10 個 Visual Studio 原生開發的調試技巧

英文原文：10 Even More Visual Studio Debugging Tips for Native Development

原中文地址：http://www.oschina.net/translate/10-even-more-visual-studio-debugging-tips-for-native?from=20130127

我以前關於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於舊版本）。如果你繼續，你可以知道每個技巧的詳細資料。

1. 資料斷點
2. 線程重新命名
3. 特定進程中斷
4. 大概執行時間
5. 數字格式化
6. 記憶體資料格式化
7. 系統DLL中斷
8. 裝載符號表
9. MFC中記憶體泄露報告
10. 調試ATL

提示11：資料斷點

當資料所在記憶體位置變化時，調試器將會中斷。然而，這是唯一可能在一個時間建立4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，可以通過菜單（編譯>新斷點>新資料斷點）或者通過斷點視窗來添加。

您可以使用一個記憶體位址或地址運算式。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 識別記憶體損壞是一個很大的協助。

在下面的例子中，指標的值已經更改為所指向對象的值。為了能找出什麼地方做的更改，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，以為著某人更改了指標的值，調試器終止，然後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: 線程重新命名

當你調試多線程應用是，Threads視窗會顯示建立了哪些線程，以及當前的線程。線程越多，你就越難找到你要找的線程（特別是當同一段程式，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執行個體）

調試器允許你給線程重新命名。用按右鍵一個線程，並重新命名。

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後必須去做的，否則調試器將以它的預設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;        // 必須是兩個位元組的長度LPCSTR szName;       // 指標指向命名 (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：指定線程設定斷點

對於多線程應用程式，另一個有用的技巧是在指定線程、進程甚至電腦設定斷點。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串連）。掌握如何設定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要的大體時間，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或者效能計時器來完成這些配置。

通過在Watch視窗或者Immediate視窗中添加@clk=0來重設計時器。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定斷點
• 在代碼塊結束位置設定斷點
• 在Watch視窗中添加@clk
• 當第一個斷點觸發時，在Intermediate窗中中輸入@clk=0
• 運行程式，直到遇到代碼塊結束位置的斷點，並在Watch視窗中查看@clk的值

注意網上有技巧說需要在Watch視窗中添加兩條運算式：@clk和@clk=0，據說可以每次在斷點執行的位置重設計時器。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。

輔助閱讀：

• Debugging Tips - @CLK

提示15：格式化數字

當你使用Watch或者Quick Watch視窗查看變數時，顯示這些數值是用預設的預定義可視化格式。當變數是數字時，顯示形式按照他們的類型（int、float、double）來的，並且使用十進位顯示。然而，你可以設定調試器在顯示數位使用使用不同的類型，或者使用不同的進位。

改變變數顯示類型可以在變數前添加以下首碼：

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

改變變數顯示的進位可以在變數前添加以下首碼：

• d或i —— 有符號十進位數
• u     —— 無符號十進位數
• o     —— 無符號八位元
• x     —— 小寫十六進位數
• X     —— 大寫十六進位數

輔助閱讀：

C++ Debugger Tips

提示16：格式化記憶體資料

除了數字，debugger還可以在Watch視窗中顯示格式化的記憶體資料，最長為64位元組。你可以在運算式（變數或者記憶體位址）後面添加下面的尾碼來格式化資料：

• mb或m —— 十六進位顯示的16位元組資料，後面跟著16個ASCII字元
• mw —— 8字（WORD，通常1 WORD = 2 BYTE）資料
• md —— 4個雙字（DWORD，通常1 DWORD = 4 BYTE）資料
• mq —— 2個四字（Quad WORD）資料
• ma —— 64個ASCII字元
• mu —— 2位元組UNICODE字元

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提供的上下文運算子。你可以設定斷點位置、變數名或者運算式：

• {[函數],[原始碼],[模組]}斷點位置
• {[函數],[原始碼],[模組]}變數名
• {[函數],[原始碼],[模組]}運算式

大括弧內可以是函數名、原始碼及模組的任意組合，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匯出的，因此上下文運算子應該是這樣子的：{,,kernel32.dll}CreateThread。然而，這樣並不行，因為該運算子需要CreateThread修飾之後的名字。可以使用 

DBH.exe來獲得一個特定函數的修飾名（編譯器編譯產生）。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:\Symbols*http://msdl.microsoft.com/Download/Symbols -d C:\Windows\SysWOW64\kernel32.dll 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。因此我們可以建立斷點，{,,kernel32.dll}_CreateThreadStub@24。

 運行程式，當遇到暫停時，直接忽略關於在斷點位置無相關原始碼的訊息提示。

 

使用呼叫堆疊視窗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

當你偵錯工具的時候，呼叫堆疊視窗有可能不會顯示全部的呼叫堆疊，其中忽略系統DLL（例如kernel32.dll, user32.dll）的資訊。

 

通過載入這些DLL的符號資訊，可以獲得全部呼叫堆疊資訊，並且在呼叫堆疊視窗，使用操作功能表（右鍵菜單），直接設定這種效果。你可以從預定義的符號路徑或者微軟的符號伺服器（針對系統DLL）下載這些符號。在這些符號下載並匯入到debugger中之後，呼叫堆疊更新如下：

 

這些符號也可以從Module視窗匯入。

一旦載入之後，這些符號會儲存在緩衝中，並且可以在Tools>Options>Debugging>Symbols中配置。

MFC嚮導產生的原始碼中在#include後米娜包含如下預先處理指令：

#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endif

上面代碼就是如何重定義new運算子的方法。

很多STL標頭檔和這裡定義的new運算子不相容。如果你在重新定義運算子new之後包含了<map><vector><list><string>等標頭檔，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 types1>        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 compiled1>        with1>        [1>            _Ty=char1>        ]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>        with1>        [1>            _Ty=char1>        ]1>        c:\program files (x86)\microsoft visual studio 9.0\vc\include\xstring(2216) : see reference to class template instantiation 'std::allocator<_Ty>' being compiled1>        with1>        [1>            _Ty=char1>        ]

解決方案是在包含這些STL檔案之後再使用DEBUG_NEW重定義new運算子。

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。預設情況下並不支援這些調用的產看，你需要在預先處理定義或者先行編譯標頭檔中定義兩個宏。這兩個宏定義之後，關於這些函數的調用會顯示在輸出（Output）視窗中。

這兩個宏是：

• _ATL_DEBUG_QI，顯示每個被查詢介面的名字。必須在atlcom.h標頭檔被包含之前定義。
• _ATL_DEBUG_INTERFACES，每當AddRef或Release被調用時顯示當前介面的引用次數以及類名、介面名等資訊。必須在atlbase.h包含之前定義。

輔助閱讀：

• Debugging Tips
• ATL Debugging Techniques
• How does _ATL_DEBUG_INTERFACES work?

結論

在本篇文章及上一篇文章中提到的tips，儘管沒有包含全部調試技巧，但是可以協助你解決你遇到的多數原生應用程式的問題。