大龍的博客

什么是WinDBG?

WinDbg是微軟開發(fā)的免費(fèi)源碼級(jí)調(diào)試工具。下載地址為:http://www.microsoft.com/whdc/DevTools/Debugging/default.mspx.

Windbg可以用于Kernel模式調(diào)試和用戶模式調(diào)試，還可以調(diào)試Dump文件。由于大部分程序員不需要做Kernel模式調(diào)試， 我在這篇文章中不會(huì)介紹Kernel模式調(diào)試。Kernel模式調(diào)試對(duì)學(xué)習(xí)Windows核心極有幫助。如果你對(duì)此感興趣，可以閱讀Inside Windows 2000和Windbg所帶的幫助文件。

這篇文章得主要目的是介紹WINDBG的主要功能以及相關(guān)的命令。關(guān)于這些命令的詳細(xì)語法，請(qǐng)參閱幫助文件。對(duì)文章中提到的許多命令，WINDBG有相應(yīng)的菜單選項(xiàng)。

如何得到幫助

在命令（Command）窗口中輸入.hh 命會(huì)調(diào)出幫助文件令。

.hh keyword

會(huì)顯示關(guān)于keyword的詳細(xì)命令。

啟動(dòng)Debugger

Windbg可以用于如下三種調(diào)試：

1. 遠(yuǎn)程調(diào)試：你可以從機(jī)器A上調(diào)試在機(jī)器B上執(zhí)行的程序。具體步驟如下：

•   在機(jī)器B上啟動(dòng)一個(gè)調(diào)試窗口（Debug Session）。你可以直接在Windbg下運(yùn)行一個(gè)程序或者將Windbg附加（Attach）到一個(gè)進(jìn)程。
•   在機(jī)器B的Windbg命令窗口上啟動(dòng)一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)試接口（remote）：

    .server npipe:pipe=PIPE_NAME

     PIPE_NAME是該接口的名字。

• 在機(jī)器A上運(yùn)行：

windbg –remote npipe:server=SERVER_NAME,pipe=PIPE_NAME

 SERVER_NAME是機(jī)器B的名字。

2. Dump文件調(diào)試：如果在你的客戶的機(jī)器上出現(xiàn)問題，你可能不能使用遠(yuǎn)程調(diào)試來解決問題。你可以要求你的用戶將Windbg附加到出現(xiàn)問題的進(jìn)程上，然后在命令窗口中輸入:

.dump /ma File Name

創(chuàng)建一個(gè)Dump文件。在得到Dump文件后，使用如下的命令來打開它：

windbg –z DUMP_FILE_NAME

3. 本地進(jìn)程調(diào)試：你可以在Windbg下直接運(yùn)行一個(gè)程序：

Windbg “path to executable” arguments     

    也可以將Windbg附加到一個(gè)正在運(yùn)行的程序：

    Windbg –p “process id”  

Windbg –pn “process name”

    注意有一種非侵入（Noninvasive）模式可以用來檢查一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)并不進(jìn)程的執(zhí)行。當(dāng)然在這種模式下無法控制被調(diào)試程序的執(zhí)行。這種模式也可以用于查看一個(gè)已經(jīng)在Debugger控制下運(yùn)行的進(jìn)程。具體命令如下：

    Windbg –pv –p “process id” 

Windbg –pv –pn “process name” 

調(diào)試多個(gè)進(jìn)程和線程

如果你想控制一個(gè)進(jìn)程以及它的子進(jìn)程的執(zhí)行，在Windbg的命令行上加上-o選項(xiàng)。Windbg中還有一個(gè)新的命令.childdbg 可以用來控制子進(jìn)程的調(diào)試。如果你同時(shí)調(diào)試幾個(gè)進(jìn)程，可以使用 | 命令來顯示并切換到不同的進(jìn)程。

