VisualStudio原生開發的10個調試技巧（二）

2019-11-14 16:47:49

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供稿：網友

　　我以前關于 Visual Studio 調試技巧的文章引起了大家很大的興趣，以至于我決定分享更多調試的知識。以下的列表中你可以看到寫原生開發的調試技巧（接著以前的文章來編號）。這些技巧可以應用在 VS2005 或者更新版本中（當然有一些可以適用于舊版本）。如果你繼續，你可以知道每個技巧的詳細信息。

數據斷點
線程重命名
特定進程中斷
大概執行時間
數字格式化
內存數據格式化
系統DLL中斷
裝載符號表
MFC中內存泄露報告
調試ATL

　　提示11：數據斷點

　　當數據所在內存位置變化時，調試器將會中斷。然而，這是唯一可能在一個時間創建4這樣的硬件的數據斷點。數據斷點只能在編譯的過程中添加，可以通過菜單（編譯>新斷點>新數據斷點）或者通過斷點窗口來添加。

　　您可以使用一個內存地址或地址表達式。即使你能看到堆棧上的兩個值，我認為通常當堆上的值被改變時，這項功能才會有用。這對識別內存損壞是一個很大的幫助。

　　在下面的例子中，指針的值已經更改為所指向對象的值。為了能找出什么地方做的更改，我在指針值存儲的位置設置了一個斷點，如 &ptr (注意這是在指針初始化后發生的)。當數據更改后，以為著某人更改了指針的值，調試器終止，然后能發現哪些代碼引起了這個改變。

　　額外閱讀:

How Can I Find Out If My Pointers Corrupt a Memory Address?
How Can I Find Out Where My Pointer Is Getting Changed?

　　提示 12: 線程重命名

　　當你調試多線程應用是，Threads窗口會顯示創建了哪些線程，以及當前的線程。線程越多，你就越難找到你要找的線程（特別是當同一段程序，被多個線程同時執行的時候，你就不知道當前執行的是哪個線程實例）

　　調試器允許你給線程重新命名。用右鍵單擊一個線程，并重命名。

　　也可以以程式設計方式命名線程，雖然這有點棘手而且線程啟動后必須去做的，否則調試器將以它的默認命名規定重新將其初始化，下面的函數顯示了如何定義和使用一個線程。

typedef struct tagTHREADNAME_INFO
{
    DWord dwType;        // 必須是兩個字節的長度
    LPCSTR szName;       // 指針指向命名 (同一個地址空間)
    DWORD dwThreadID;    // 線程ID（-1調用線程）
    DWORD dwFlags;       // 保留待用，多數情況下為0
} THREADNAME_INFO;
 
void SetThreadName(DWORD dwThreadID, LPCSTR szThreadName)
{
    THREADNAME_INFO info;
    info.dwType = 0x1000;
    info.szName = szThreadName;
    info.dwThreadID = dwThreadID;
    info.dwFlags = 0;
 
    __try
    {
        RaiseException(0x406D1388, 0, sizeof(info)/sizeof(DWORD), (DWORD*)&info);
    }
    __except (EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION)
    {
    }
}

　　提示13：指定線程設置斷點

　　對于多線程應用程序，另一個有用的技巧是在指定線程、進程甚至計算機設置斷點。可以使用斷點的Filer命令來實現這種功能。

　　調試器允許你使用線程名、線程ID、進程名、進程ID和機器名的不同組合（使用AND、OR、NOT連接）。掌握如何設置線程名稱也使得這種過濾技術操作更為簡單。

　　輔助閱讀：

How to: Specify a Breakpoint Filter
Setting a Breakpoint Filter

　　提示14：（不準確的）定時執行

　　在我之前的文章中我曾提及在Watch窗口中使用偽變量。其中一個沒有提及的是@clk，可顯示一個計數器的值，用于獲得兩個斷點之間代碼執行所需要的大體時間，該值的單位為毫秒（ms）。但是，這種方法不能用于配置程序執行。你應該使用Visual Studio PRofiler或者性能計時器來完成這些配置。

　　通過在Watch窗口或者Immediate窗口中添加@clk=0來重置計時器。因此，若需要計算末段代碼執行所需要的時間，做下列處理：

在代碼塊起始位置設置斷點
在代碼塊結束位置設置斷點
在Watch窗口中添加@clk
當第一個斷點觸發時，在Intermediate窗中中輸入@clk=0
運行程序，直到遇到代碼塊結束位置的斷點，并在Watch窗口中查看@clk的值

