python为什么报错：ImportError: DLL load failed: 找不到指定的程序

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近日在win10上配置python 3.6开发环境，经常需要安装各种第三方包。由于未使用anconda等环境管理工具进行安装，所以经常碰到一类非常恼人的错误信息：
ImportError: DLL load failed: 找不到指定的程序。
这么一个没什么有用信息的报错，令人非常恼火。其实，这并非是python为了省事，简单报个错，而是python也只能得到一个简单的错误代码和一句干巴巴的错误信息，再也没有其他有用信息了。

难道真没有详细错误信息了吗？

还真有，不过不是一般人能想到使用的。这就是Gflags工具(看来又要用它了)。
Gflags是微软为windows平台调试应用程序错误的利器。它来自windows sdk开发工具包。
Gflags 官方参考：https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/debugger/gflags-commands
Gflags可以设置一个特殊参数，使得目标程序下次启动后，windows的dll加载器ldr会打印加载过程中的详细调试信息。不过，这个调试信息需要在vistual studio工具attach到目标程序之后，才能在其output窗口中看到。

此处Gflags用法：
假设目标程序是testProject1.exe
cmd中执行命令：

gflags.exe -i testProject1.exe +sls

可实现下次启动testProject1.exe后，用vistual studio连接到testProject1.exe，即可在output窗口看到windows的ldr打印的一大堆调试信息。仔细看这些输出，你肯定会找到为什么dll加载失败了。

那么脑洞再开一下，为什么Gflags设置以后就有ldr的详细信息了？经过一番探究，原来是windows的dll加载器ldr核心代码就在ntdll.dll中，在该dll的LdrLoadDll()函数就是实现具体dll加载过程的入口函数。该dll中有一个未公开的ShowSnap全局变量，该变量不同的bit位可以提供不同的debug功能支持。只要ShowSnap的最低位为1，就可以实现打印ldr的详细调试信息。gflags.exe上述命令设置的目的也就是用来影响目标程序testProject1.exe启动后，系统自动设置ShowSnap全局变量的值，使其最低位为1。

那为什么ldr打印的调试信息必须要在vistual studio中才能看到？因为ldr打印调试信息不是普通的printf，而是以异常信息来实现的，具体来说就是通过调用ntdll.dll中的RtlRaiseException()来实现的，在异常信息中设置异常代码为DBG_PRINTEXCEPTION_C，然后vistual studio以调试器的身份捕获该异常并显示ldr抛出的调试信息。

如果对目标程序调试完毕，最好使用命令：

gflags.exe -i testProject1.exe -sls

来关闭ldr打印调试信息，以提高性能。

以笔者遇到的情况，在搭建基于pytorch的人工智能项目环境时，在import torch时就失败了，出现了上面的无用错误提示。为了找到问题原因，就需要使用上述方法。为方便调试，写了如下测试脚本test_torch.py：

import torch
print(torch.__version__)

然后执行如下命令开启ldr打印调试信息功能：

gflags.exe -i python.exe +sls

接着运行py脚本：

python.exe d:\test\test_torch.py 

然后打算用vistual studio来attach时，发现上面代码迅速执行结束，根本没有机会attach。所以这时需要启用python的debugger来让py脚本中断执行：

python.exe -m pdb d:\test\test_torch.py 

命令启动后，python的debugger让脚本停留在第1行，也就是import torch语句处，这时可以有充足的时间使用vistual studio来attach目标程序python.exe，然后在python的debugger中输入"n"命令就可以单步执行了，最后输入"exit"命令退出执行。与此同时，可以看到vistual studio的输出窗口中打印出了大量的调试信息。

一般来说，dll加载不成功就两个原因：一是该dll所依赖的其他dll在ldr的所有加载搜索路径中都找不到；二是dll所依赖的其他dll的函数或变量的符号找不到，也就是所依赖的其他dll的版本不匹配导致。

根据上述思路去查看vistual studio的输出窗口中的调试信息，就可以找到相关线索并解决之。在笔者的案例中，出现了两条重要的信息：

LdrpNameToOrdinal - WARNING: Procedure "PySlice_Unpack" could not be located in DLL at base 0x00000000725A0000.
LdrpReportError - ERROR: Locating export "PySlice_Unpack" for DLL "C:\Users\Administrator\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\torch\lib\torch_python.dll" failed with status: 0xc0000139.

原来import torch失败的原因是加载torch_python.dll时其所依赖的"PySlice_Unpack"函数找不到，而这个函数应该在基地址为"0x00000000725A0000"的dll中。正好在vistual studio工具的模块列表中可以查到，这个基地址为"0x00000000725A0000"的dll就是python36.dll。

进一步网络搜索得知，"PySlice_Unpack"这个函数要到python3.6.2才有，而笔者的环境是python3.6.0。所以，问题的根本原因还是所安装的torch与其依赖的python环境版本失配问题。但是通过上述方法，我们最终能够解决未知问题。

那么有人说了，上面的方法使用起来也挺麻烦啊，需要安装windows sdk开发工具包(为使用Gflags)，vistual studio开发环境，还需要比较懂c/c++调试程序的技巧，对于不熟悉这些的人，还是很不友好的。

所以笔者专门开发了方便使用的工具loadDllDumper，这里也做个广告传送门：https://download.youkuaiyun.com/download/test201105/11393930
此工具很小，绿色免安装，解压后即可使用，不需要安装别的工具包了，是不是很方便啊！

使用loadDllDumper来跟踪上面的pytorch问题的话，命令如下：

LoadDllDumper.exe python36 -m pdb d:\test\test_torch.py

执行过程中就会打印部分重要信息到屏幕上，同时也在当前目录下生成loadDllDumper_log.txt记录详细的ldr调试信息，仔细查看就会找到问题原因。

注意，loadDllDumper仅支持Win7,Win10的64位应用程序的跟踪。除了解决python环境问题，也可用于诊断其他任意程序的dll加载问题。