在同一個(gè)進(jìn)程中可能有多個(gè)線程。~命令可以用來顯示和切換線程。

調(diào)試前的必備工作

在開始調(diào)試前首先要做的工作是設(shè)置好符號(hào)（Symbols）路徑。沒有符號(hào)，你看到的調(diào)用堆棧基本上毫無意義。Microsoft的操作系統(tǒng)符號(hào)文件（PDB）是對(duì)外公開的。另外請(qǐng)注意在編譯你自己的程序選擇生成PDB文件的選項(xiàng)。如果設(shè)置好符號(hào)路徑后，調(diào)用堆棧看起來還是不對(duì)。可以使用lm, !sym noisy, !reload 等命令來驗(yàn)證符號(hào)路徑是否正確。

Windbg也支持源碼級(jí)的調(diào)試。在開始源碼調(diào)試前，你需要用.srcpath設(shè)置源代碼路徑。如果你是在生成所執(zhí)行代碼的機(jī)器上進(jìn)行調(diào)試，符號(hào)文件中的源碼路徑會(huì)指向正確的位置，所以不需要設(shè)置源代碼路徑。如果所執(zhí)行代碼是在另一臺(tái)機(jī)器上生成的，你可以將所用的源碼拷貝（保持原有的目錄結(jié)構(gòu)）的一個(gè)可以訪問的文件夾（可以是網(wǎng)絡(luò)路徑）并將源代碼路徑設(shè)為該文件夾的路徑。注意如果是遠(yuǎn)程調(diào)試，你需要使用.lsrcpath來設(shè)置源碼路徑。

靜態(tài)命令：

顯示調(diào)用堆棧：在連接到一個(gè)調(diào)試窗口后，首先要知道的就是程序當(dāng)前的執(zhí)行情況k* 命令顯示當(dāng)前線程的堆棧。~*kb會(huì)顯示所有線程的調(diào)用堆棧。如果堆棧太長(zhǎng)，Windbg只會(huì)顯示堆棧的一部分。.kframes可以用來設(shè)置缺省顯示框架數(shù)。

顯示局部變量：接下來要做通常是用dv顯示局部變量的信息。CTRL＋ALT＋V可以切換到更詳細(xì)的顯示模式。關(guān)于dv要注意的是在優(yōu)化過的代碼中dv的輸出極有可能是不準(zhǔn)確的。這時(shí)后你能做的就是閱讀匯編代碼來發(fā)現(xiàn)你感興趣的值是否存儲(chǔ)在寄存器中或堆棧上。有時(shí)后當(dāng)前的框架（Frame）上可能找不到你想知道的數(shù)據(jù)。如果該數(shù)據(jù)是作為參數(shù)傳到當(dāng)前的方法中的，可以讀一讀上一個(gè)或幾個(gè)框架的匯編代碼，有可能該數(shù)據(jù)還在堆棧的某個(gè)地址上。靜態(tài)變量是儲(chǔ)存在固定地址中的，所以找出靜態(tài)變量的值較為容易。.Frame（或者在調(diào)用堆棧窗口中雙擊）可以用來切換當(dāng)前的框架。注意dv命令顯示的是當(dāng)前框架的內(nèi)容。你也可在watch窗口中觀察局部變量的值。

顯示類和鏈表： dt可以顯示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。比如dt PEB 會(huì)顯示操作系統(tǒng)進(jìn)程結(jié)構(gòu)。在后面跟上一個(gè)進(jìn)程結(jié)構(gòu)的地址會(huì)顯示該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息：dt PEB 7ffdf000。

Dl命令可以顯示一些特定的鏈表結(jié)構(gòu)。

顯示當(dāng)前線程的錯(cuò)誤值：!gle會(huì)顯示當(dāng)前線程的上一個(gè)錯(cuò)誤值和狀態(tài)值。!error命令可以解碼HRESULT。

搜索或修改內(nèi)存：使用s 命令來搜索字節(jié)，字或雙字，QWORD或字符串。使用e命令來修改內(nèi)存。

計(jì)算表達(dá)式：？命令可以用來進(jìn)行計(jì)算。關(guān)于表達(dá)式的格式請(qǐng)參照幫助文檔。使用n命令來切換輸入數(shù)字的進(jìn)制。

顯示當(dāng)前線程，進(jìn)程和模塊信息：!teb顯示當(dāng)前線程的環(huán)境信息。最常見的用途是查看當(dāng)前線程堆棧的起始地址，然后在堆棧中搜索值。!peb顯示當(dāng)前進(jìn)程的環(huán)境信息，比如執(zhí)行文件的路徑等等。lm顯示進(jìn)程中加載的模塊信息。

