分享Visual Studio原生開發的10個調試技巧（2）

之前關於Visual Studio調試技巧的文章引起了大家很大的興趣，以至於我決定分享更多調試的知識。以下的清單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或更新版本中（當然有一些可以適用於舊版本）。如果你繼續，你可以知道每個技巧的詳細資訊。

技巧11：資料斷點

　　當資料所在記憶體位置變化時，偵錯器將會中斷。然而，這是唯一可能在一個時間創建4個這樣的硬體的資料斷點。資料斷點只能在編譯的過程中添加，可以透過選單（編譯>新斷點>新資料斷點）或透過斷點視窗來新增。

　　您可以使用一個記憶體位址或位址表達式。即使你能看到堆疊上的兩個值，我認為通常當堆上的值被改變時，這項功能才會有用。這對 識別記憶體損壞是一個很大的幫助。

　　在下面的範例中，指標的值已經變更為所指向物件的值。為了能找出什麼地方所做的更改，我在指標值儲存的位置設定了一個斷點，如 &ptr (注意這是在指標初始化後發生的)。當資料更改後，以為某人更改了指標的值，調試器終止，然後能發現哪些程式碼引起了這個改變。

技巧12: 線程重命名

　　當你調試多線程應用是，Threads視窗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，並重新命名。

　　也可以以編程方式命名線程，雖然這有點棘手而且線程啟動後必須去做的，否則調試器將以它的默認命名規定重新將其初始化，下面的函數顯示瞭如何定義和使用一個線程。

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)
  {
  }
}

技巧13：指定線程設定斷點

　　對於多執行緒應用程序，另一個有用的技巧是在指定執行緒、進程甚至電腦設定斷點。可以使用斷點的Filer指令來實現這種功能。

　　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）。掌握如何設定線程名稱也使得這種過濾技術操作更簡單。

技巧14：（不準確的）定時執行

　　在我之前的文章中我曾提及在Watch視窗中使用偽變數。其中一個沒有提及的是@clk，可顯示一個計數器的值，用於獲得兩個斷點之間代碼執行所需的大體時間，該值的單位為毫秒（ms）。但是，這種方法不能用於配置程式執行。你應該使用Visual Studio Profiler或效能計時器來完成這些配置。

　　透過在Watch視窗或Immediate視窗中加入@clk=0來重置計時器。因此，若需要計算末段程式碼執行所需的時間，做下列處理：

在程式碼區塊起始位置設定斷點

在程式碼區塊結束位置設定斷點

在Watch視窗中加入@clk

當第一個斷點觸發時，在Intermediate窗中輸入@clk=0

運行程序，直到遇到代碼塊結束位置的斷點，並在Watch窗口中查看@clk的值

　　注意網上有技巧說需要在Watch視窗中加入兩個表達式：@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不支援這種技巧）以及更高版本。

技巧15：格式化數字

　　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：

by —— unsigned char(unsigned byte)

wo —— unsigned short(unsigned word)

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：

d或i —— 有符号十进制数

u     —— 无符号十进制数

o     —— 无符号八进制数

x     —— 小写十六进制数

X     —— 大写十六进制数

技巧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：

mb或m —— 十六进制显示的16字节数据，后面跟着16个ASCII字符

mw —— 8字（WORD，通常1 WORD = 2 BYTE）数据

md —— 4个双字（DWORD，通常1 DWORD = 4 BYTE）数据

mq —— 2个四字（Quad WORD）数据

ma —— 64个ASCII字符

mu —— 2字节UNICODE字符

技巧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：

{[函数],[源代码],[模块]}断点位置

{[函数],[源代码],[模块]}变量名

{[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。

技巧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。

 技巧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dab9f699790ab0922e596ecb9f6677d57d10b7d419803d4062679b45879052324309a73696dbaeac0ddd115cebb6f9b798c455a79ddfebb79781bff588e7b37e等头文件，会有如下错误（以7d10b7d419803d4062679b4587905232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 &#39;_Ty *std::_Allocate<char>(size_t,_Ty *)&#39; 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 &#39;char *std::allocator<_Ty>::allocate(std::allocator<_Ty>::size_type)&#39;
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 &#39;std::allocator<_Ty>&#39; 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。

技巧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：

_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。
_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。

以上就是本文的全部内容，希望大家结合之前分享过的文章进行学习，熟练掌握Visual Studio调试技巧。

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