问WinDbg未显示寄存器值

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TL;DR：我编写了一个扩展DLL来修复这个错误。可用here。

问题

要理解这个问题，我们首先需要理解的是，WinDbg基本上只是微软在dbgeng.dll内部实现的Windows符号调试器引擎的前端。其他前端包括命令行kd.exe (内核调试器)和cdb.exe (用户模式调试器)。

引擎实现了我们期望调试器提供的所有功能:处理符号文件、读写内存和寄存器、设置断点等等。然后引擎通过COM类接口公开所有这些功能(它们实现了IUnknown，但不是注册的组件)。例如，这允许我们编写自己的调试器(就像this person做的那样)。

有了这些知识，我们现在可以对WinDbg如何获得目标机器上的寄存器值进行有知识的猜测。

引擎公开用于操作寄存器的IDebugRegisters接口。这个接口声明了GetValues方法，用于一次检索多个寄存器的值。但是WinDbg怎么知道有多少寄存器呢？这就是为什么我们有GetNumberRegisters方法。

因此，要检索目标上所有寄存器的值，我们必须执行如下操作：

1. 调用IDebugRegisters::GetNumberRegisters以获取寄存器的总数。
2. 调用IDebugRegisters::GetValues，将Count参数设置为寄存器总数，Indices参数设置为NULL，Start参数设置为0。

不过，有一个小问题:第二个调用在E_INVALIDARG中失败。

嗯，什么？怎么会失败呢？特别令人费解的是这个返回值的文档：

其中一个寄存器的索引值大于目标机器上的寄存器数。

但是我只是问你有多少寄存器，那么这个值怎么会超出范围呢？好吧，让我们继续读这些文档，也许会有一些事情变得清晰起来：

如果返回值不是S_OK，则某些寄存器可能仍被读取。如果无法访问目标，则返回类型为E_UNEXPECTED，且值不变；否则，值将包含部分结果，无法读取的寄存器将具有DEBUG_VALUE_INVALID类型。

(强调我的)

啊哈！所以也许引擎看不懂其中的一个寄存器！但是哪一个呢？结果，引擎在xcr0寄存器上卡住了。来自英特尔64和IA-32架构软件开发人员手册

扩展控制寄存器XCR0包含一个状态组件位图，该位图指定软件已启用XSAVE功能集来管理的用户状态组件。如果与状态组件对应的位在XCR0中是清晰的，则无论指令掩码的值如何，XSAVE功能集中的指令都不会在该状态组件上操作。

好的，寄存器控制XSAVE指令的操作，它保存了CPU扩展特性(比如XMM和AVX)的状态。根据this页面上的最后一个注释，这个指令需要操作系统的一些支持。尽管评论声明Windows 7(我正在测试的VM运行的内容)确实支持这条指令，但看起来手头的问题无论如何都与操作系统有关，因为当目标是Windows 8时，一切都很好。

实际上，还不清楚bug是在调试器引擎中，它报告的寄存器比它能够检索的值多，还是在WinDbg中，如果引擎无法生成所有值，它就会拒绝显示任何值。

解决方案

当然，我们可以咬紧牙关，只需使用较早版本的WinDbg来调试旧版本的Windows。但这其中的挑战在哪里？

相反，我向您介绍一个解决这个问题的debugger extension。它这样做的方法是(在this library的帮助下)挂钩相关的调试器引擎方法，并返回S_OK (如果唯一失败的寄存器是xcr0 )。否则，它会传播故障。扩展支持运行时卸载，因此如果遇到问题，可以始终禁用钩子。

就这样，玩得开心！