顯示寄存器的值：r命令可以顯示和修改寄存器的值。如果要在表達(dá)式中使用寄存器的值，在寄存器名前加@符號(hào)（比如@eax）。

顯示最相近的符號(hào)：ln Address。如果你有一個(gè)C＋＋對(duì)象的指針，可以用來ln來查看該對(duì)象類型。

查找符號(hào)：x命令可以用來查找全局變量的地址或過程的地址。x命令支持匹配符號(hào)。x kernel32!*顯示Kernel32.dll中的所有可見變量，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程。

查看lock：!locks顯示各線程的鎖資源使用情況。對(duì)調(diào)試死鎖很有用。

查看handle：!handle顯示句柄信息。如果一段代碼導(dǎo)致句柄泄漏，你只需要在代碼執(zhí)行前后使用!handle命令并比較兩次輸出的區(qū)別。有一個(gè)命令!htrace對(duì)調(diào)試與句柄有關(guān)的Bug非常有用。在開始調(diào)試前輸入：

!htrace –enable

然后在調(diào)試過程中使用!htrace handle_value 來顯示所有與該句柄有關(guān)的調(diào)用堆棧。

顯示匯編代碼：u。

程序執(zhí)行控制命令：

設(shè)置代碼斷點(diǎn)：bp/bu/bm 可以用來設(shè)置代碼斷點(diǎn)。你可以指定斷點(diǎn)被跳過的次數(shù)。假設(shè)一段代碼KERNEL32!SetLastError在運(yùn)行很多次后會(huì)出錯(cuò)，你可以設(shè)置如下斷點(diǎn)：

    bp KERNEL32!SetLastError 0x100.

在出錯(cuò)后使用bl 來顯示斷點(diǎn)信息（注意粗體顯示的值）：

0 e 77e7a3b0     004f (0100)  0:*** KERNEL32!SetLastError

重新啟動(dòng)調(diào)試（.restart命令）并設(shè)置如下的斷點(diǎn)：

bp Kernel32!SetLastError 0x100-0x4f

Debugger會(huì)停在出錯(cuò)前最后一次調(diào)用該過程的地方。

你可以指定斷點(diǎn)被激活時(shí)Debugger應(yīng)當(dāng)執(zhí)行的命令串。在該命令串中使用J命令可以用來設(shè)置條件斷點(diǎn)：

bp `mysource.cpp:143` "j (poi(MyVar)”0n20) ''; 'g' "

上面的斷點(diǎn)只在MyVar的值大于32時(shí)被激活(g命令

條件斷點(diǎn)的用途極為廣泛。你可以指定一個(gè)斷點(diǎn)只在特殊的情況下被激活，比如傳入的參數(shù)滿足一定的條件，調(diào)用者是某個(gè)特殊的過程，某個(gè)全局變量被設(shè)為特殊的值等等。

設(shè)置內(nèi)存斷點(diǎn)：ba可以用來設(shè)置內(nèi)存斷點(diǎn)。調(diào)試過程中一個(gè)常見的問題是跟蹤某些數(shù)據(jù)的變化。如下的斷點(diǎn)：

ba w4 0x40000000 "kb; g"

可以打印出所有修改0x40000000的調(diào)用堆棧。

控制程序執(zhí)行：p, pa,t, ta等命令可以用來控制程序的執(zhí)行。

控制異常和事件處理：Debugger的缺省設(shè)置是跳過首次異常(first chance expcetion)，在二次異常(second chance exception)時(shí)中斷程序的執(zhí)行。sx命令顯示Debugger的設(shè)置。sxe和sxd可以改變Debugger的設(shè)置。

    sxe clr

可以控制Debugger在托管異常發(fā)生時(shí)中斷程序的執(zhí)行。常用的Debugger事件有：

    av    訪問異常 

     eh    C++異常

    clr   托管異常

    ld    模塊加載

-c 選項(xiàng)可以用來指定在事件發(fā)生時(shí)執(zhí)行的調(diào)試命令。