　　注意網上有技巧說需要在Watch窗口中添加兩條表達式：@clk和@clk=0，據說可以每次在斷點執行的位置重置計時器。這種技巧只能在較低版本的Visual Studio中使用，但是不能在高版本VS中使用，例如VS2005（作者做過測試，vs2005不支持這種技巧）以及更高版本。

　　輔助閱讀：

Debugging Tips - @CLK

　　提示15：格式化數字

　　當你使用Watch或者Quick Watch窗口查看變量時，顯示這些數值是用默認的預定義可視化格式。當變量是數字時，顯示形式按照他們的類型（int、float、double）來的，并且使用十進制顯示。然而，你可以設置調試器在顯示數字的使用使用不同的類型，或者使用不同的進制。

　　改變變量顯示類型可以在變量前添加以下前綴：

by —— unsigned char(unsigned byte)
wo —— unsigned short(unsigned word)
dw —— unsigned long(unsigned double word)

　　改變變量顯示的進制可以在變量前添加以下前綴：

d或i —— 有符號十進制數
u —— 無符號十進制數
o —— 無符號八進制數
x —— 小寫十六進制數
X —— 大寫十六進制數

　　輔助閱讀：

C++ Debugger Tips

　　提示16：格式化內存數據

　　除了數字，debugger還可以在Watch窗口中顯示格式化的內存數據，最長為64字節。你可以在表達式（變量或者內存地址）后面添加下面的后綴來格式化數據：

mb或m —— 十六進制顯示的16字節數據，后面跟著16個ASCII字符
mw —— 8字（WORD，通常1 WORD = 2 BYTE）數據
md —— 4個雙字（DWORD，通常1 DWORD = 4 BYTE）數據
mq —— 2個四字（Quad WORD）數據
ma —— 64個ASCII字符
mu —— 2字節UNICODE字符

　　附加閱讀：

Format Specifiers in C++
Debugging Tips in Developer Studio

　　提示17：在系統DLL調用處暫停

　　有時在DLL的某個函數被調用時暫停是很有用，特別是系統DLL（比如kernel32.dll、user32.dll）。實現這種暫停需要使用原生debugger提供的上下文運算符。你可以設定斷點位置、變量名或者表達式：

{[函數],[源代碼],[模塊]}斷點位置
{[函數],[源代碼],[模塊]}變量名
{[函數],[源代碼],[模塊]}表達式

　　大括號內可以是函數名、源代碼及模塊的任意組合，但是逗號不能省略。

　　舉個例子如果我們需要在CreateThread函數調用時暫停。這個函數是從kernel32.dll導出的，因此上下文運算符應該是這樣子的：{,,kernel32.dll}CreateThread。然而，這樣并不行，因為該運算符需要CreateThread修飾之后的名字。可以使用 DBH.exe來獲得一個特定函數的修飾名（編譯器編譯生成）。

　　下面是如何獲得CreateThread的修飾名的方法：

C:/Program Files (x86)/Debugging Tools for Windows (x86)>dbh.exe -s:srv*C:/Symbo
ls*http://msdl.microsoft.com/Download/Symbols -d C:/Windows/SysWOW64/kernel32.dl
l enum *CreateThread*
Symbol Search Path: srv*C:/Symbols*http://msdl.microsoft.com/Download/Symbols
 
 index            address     name
     1            10b4f65 :   _BaseCreateThreadPoolThread@12
     2            102e6b7 :   _CreateThreadpoolWork@12
     3            103234c :   _CreateThreadpoolStub@4
     4            1011ea8 :   _CreateThreadStub@24
     5            1019d40 :   _NtWow64CsrBasepCreateThread@12
     6            1019464 :   ??_C@_0BC@PKLIFPAJ@SHCreateThreadRef?$AA@
     7            107309c :   ??_C@_0BD@CIEDBPNA@TF_CreateThreadMgr?$AA@
     8            102ce87 :   _CreateThreadpoolCleanupGroupStub@0
     9            1038fe3 :   _CreateThreadpoolIoStub@16
     a            102e6f0 :   _CreateThreadpoolTimer@12
     b            102e759 :   _CreateThreadpoolWaitStub@12
     c            102ce8e :   _CreateThreadpoolCleanupGroup@0
     d            102e6e3 :   _CreateThreadpoolTimerStub@12
     e            1038ff0 :   _CreateThreadpoolIo@16
     f            102e766 :   _CreateThreadpoolWait@12
    10            102e6aa :   _CreateThreadpoolWorkStub@12
    11            1032359 :   _CreateThreadpool@4

