.NET 程序的 GDI 句柄泄露的再反思
一、背景
1. 講故事
上個月我寫過一篇 如何洞察 C# 程序的 GDI 句柄泄露 文章，當時用的是 GDIView + WinDbg 把問題搞定，前者用來定位泄露資源，后者用來定位泄露代碼，后面有朋友反饋兩個問題：
- GDIView 統計不準怎么辦？
- 我只有 Dump 可以統計嗎？
其實那篇文章也聊過，在 x64 或者 wow64 的程序里，在用戶態內存段中有一個 GDI Shared Handle Table 句柄表，這個表中就統計了各自句柄類型的數量，如果能統計出來也就回答了上面的問題，對吧。
32bit 程序的 GDI Shared Handle Table 段是沒有的，即 _PEB.GdiSharedHandleTable = NULL。
0:002> dt ntdll!_PEB GdiSharedHandleTable 01051000 +0x0f8 GdiSharedHandleTable : (null)
有了這些前置基礎，接下來就可以開挖了。
二、挖 GdiSharedHandleTable
1. 測試代碼
為了方便測試，我來造一個 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++ 實現代碼。
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);
}
}程序跑起來后，如果你是x64的程序那沒有關系，但如果你是 32bit 的程序一定要生成一個 Wow64 格式的 Dump，千萬不要抓它的 32bit dump，否則拿不到 GdiSharedHandleTable 字段也就無法后續分析了，那如何生成 Wow64 格式的呢？我推薦兩種方式。
- 使用64bit任務管理器(系統默認)生成
- 使用 procdump -64 -ma QQ.exe 中的 -64 參數
這里我們采用第一種方式，截圖如下：
圖片
2. 分析 GdiSharedHandleTable
使用偽寄存器變量提取出 GdiSharedHandleTable 字段，輸出如下：
0:000> dt ntdll!_PEB GdiSharedHandleTable @$peb
+0x0f8 GdiSharedHandleTable : 0x00000000`03560000 Void接下來使用 !address 找到這個 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上一篇我們聊過每新增一個GDI句柄都會在這個表中增加一條 GDICell，輸出如下：
typedef struct {
PVOID64 pKernelAddress;
USHORT wProcessId;
USHORT wCount;
USHORT wUpper;
USHORT wType;
PVOID64 pUserAddress;
} GDICell;這個 GDICell 有兩個信息比較重要。
- wProcessId 表示進程 ID
- wType 表示句柄類型。
理想情況下是對 句柄類型 進行分組統計就能知道是哪里的泄露，接下來的問題是如何找呢？可以仔細觀察結構體， wProcessId 和 wType 的偏移是 3USHORT=6byte，我們在內存中找相對偏移不就可以了嗎？接下來在內存中搜索這塊
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 ................
圖片
從卦中可以看到，當前有1029個 GDICell 結構體，接下來怎么鑒別每一條記錄上都是什么類型呢？其實這里是有枚舉的。
- DC = 0x01
- Region = 0x04
- Bitmap = 0x05
- Palette =0x08
- Font =0x0a
- Brush = 0x10
- Pen = 0x30
即 GDIView 中的 紅色一列 。
圖片
到這里我們可以通過肉眼觀察 + F5 檢索，可以清晰的看到1029 個句柄對象，其中 1028 個是 DC 對象，其實這就是我們泄露的，截圖如下：
圖片
3. 腳本處理
如果大家通讀會發現這些都是固定步驟，完全可以寫成比如 C++ 和 Javascript 的格式腳本，在 StackOverflow 上還真有這樣的腳本。
$$ Run as: $$>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
$$ Access wType of GDICELL and increment per GDI handle type
.if (by(@$t2+6) == 0x1 ) { r @$t8 = @$t8+1 }
.if (by(@$t2+6) == 0x4 ) { r @$t9 = @$t9+1 }
.if (by(@$t2+6) == 0x5 ) { r @$t10 = @$t10+1 }
.if (by(@$t2+6) == 0x8 ) { r @$t11 = @$t11+1 }
.if (by(@$t2+6) == 0xa ) { r @$t12 = @$t12+1 }
.if (by(@$t2+6) == 0x10 ) { r @$t13 = @$t13+1 }
.if (by(@$t2+6) == 0x30 ) { r @$t14 = @$t14+1 }
}
}
}
.printf "\nGDI Handle Count %d", @$t1
.printf "\n\tDeviceContexts: %d", @$t8
.printf "\n\tRegions: %d", @$t9
.printf "\n\tBitmaps: %d", @$t10
.printf "\n\tPalettes: %d", @$t11
.printf "\n\tFonts: %d", @$t12
.printf "\n\tBrushes: %d", @$t13
.printf "\n\tPens: %d", @$t14
.printf "\n\tUncategorized: %d\n", @$t1-(@$t14+@$t13+@$t12+@$t11+@$t10+@$t9+@$t8)最后我們用腳本跑一下，哈哈，是不是非常清楚。
0:000> $$>a< "D:\testdump\DumpGdi.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、總結
如果大家想從 DUMP 文件中提取 GDI 句柄泄露類型，這是一篇很好的參考資料，相信能從另一個角度給你提供一些靈感。
