Visual Studio 네이티브 개발을 위한 10가지 디버깅 기술 공유(2)

Visual Studio 디버깅 기술에 대한 이전 기사가 너무 많은 관심을 불러일으켜 더 많은 디버깅 지식을 공유하기로 결정했습니다. 다음 목록에서는 네이티브 개발 작성을 위한 디버깅 팁을 볼 수 있습니다(이전 기사 다음에 번호가 매겨져 있음). 이 팁은 VS2005 또는 최신 버전에 적용될 수 있습니다(물론 일부는 이전 버전에도 적용될 수 있습니다). 계속 진행하시면 각 팁의 세부정보를 확인하실 수 있습니다.

팁 11: 데이터 중단점

데이터의 메모리 위치가 변경되면 디버거가 중단됩니다. 그러나 이러한 하드웨어에서는 한 번에 4개의 데이터 중단점만 생성할 수 있습니다. 데이터 중단점은 컴파일 프로세스 중에만 추가할 수 있으며, 메뉴(컴파일>새 중단점>새 데이터 중단점) 또는 중단점 창을 통해 추가할 수 있습니다.

메모리 주소나 주소 표현식을 사용할 수 있습니다. 스택에서는 두 값을 모두 볼 수 있지만, 이 기능은 대개 힙의 값이 변경된 경우에만 유용하다고 생각합니다. 이는 메모리 손상을 식별하는 데 큰 도움이 됩니다.

다음 예에서는 포인터의 값이 가리키는 개체의 값으로 변경되었습니다. 변경된 위치를 찾기 위해 포인터 값이 저장되는 위치에 &ptr과 같은 중단점을 설정했습니다(이는 포인터가 초기화된 후에 발생한다는 점에 유의하세요). 데이터가 변경되면 누군가가 포인터 값을 변경했다고 가정하고 디버거가 종료되고 변경을 야기한 코드를 검색할 수 있습니다.

팁 12: 스레드 이름 바꾸기

멀티 스레드 애플리케이션을 디버깅할 때 스레드 창에 생성된 스레드와 현재 스레드가 표시됩니다. 스레드가 많을수록 원하는 스레드를 찾기가 더 어려워집니다. (특히 동일한 프로그램이 여러 스레드에 의해 동시에 실행되는 경우 현재 어떤 스레드 인스턴스가 실행되고 있는지 알 수 없습니다.)

디버거를 사용하면 스레드 이름을 바꿀 수 있습니다. 스레드를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 이름을 바꿉니다.

프로그래밍 방식으로 스레드 이름을 지정하는 것도 가능합니다. 하지만 이 작업은 약간 까다롭고 스레드가 시작된 후에 수행해야 합니다. 그렇지 않으면 디버거가 기본값으로 이름을 바꿉니다. 명명 규칙 초기화에서 다음 함수는 스레드를 정의하고 사용하는 방법을 보여줍니다.

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)
  {
  }
}

팁 13: 특정 스레드에 중단점 설정

멀티 스레드 애플리케이션에 대한 또 다른 유용한 팁은 특정 스레드, 프로세스 또는 심지어 컴퓨터에도 중단점을 설정하는 것입니다. 이 기능을 수행하려면 중단점 Filer 명령을 사용할 수 있습니다.

디버거를 사용하면 스레드 이름, 스레드 ID, 프로세스 이름, 프로세스 ID 및 컴퓨터 이름의 다양한 조합을 사용할 수 있습니다(AND, OR, NOT 연결 사용). 스레드 이름을 설정하는 방법을 알면 이 필터링 기술을 더 쉽게 작동할 수 있습니다.

팁 14: (부정확한) 타이밍 실행

이전 기사에서 Watch 창에서 더미 변수를 사용하는 것에 대해 언급했습니다. 언급되지 않은 것은 @clk인데, 이는 두 중단점 사이의 코드 실행에 필요한 대략적인 시간을 얻기 위해 카운터 값을 표시할 수 있습니다. 이 값의 단위는 밀리초(ms)입니다. 그러나 이 방법을 사용하여 프로그램 실행을 구성할 수는 없습니다. 이러한 구성을 완료하려면 Visual Studio 프로파일러 또는 성능 타이머를 사용해야 합니다.

조사식 창이나 직접 실행 창에 @clk=0을 추가하여 타이머를 재설정하세요. 따라서 코드의 마지막 부분을 실행하는 데 필요한 시간을 계산해야 하는 경우 다음을 수행하세요.

코드 블록 시작 부분에 중단점 설정

끝 부분에 중단점 설정 코드 블록

감시 창에 @clk 추가

첫 번째 중단점이 트리거되면 중간 창에 @clk=0을 입력합니다.

다음이 나올 때까지 프로그램을 실행합니다. 코드 블록의 끝이 해당 위치에서 중단점에 도달하고 조사식 창에서 @clk 값을 봅니다.

인터넷에는 조사식 창에 두 가지 표현식을 추가해야 한다는 팁이 있습니다. @clk 그리고 @clk=0 마다 추가할 수 있다고 합니다. 브레이크포인트가 실행되는 시점에 타이머가 재설정됩니다. 이 기술은 하위 버전의 Visual Studio에서만 사용할 수 있지만 VS2005(저자가 테스트했으며 vs2005는 이 기술을 지원하지 않음) 및 상위 버전과 같은 상위 버전의 VS에서는 사용할 수 없습니다.

팁 15: 숫자 서식 지정

　　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

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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