跟着Windbg看DWM

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1.什么是DWM

DWM全称桌面窗口管理程序，是Windows Vista之后一个全新的窗口管理系统，他决定windows应用程序的呈现方式，用过XP的同学肯定遇到过窗口拖影的情况。

在XP时代，窗口绘制都是直接提交到显卡的显存中显示的，简单来说就是Windows桌面只有一个对应的图像缓存，所有程序都直接在这个缓存下进行渲染。这样就知道了只有应用程序知道应该怎么绘图，而XP下的Windows桌面系统完全不知道怎么绘制，因此当窗口出现未响应的窗口被遮挡时，Windows就会产生拖影的现象。

Windows Vista后彻底对窗口系统做了重构，引入了DWM，Windows应用程序的窗口绘制的图形就不会再和XP一样绘制到如上所说的桌面缓存里面去了，而是将绘制操作重定向到DWM的对应的off-screen surface上，然后再通过DWM合成输出到显示器上。

2.DWM对截屏的影响

先看一张图再开启DWM和关闭DWM截取窗口的效果

从图中可以看出启了DWM的则直接截取指定窗口及其子窗口的图像；而没有开启DWM则截取到目标窗口所在区域的所有图形；

其本质原因是如上文所说是

2.1跟着windbg看没有开启DWM情况下图形绘制流程

再上面的windbg截图中， 我们可以发现2个进程中的pso(pso是surfaceobj稍后会介绍到)不一样，pso.pvBits也不一样，这就说明了，再没有开启DWM情况下，每个进程的Surface是不一样，并且开启了DWM的进程的surface是放在各自进程用户态空间的，没有开启DWM的进程的surface则放到内核空间。

直接手动修改Surface的像素数据也是OK的，看下图:

4、那么谁会将这些Surface的像素数据刷新到显存呢？

4.1 在surface中下物理断点：

4.2 断点命中时， 堆栈如下：

我们发现时CSRSS.EXE调用cdd.dll来刷新像素数据到对应， cdd.dll:Canonical Display Driver, 是桌面架构用来混合Windows图形用户界面（GUI）和DirectX绘图的。

意思就是说在没有开启DWM情况最终对调用的 cdd.dll:DrvLineTo调用 CDD显卡驱动进行绘制。

2.2 跟着windbg看开启DWM情况下图形绘制流程

还是以画线函数为例看DWM情况下图形绘制流程,简单做个逆向分析便知道该API的调用链如下:

     Gdi32!LineTo—->GDI32!NtGdiLineTo—->win32k!NtGdiLineTo—->win32k!GreLineTo—->win32k!EngLineTo；

EngLineTo()是OS导出的接口，原型如下: EngLineTo 函数 (winddi.h) – Win32 apps | Microsoft Learn

ENGAPI BOOL EngLineTo(SURFOBJ *pso, CLIPOBJ *pco, BRUSHOBJ *pbo, LONG x1, LONG y1, LONG x2, LONG y2, RECTL *prclBounds, MIX mix);

重点关注第一个参数，如下:

1.

编写程序test_wnd_capture.exe：主窗口，其宽高分别为：800,600；其内部绘制一条曲线和一个红色填充的矩形；   

编写程序 CaptureWnd.exe，由其在test_wnd_capture.exe创建子窗口，子窗口的宽高分别为300,600；；其内部绘制一条曲线和一个绿色填充的矩形；

2.双击调试

3.windbg输入如下命令

由下图知,数据都是正确的;

我们再来看下具体的像素数据：

【像素数据保存在下边这个文件中】

发现了一个问题，居然test_wnd_capture.exe进程的窗口的surface中含有子窗口的像素数据，难不成子窗口共用父窗口的surface吗？只是使用了该surface相对于该子窗口相应的位置及大小？

答案也是这样的，下边我们看下子窗口绘制线条时，其pso参数，若与父窗口的一样，则证实了该结论；

由下图可知，父子窗口的pso确实用的同一个，那也证实了上边的结论，我们在看下子窗口当前所绘制的
pso
；即看

当窗口大小变化时，
_SURFOBJ .
pvBits
也会改变，即OS会重新分配一块内存用以作为Surface；

ba &_SURFOBJ .pvBits r4;

然后手动改变窗口大小；栈回溯如下：

利用调试器手动的修改这块内存的像素数据，也是会生效的；但当WM_PAINT消息产生时，如果程序没有拦截该消息，OS默认的窗口过程会用背景画刷重绘该区域；

通过上述动手做实验发现了DWM开启时候，操作系统会为应用程序维护一个所有窗口共享的surface, 每个进程的窗口对应一个DC，DC相关接口如BitBlt, DX的想更换接口如ColorFill都只是在对应的DC或Surface上进行操作，最后会合成到进程共享的Surface上去，上述例子也证明了截图父窗口DC为啥可以既然看到DX绘制的红色，也能看到GDI绘制的斜线。

本质上DWM最后会维护所有进程的窗口共享surface, 然后在DWMCore中完全合成最后送显，在显示器中显示