使用windbg抓取崩溃文件和分析的过程

本文介绍了一个多线程访问共享变量导致程序崩溃的典型案例。通过构造特定代码演示并发问题,并利用Windbg生成完整内存转储文件进行故障定位。

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        在软件编程中,崩溃的场景比较常见的。且说微软技术再牛X,也是会出现崩溃的场景。网上有一段Win98当着比尔盖茨蓝屏的视频非常有意思。 (转载请指明出于breaksoftware的csdn博客)
        我们身边的很多软件都引入了dump生成和收集机制。但是一般情况下,它们都是生成minidump。因为minidump文件相对来说很小,方面我们收集上来进行分析。但是Minidump保存了很少的信息,在一些场景下,可能不能协助我们准确快速定位问题。

        但是,如果我们在测试过程中,发生了必现崩溃,而minidump又不能让我们发现什么,那该怎么办呢?我这儿举一个例子。我们看一下代码

// Dump.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 这是一个多线程访问全局变量导致崩溃的例子
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>
#include <vector>

#define INTPTR int* 
typedef std::vector<INTPTR> VecINTPTR;
typedef VecINTPTR::iterator VecINTPTRIter;
typedef VecINTPTR::const_iterator VecINTPTRCIter;

VecINTPTR g_VecInt;

static DWORD WINAPI ReadRoutine(LPVOID)
{
    // 读取线程
    for ( VecINTPTRIter it = g_VecInt.begin(); it != g_VecInt.end(); it++ ) {
        // 故意将读取时间设置长,这样更大概率导致崩溃
        Sleep(10);
        printf("%d %d\n", **it);
    }
    return 0;
}

static DWORD WINAPI WriteRoutine(LPVOID)
{
    // 写入线程
    for ( VecINTPTRIter it = g_VecInt.begin(); it != g_VecInt.end();  ) {
        // 故意将修改时间设置短,这样更大概率导致奔溃
        delete *it;
       *it = NULL;
    }
    return 0;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    // 初始填充数据
    for ( int n = 0; n < 128; n++ ) {
        int* p = new int();
        *p = n;
        g_VecInt.push_back(p);
    }
    system("pause");
    HANDLE hRead = CreateThread( NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)ReadRoutine, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hWrite = CreateThread( NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)WriteRoutine, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hArray[] = {hRead, hWrite};
    WaitForMultipleObjects( ARRAYSIZE(hArray), hArray, TRUE, INFINITE);
    printf("Success");
         return 0;
}
        这个例子是典型的多线程访问共享变量,导致崩溃的问题。这个例子还是很清晰的,但是,如果这段逻辑揉入复杂的业务逻辑,问题的排查可能就没那么简单了。
        那我们看下如何分析这个问题。
  1. 运行程序(程序会暂停在system(“pause”))
  2. 安装windbg,使用“附加”功能
  3. 在windbg中输入g,让程序继续执行 
  4. 在dump.exe按任意键,重现崩溃路径
  5. 崩溃发生,windbg发现异常并中断
  6. 在windbg中输入.dump /f C:/dump.dmp,其中.dump是dump生成命令,/f是生成全信息dump,生成的dump文件会很大,C:/dump.dmp是路径
        至此,我们在客户机器上已经抓到了完整的dmp文件,现在我们回到我们自己的电脑上,配置windbg,并分析这个dump文件。在这个配置中,我们要涉及几块信息的填充。一般,我们发布的产品(release版)不是在我们开发者的机器上编译链接的,而是在某一个编译链接服务器上。在服务器上,我们工程的目录和我们本地的目录极有可能是不同的。一般情况下,最容易配置不正确的是下面的第3步。
  1. 将dump.exe符号文件拷贝到你希望的保存目录,我的目录是F:\TmpSymbol
  2. 用!analyze –v分析dump文件
  3. ctrl+P打开windbg代码目录(工程根目录)
  4. Ctrl+S打开windbg符号设置框,设置符号文件路径,并勾选reload
        这样windbg就准确定位到异常的位置

        这个流程非常适合于分析的场景是:

  1. 没有做通过异常方式做保护的程序(否则windbg挂载后会一直陷入中断,非常烦人。或者程序发现自己被调试,就直接退出了……)
  2. VS不便分析的dump
  3. 不破坏用户环境(windbg是个非常小巧独立的程序,试想如果我们给客户装个庞大的VS再去调试是非常难以接受的,且会破坏用户的环境)

### 如何使用 WinDbg 创建捕获 Dump 文件 当需要诊断应用程序中的问题,创建 dump 文件是一个非常有用的工具。通过这些文件可以在不重现错误的情况下分析程序的状态。 #### 方法一:手动触发 Mini-Dump 或 Full-Dump 的生成 对于正在运行的应用程序,在 Windbg 中可以通过命令行来强制生成 dump 文件: ```plaintext .dump /ma c:\path\to\save\file.dmp ``` 这条指令将会保存一个完整的内存映像到指定路径下[^2]。 #### 方法二:配置 Windows 自动创建 Dump 文件 为了确保即使 Windbg 没有及捕捉到异常也能获得 dump 数据,可以设置操作系统自动为崩溃的应用程序生成 mini-dumps。这通常是在系统属性->高级系统设置->启动恢复选项里完成的。也可以利用注册表编辑器修改 `HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\Error Reporting` 下的相关键值[^3]。 #### 方法三:编写代码模拟特定条件下的 Crash 并生成 Dump 作为开发者还可以主动控制何生成 dump 文件。例如下面这段 C++ 测试代码展示了怎样故意制造一次访问冲突从而引发 crash,并最终由系统或调试器处理此事件并记录相应的 dump 信息: ```cpp void myfunc(){ printf("join to myfunc...\n"); // 故意造成空指针解引用导致crash char* p = NULL; memcpy(p, "hello word", strlen("hello word")); } ``` 一旦上述函数被执行,则会产生未处理的异常状况,进而促使操作环境按照预设策略响应——比如调用调试器或者写入 minidump 到磁盘上等待后续审查。 #### 方法四:使用 ADPlus 工具自动化收集 Debugging Information ADPlus 是一款附带于 Debugging Tools for Windows 套件内的实用程序,专门用来监控目标应用并在其遭遇严重错误自动生成详细的 debug 报告连同关联的日志与 dumps。执行 adplus.vbs 脚本即可开始监视选定的服务或进程实例[^4]。
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