对象,其实这就是我们泄露的,截图如下:

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3. 脚本处理

如果大家通读会发现这些都是固定步骤,完全可以写成比如 C++ 和 Javascript 的格式脚本,在 StackOverflow 上还真有这样的脚本。

 $$ Run as: $$>a<DumpGdi.txt $$ Written by Alois Kraus 2016 $$ uses pseudo registers r0-5 and r8-r14  r @$t1=0 r @$t8=0 r @$t9=0 r @$t10=0 r @$t11=0 r @$t12=0 r @$t13=0 r @$t14=0 $$ Increment count is 1 byte until we find a matching field with the current pid r @$t4=1  r @$t0=$peb $$ Get address of GDI handle table into t5 .foreach /pS 3 /ps 1 ( @$GdiSharedHandleTable { dt ntdll!_PEB GdiSharedHandleTable @$t0 } ) { r @$t5 = @$GdiSharedHandleTable }  $$ On first call !address produces more output. Do a warmup .foreach /pS 50 ( @$myStartAddress {!address  @$t5} ) {  }   $$ Get start address of file mapping into t2 .foreach /pS 4 /ps 40 ( @$myStartAddress {!address  @$t5} ) { r @$t2 = @$myStartAddress } $$ Get end address of file mapping into t3 .foreach /pS 7 /ps 40 ( @$myEndAddress {!address  @$t5} ) { r @$t3 = @$myEndAddress } .printf "GDI Handle Table %p %p", @$t2, @$t3  .for(; @$t2 < @$t3; r @$t2 = @$t2 + @$t4)  {   $$ since we walk bytewise through potentially invalid memory we need first to check if it points to valid memory   .if($vvalid(@$t2,4) == 1 )    {      $$ Check if pid matches      .if (wo(@$t2) == @$tpid )       {          $$ increase handle count stored in $t1 and increase step size by 0x18 because we know the cell structure GDICell has a size of 0x18 bytes.         r @$t1 = @$t1+1         r @$t4 = 0x18         $$ Access wType of GDICELL and increment per GDI handle type         .if (by(@$t2+6) == 0x1 )  { r @$t8 =  @$t8+1  }         .if (by(@$t2+6) == 0x4 )  { r @$t9 =  @$t9+1  }         .if (by(@$t2+6) == 0x5 )  { r @$t10 = @$t10+1 }         .if (by(@$t2+6) == 0x8 )  { r @$t11 = @$t11+1 }         .if (by(@$t2+6) == 0xa )  { r @$t12 = @$t12+1 }         .if (by(@$t2+6) == 0x10 ) { r @$t13 = @$t13+1 }         .if (by(@$t2+6) == 0x30 ) { r @$t14 = @$t14+1 }      }    }  }  .printf "nGDI Handle Count      %d", @$t1 .printf "ntDeviceContexts: %d", @$t8 .printf "ntRegions:        %d", @$t9 .printf "ntBitmaps:        %d", @$t10 .printf "ntPalettes:       %d", @$t11 .printf "ntFonts:          %d", @$t12 .printf "ntBrushes:        %d", @$t13 .printf "ntPens:           %d", @$t14 .printf "ntUncategorized:  %dn", @$t1-(@$t14+@$t13+@$t12+@$t11+@$t10+@$t9+@$t8)  

最后我们用脚本跑一下,哈哈,是不是非常清楚。

 0:000> $$>a< "D:testdumpDumpGdi.txt" GDI Handle Table 0000000003560000 00000000036e1000 GDI Handle Count      1028 	DeviceContexts: 1028 	Regions:        0 	Bitmaps:        0 	Palettes:       0 	Fonts:          0 	Brushes:        0 	Pens:           0 	Uncategorized:  0  

三:总结

如果大家想从 DUMP 文件中提取 GDI 句柄泄露类型,这是一篇很好的参考资料,相信能从另一个角度给你提供一些灵感。

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