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Visual Studio原生开发的10个调试技巧(二)

来源:oschina 发布时间:2013-08-10 阅读次数:
  我以前关于Visual Studio调试技巧的文章引起了大家很大的兴趣,以至于我决定分享更多调试的知识。以下的列表中你可以看到写原生开发的调试技巧(接着以前的文章来编号)。这些技巧可以应用在VS2005或者更新版本中(当然有一些可以适用于旧版本)。如果你继续,你可以知道每个技巧的详细信息。
  • 数据断点
  • 线程重命名
  • 特定进程中断
  • 大概执行时间
  • 数字格式化
  • 内存数据格式化
  • 系统DLL中断
  • 装载符号表
  • MFC中内存泄露报告
  • 调试ATL
  •   提示11:数据断点   当数据所在内存位置变化时,调试器将会中断。然而,这是唯一可能在一个时间创建4这样的硬件的数据断点。数据断点只能在编译的过程中添加,可以通过菜单(编译>新断点>新数据断点)或者通过断点窗口来添加。   您可以使用一个内存地址或地址表达式。即使你能看到堆栈上的两个值,我认为通常当堆上的值被改变时,这项功能才会有用。这对 识别内存损坏是一个很大的帮助。   在下面的例子中,指针的值已经更改为所指向对象的值。为了能找出什么地方做的更改,我在指针值存储的位置设置了一个断点,如 &ptr (注意这是在指针初始化后发生的)。当数据更改后,以为着某人更改了指针的值,调试器终止,然后能发现哪些代码引起了这个改变。   额外阅读:
    1. How Can I Find Out If My Pointers Corrupt a Memory Address?
    2. How Can I Find Out Where My Pointer Is Getting Changed?
      提示 12: 线程重命名   当你调试多线程应用是,Threads窗口会显示创建了哪些线程,以及当前的线程。线程越多,你就越难找到你要找的线程(特别是当同一段程序,被多个线程同时执行的时候,你就不知道当前执行的是哪个线程实例)   调试器允许你给线程重新命名。用右键单击一个线程,并重命名。   也可以以程式设计方式命名线程,虽然这有点棘手而且线程启动后必须去做的,否则调试器将以它的默认命名规定重新将其初始化,下面的函数显示了如何定义和使用一个线程。 typedef struct tagTHREADNAME_INFO { DWORD dwType; // 必须是两个字节的长度 LPCSTR szName; // 指针指向命名 (同一个地址空间) DWORD dwThreadID; // 线程ID(-1调用线程) DWORD dwFlags; // 保留待用,多数情况下为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:指定线程设置断点   对于多线程应用程序,另一个有用的技巧是在指定线程、进程甚至计算机设置断点。可以使用断点的Filer命令来实现这种功能。   调试器允许你使用线程名、线程ID、进程名、进程ID和机器名的不同组合(使用AND、OR、NOT连接)。掌握如何设置线程名称也使得这种过滤技术操作更为简单。   辅助阅读:
    1. How to: Specify a Breakpoint Filter
    2. Setting a Breakpoint Filter
      提示14:(不准确的)定时执行   在我之前的文章中我曾提及在Watch窗口中使用伪变量。其中一个没有提及的是@clk,可显示一个计数器的值,用于获得两个断点之间代码执行所需要的大体时间,该值的单位为毫秒(ms)。但是,这种方法不能用于配置程序执行。你应该使用Visual Studio Profiler或者性能计时器来完成这些配置。   通过在Watch窗口或者Immediate窗口中添加@clk=0来重置计时器。因此,若需要计算末段代码执行所需要的时间,做下列处理:
    1. 在代码块起始位置设置断点
    2. 在代码块结束位置设置断点
    3. 在Watch窗口中添加@clk
    4. 当第一个断点触发时,在Intermediate窗中中输入@clk=0
    5. 运行程序,直到遇到代码块结束位置的断点,并在Watch窗口中查看@clk的值
      注意网上有技巧说需要在Watch窗口中添加两条表达式:@clk和@clk=0,据说可以每次在断点执行的位置重置计时器。这种技巧只能在较低版本的Visual Studio中使用,但是不能在高版本VS中使用,例如VS2005(作者做过测试,vs2005不支持这种技巧)以及更高版本。   辅助阅读:
    1. Debugging Tips - @CLK
      提示15:格式化数字   当你使用Watch或者Quick Watch窗口查看变量时,显示这些数值是用默认的预定义可视化格式。当变量是数字时,显示形式按照他们的类型(int、float、double)来的,并且使用十进制显示。然而,你可以设置调试器在显示数字的使用使用不同的类型,或者使用不同的进制。   改变变量显示类型可以在变量前添加以下前缀:
    1. by —— unsigned char(unsigned byte)
    2. wo —— unsigned short(unsigned word)
    3. dw —— unsigned long(unsigned double word)
      改变变量显示的进制可以在变量前添加以下前缀:
    1. d或i —— 有符号十进制数
    2. u     —— 无符号十进制数
    3. o     —— 无符号八进制数
    4. x     —— 小写十六进制数
    5. X     —— 大写十六进制数
      辅助阅读:
    1. C++ Debugger Tips