　　看起來真實的名字是_CreateThreadStub@24。因此我們可以創建斷點，{,,kernel32.dll}_CreateThreadStub@24。

　　運行程序，當遇到暫停時，直接忽略關于在斷點位置無相關源代碼的消息提示。

　　使用調用堆棧窗口來查看調用這個函數的代碼。

　　附加閱讀：

How to set breakpoints without source code in Visual Studio 2010
Context Operator (C/C++ Language Expressions)
How to: Set a Function Breakpoint

　　提示18：載入符號

　　當你調試程序的時候，調用堆棧窗口有可能不會顯示全部的調用堆棧，其中忽略系統DLL（例如kernel32.dll, user32.dll）的信息。

　　通過加載這些DLL的符號信息，可以獲得全部調用堆棧信息，并且在調用堆棧窗口，使用上下文菜單（右鍵菜單），直接設置這種效果。你可以從預定義的符號路徑或者微軟的符號服務器（針對系統DLL）下載這些符號。在這些符號下載并導入到debugger中之后，調用堆棧更新如下：

　　這些符號也可以從Module窗口導入。

　　一旦載入之后，這些符號會保存在緩存中，并且可以在Tools>Options>Debugging>Symbols中配置。

　　提示19：在MFC中報告內存泄露

　　如果你想在MFC應用程序中監測內存泄露，你可以使用宏DEBUG_NEW來重定義new運算符，這是new運算符的一個修改版本，可以記錄其分配內存的文件名及行數。在Release版中構建的DEBUG_NEW會解析成原始的new運算符。

　　MFC向導產生的源代碼中在#include后米娜包含如下預處理指令：

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

　　上面代碼就是如何重定義new運算符的方法。

　　很多STL頭文件和這里定義的new運算符不兼容。如果你在重新定義運算符new之后包含了<map><vector><list><string>等頭文件，會有如下錯誤（以<vector>為例）：

1>c:/program files (x86)/microsoft visual studio 9.0/vc/include/xmemory(43) : error C2665: 'operator new' : none of the 5 overloads could convert all the argument types
1>        c:/program files/microsoft visual studio 9.0/vc/include/new.h(85): could be 'void *operator new(size_t,const std::nothrow_t &) throw()'
1>        c:/program files/microsoft visual studio 9.0/vc/include/new.h(93): or       'void *operator new(size_t,void *)'
1>        while trying to match the argument list '(const char [70], int)'
1>        c:/program files (x86)/microsoft visual studio 9.0/vc/include/xmemory(145) : see reference to function template instantiation '_Ty *std::_Allocate<char>(size_t,_Ty *)' being compiled
1>        with
1>        [
1>            _Ty=char
1>        ]
1>        c:/program files (x86)/microsoft visual studio 9.0/vc/include/xmemory(144) : while compiling class template member function 'char *std::allocator<_Ty>::allocate(std::allocator<_Ty>::size_type)'
1>        with
1>        [
1>            _Ty=char
1>        ]
1>        c:/program files (x86)/microsoft visual studio 9.0/vc/include/xstring(2216) : see reference to class template instantiation 'std::allocator<_Ty>' being compiled
1>        with
1>        [
1>            _Ty=char
1>        ]

　　解決方法是在包含這些STL文件之后再使用DEBUG_NEW重定義new運算符。

　　附加閱讀：

DEBUG_NEW

　　提示20：調試ATL

　　當你開發ATL COM組件時你可以在debugger中查看你所開發的COM對象的QueryInterface、AddRef和Release的調用情況。默認情況下并不支持這些調用的產看，你需要在預處理定義或者預編譯頭文件中定義兩個宏。這兩個宏定義之后，關于這些函數的調用會顯示在輸出（Output）窗口中。

　　這兩個宏是：