什么是WinDBG?

WinDbg是微軟開發的免費源碼級調試工具。下載地址為:http://www.microsoft.com/whdc/DevTools/Debugging/default.mspx.

Windbg可以用于Kernel模式調試和用戶模式調試，還可以調試Dump文件。由于大部分程序員不需要做Kernel模式調試， 我在這篇文章中不會介紹Kernel模式調試。Kernel模式調試對學習Windows核心極有幫助。如果你對此感興趣，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的命令。關于這些命令的詳細語法，請參閱幫助文件。對文章中提到的許多命令，WINDBG有相應的菜單選項。

如何得到幫助

在命令（Command）窗口中輸入.hh 命會調出幫助文件令。

.hh keyword

會顯示關于keyword的詳細命令。

啟動Debugger

Windbg可以用于如下三種調試：

1. 遠程調試：你可以從機器A上調試在機器B上執行的程序。具體步驟如下：

•   在機器B上啟動一個調試窗口（Debug Session）。你可以直接在Windbg下運行一個程序或者將Windbg附加（Attach）到一個進程。
•   在機器B的Windbg命令窗口上啟動一個遠程調試接口（remote）：

    .server npipe:pipe=PIPE_NAME

     PIPE_NAME是該接口的名字。

• 在機器A上運行：

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

 SERVER_NAME是機器B的名字。

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

.dump /ma File Name

創建一個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. 本地進程調試：你可以在Windbg下直接運行一個程序：

Windbg “path to executable” arguments     

    也可以將Windbg附加到一個正在運行的程序：

    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進程的狀態并不進程的執行。當然在這種模式下無法控制被調試程序的執行。這種模式也可以用于查看一個已經在Debugger控制下運行的進程。具體命令如下：

    Windbg –pv –p “process id” 

Windbg –pv –pn “process name” 

調試多個進程和線程

如果你想控制一個進程以及它的子進程的執行，在Windbg的命令行上加上-o選項。Windbg中還有一個新的命令.childdbg 可以用來控制子進程的調試。如果你同時調試幾個進程，可以使用 | 命令來顯示并切換到不同的進程。

在同一個進程中可能有多個線程。~命令可以用來顯示和切換線程。

調試前的必備工作

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

Windbg也支持源碼級的調試。在開始源碼調試前，你需要用.srcpath設置源代碼路徑。如果你是在生成所執行代碼的機器上進行調試，符號文件中的源碼路徑會指向正確的位置，所以不需要設置源代碼路徑。如果所執行代碼是在另一臺機器上生成的，你可以將所用的源碼拷貝（保持原有的目錄結構）的一個可以訪問的文件夾（可以是網絡路徑）并將源代碼路徑設為該文件夾的路徑。注意如果是遠程調試，你需要使用.lsrcpath來設置源碼路徑。

靜態命令：

顯示調用堆棧：在連接到一個調試窗口后，首先要知道的就是程序當前的執行情況k* 命令顯示當前線程的堆棧。~*kb會顯示所有線程的調用堆棧。如果堆棧太長，Windbg只會顯示堆棧的一部分。.kframes可以用來設置缺省顯示框架數。

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可以切換到更詳細的顯示模式。關于dv要注意的是在優化過的代碼中dv的輸出極有可能是不準確的。這時后你能做的就是閱讀匯編代碼來發現你感興趣的值是否存儲在寄存器中或堆棧上。有時后當前的框架（Frame）上可能找不到你想知道的數據。如果該數據是作為參數傳到當前的方法中的，可以讀一讀上一個或幾個框架的匯編代碼，有可能該數據還在堆棧的某個地址上。靜態變量是儲存在固定地址中的，所以找出靜態變量的值較為容易。.Frame（或者在調用堆棧窗口中雙擊）可以用來切換當前的框架。注意dv命令顯示的是當前框架的內容。你也可在watch窗口中觀察局部變量的值。

顯示類和鏈表： dt可以顯示數據結構。比如dt PEB 會顯示操作系統進程結構。在后面跟上一個進程結構的地址會顯示該結構的詳細信息：dt PEB 7ffdf000。

Dl命令可以顯示一些特定的鏈表結構。

顯示當前線程的錯誤值：!gle會顯示當前線程的上一個錯誤值和狀態值。!error命令可以解碼HRESULT。

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

計算表達式：？命令可以用來進行計算。關于表達式的格式請參照幫助文檔。使用n命令來切換輸入數字的進制。

顯示當前線程，進程和模塊信息：!teb顯示當前線程的環境信息。最常見的用途是查看當前線程堆棧的起始地址，然后在堆棧中搜索值。!peb顯示當前進程的環境信息，比如執行文件的路徑等等。lm顯示進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。如果要在表達式中使用寄存器的值，在寄存器名前加@符號（比如@eax）。

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

查找符號：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。x kernel32!*顯示Kernel32.dll中的所有可見變量，數據結構和過程。

查看lock：!locks顯示各線程的鎖資源使用情況。對調試死鎖很有用。

查看handle：!handle顯示句柄信息。如果一段代碼導致句柄泄漏，你只需要在代碼執行前后使用!handle命令并比較兩次輸出的區別。有一個命令!htrace對調試與句柄有關的Bug非常有用。在開始調試前輸入：

!htrace –enable

然后在調試過程中使用!htrace handle_value 來顯示所有與該句柄有關的調用堆棧。

顯示匯編代碼：u。

程序執行控制命令：

設置代碼斷點：bp/bu/bm 可以用來設置代碼斷點。你可以指定斷點被跳過的次數。假設一段代碼KERNEL32!SetLastError在運行很多次后會出錯，你可以設置如下斷點：

    bp KERNEL32!SetLastError 0x100.

在出錯后使用bl 來顯示斷點信息（注意粗體顯示的值）：

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

重新啟動調試（.restart命令）并設置如下的斷點：

bp Kernel32!SetLastError 0x100-0x4f

Debugger會停在出錯前最后一次調用該過程的地方。

你可以指定斷點被激活時Debugger應當執行的命令串。在該命令串中使用J命令可以用來設置條件斷點：

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

上面的斷點只在MyVar的值大于32時被激活(g命令

條件斷點的用途極為廣泛。你可以指定一個斷點只在特殊的情況下被激活，比如傳入的參數滿足一定的條件，調用者是某個特殊的過程，某個全局變量被設為特殊的值等等。

設置內存斷點：ba可以用來設置內存斷點。調試過程中一個常見的問題是跟蹤某些數據的變化。如下的斷點：

ba w4 0x40000000 "kb; g"

可以打印出所有修改0x40000000的調用堆棧。

控制程序執行：p, pa,t, ta等命令可以用來控制程序的執行。

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

    sxe clr

可以控制Debugger在托管異常發生時中斷程序的執行。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 選項可以用來指定在事件發生時執行的調試命令。