      提示16:格式化内存数据   除了数字,debugger还可以在Watch窗口中显示格式化的内存数据,最长为64字节。你可以在表达式(变量或者内存地址)后面添加下面的后缀来格式化数据:
    1. mb或m —— 十六进制显示的16字节数据,后面跟着16个ASCII字符
    2. mw —— 8字(WORD,通常1 WORD = 2 BYTE)数据
    3. md —— 4个双字(DWORD,通常1 DWORD = 4 BYTE)数据
    4. mq —— 2个四字(Quad WORD)数据
    5. ma —— 64个ASCII字符
    6. mu —— 2字节UNICODE字符
      附加阅读:
    1. Format Specifiers in C++
    2. Debugging Tips in Developer Studio
      提示17:在系统DLL调用处暂停   有时在DLL的某个函数被调用时暂停是很有用,特别是系统DLL(比如kernel32.dll、user32.dll)。实现这种暂停需要使用原生debugger提供的上下文运算符。你可以设定断点位置、变量名或者表达式:
    1. {[函数],[源代码],[模块]}断点位置
    2. {[函数],[源代码],[模块]}变量名
    3. {[函数],[源代码],[模块]}表达式
      大括号内可以是函数名、源代码及模块的任意组合,但是逗号不能省略。   举个例子如果我们需要在CreateThread函数调用时暂停。这个函数是从kernel32.dll导出的,因此上下文运算符应该是这样子的:{,,kernel32.dll}CreateThread。然而,这样并不行,因为该运算符需要CreateThread修饰之后的名字。可以使用  DBH.exe来获得一个特定函数的修饰名(编译器编译生成)。   下面是如何获得CreateThread的修饰名的方法: 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   看起来真实的名字是_CreateThreadStub@24。因此我们可以创建断点,{,,kernel32.dll}_CreateThreadStub@24。   运行程序,当遇到暂停时,直接忽略关于在断点位置无相关源代码的消息提示。   使用调用堆栈窗口来查看调用这个函数的代码。   附加阅读:
    1. How to set breakpoints without source code in Visual Studio 2010
    2. Context Operator (C/C++ Language Expressions)
    3. How to: Set a Function Breakpoint
      提示18:载入符号   当你调试程序的时候,调用堆栈窗口有可能不会显示全部的调用堆栈,其中忽略系统DLL(例如kernel32.dll, user32.dll)的信息。     通过加载这些DLL的符号信息,可以获得全部调用堆栈信息,并且在调用堆栈窗口,使用上下文菜单(右键菜单),直接设置这种效果。你可以从预定义的符号路径或者微软的符号服务器(针对系统DLL)下载这些符号。在这些符号下载并导入到debugger中之后,调用堆栈更新如下:     这些符号也可以从Module窗口导入。   一旦载入之后,这些符号会保存在缓存中,并且可以在Tools>Options>Debugging>Symbols中配置。     提示19:在MFC中报告内存泄露   如果你想在MFC应用程序中监测内存泄露,你可以使用宏DEBUG_NEW来重定义new运算符,这是new运算符的一个修改版本,可以记录其分配内存的文件名及行数。在Release版中构建的DEBUG_NEW会解析成原始的new运算符。   MFC向导产生的源代码中在#include后米娜包含如下预处理指令: #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #endif   上面代码就是如何重定义new运算符的方法。   很多STL头文件和这里定义的new运算符不兼容。如果你在重新定义运算符new之后包含了<map><vector><list><string>等头文件,会有如下错误(以<vector>为例): 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> ]   解决方法是在包含这些STL文件之后再使用DEBUG_NEW重定义new运算符。   附加阅读:
    1. DEBUG_NEW
      提示20:调试ATL   当你开发ATL COM组件时你可以在debugger中查看你所开发的COM对象的QueryInterface、AddRef和Release的调用情况。默认情况下并不支持这些调用的产看,你需要在预处理定义或者预编译头文件中定义两个宏。这两个宏定义之后,关于这些函数的调用会显示在输出(Output)窗口中。   这两个宏是:
    1. _ATL_DEBUG_QI,显示每个被查询接口的名字。必须在atlcom.h头文件被包含之前定义。
    2. _ATL_DEBUG_INTERFACES,每当AddRef或Release被调用时显示当前接口的引用次数以及类名、接口名等信息。必须在atlbase.h包含之前定义。
      辅助阅读:
    1. Debugging Tips
    2. ATL Debugging Techniques
    3. How does _ATL_DEBUG_INTERFACES work?
      结论   在本篇文章及上一篇文章中提到的tips,尽管没有包含全部调试技巧,但是可以帮助你解决你遇到的多数原生应用程序的问题。   英文原文:10-Even-More-Visual-Studio-Debugging-Tips-for-Nati
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