C++调试（壹）：初步认识WinDbg和dump文件

前言

这是一个关于C++调试的博客，该系列博客主要是讲解如何使用WinDbg工具结合dump文件调试程序。在日常开发过程中，我们往往无法完全的对程序的异常进行合适的处理，当我们的程序运行在客户的电脑上崩溃，我们一般会通过日志来分析问题，但是大多数的日志都很难分析定位具体的问题，而WinDbg搭配dump文件调试就是为了解决这一方面的问题。博主同样对这种情况感到头疼，但是网上对WinDbg的讲解少之又少，所以该系列的博客就是为了解决想使用WinDbg调试工具分析异常，但苦于资料过少而编写的，也欢迎各位大牛对本系列博客进行批评指正，感谢！

WinDbg是什么？

WinDbg 是微软推出的一款功能强大的调试工具，主要用于分析和诊断 Windows 系统及应用程序的问题。核心功能分为以下几点：

1.基础调试****：设置断点、单步执行、查看寄存器/内存/堆栈。

2.反汇编****：将机器码转换为汇编指令，便于分析底层行为。

3.扩展命令**** ：通过插件（如 !analyze -v）自动化分析问题。

4.脚本支持****：用内置脚本语言或 Python 自动化复杂任务。

WinDbg与VS调试器的区别在于Windbg则更底层，支持内核调试和高级分析，而VS调试器更友好，适合常规开发。在开发阶段，我们可以使用WinDbg排查驱动或系统级代码的漏洞，生成环境下可以通过Dump文件分析客户报告的崩溃问题，而对于系统的维护可以诊断蓝屏、性能问题或资源泄漏

WinDbg安装

WinDbg主要分为两个版本一个是WinDbg10.0，另一个是WinDbg Preview。前者UI界面比较复古，后者则更适合现代的审美（PS：作者两个都用，但是功能都是差不多的，没必要纠结使用哪一个），以下是两个版本的安装路径：

1.WinDbg Preview安装路径：

安装 WinDbg - Windows drivers | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/windows-hardware/drivers/debugger/ 2.WinDbg10.0安装路径：

Windows SDK - Windows 应用开发 | Microsoft Developerhttps://developer.microsoft.com/zh-cn/windows/downloads/windows-sdk/

WinDbg安装演示
由于WinDbg Preview安装较为简单，本小节将演示WindDbg10.0的安装过程，具体详细过程如下：

1.进入下载链接，下载安装Windows SDK

图1.下载Windows SDK

2.选择安装方式，推荐本地安装

图2.选择安装方式

3.选择是否运行收集资料

图3.选择是否收集资料

4.选择下载的文件

图4.选择下载的文件

5.安装完成

图5.安装完成

6.打开路径，在Installers文件夹中选择对应的位数进行WinDbg的安装

图6.WinDbg10.0的安装

7.安装完毕，找到WinDbg

图7.WinDbg的路径

Dump文件是什么？

Dump 文件（内存转储文件）是系统或应用程序在崩溃、死锁或主动触发时生成的内存快照，用于记录程序或系统在故障瞬间的状态（如内存、寄存器、线程堆栈等），咱们可以通过调试工具WinDbg分析 Dump 文件，可定位崩溃的根本原因。

Dump 文件的分类：

按生成方式分类

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| 类型 | 描述 | 典型场景 |
| 主动生成 | 用户或工具主动触发生成（任务管理器右键"创建转储文件"） | 调试进程卡死、内存泄漏等非崩溃问题 |
| 被动生成 | 系统或程序崩溃时自动生成（应用程序未处理异常） | 分析系统崩溃或程序闪退问题 |

2. 按内容范围分类

|----------|---------------|----------------------------|--------------------------|
| 类型 | 文件大小 | 内容范围 | 用途 |
| 完全内存转储 | 极大（等同物理内存大小） | 完整物理内存 + 内核态数据 | 复杂系统级问题分析 |
| 内核内存转储 | 较大（约系统内存的1/3） | 仅内核态内存，不含用户态进程数据。 | 分析蓝屏死机等内核问题 |
| 小型内存转储 | 小（约数MB~百MB） | 仅崩溃线程的堆栈、部分内存、模块列表及关键寄存器信息 | 快速定位常见崩溃原因 |
| 自动内存转储 | 动态调整 | 与内核内存转储类似，但系统自动管理页 | Windows 8+ 默认配置，替代内核内存转储 |

3. 按调试目标分类

|-----------|-------------|----------------------|----------------------|
| 类型 | 调试对象 | 分析工具 | 示例文件 |
| 用户态 Dump | 应用程序崩溃 | Windbg（用户态模式）、VS 调试器 | WildPointer.dmp |
| 内核态 Dump | 系统蓝屏或驱动崩溃 | Windbg（内核态模式） | MEMORY.DMP（系统蓝屏文件） |
| 混合 Dump | 跨用户/内核态问题 | Windbg（结合两种模式） | 需主动配置生成的完整转储文件 |

生成Dump文件的场景

在不同的场景下，我们生成的Dump文件类型是不同的，一般针对以下三种场景生成对应的Dump文件

1.******小型转储（Minidump）**：

1.客户报告程序崩溃，发送小型转储文件（体积小）供开发者分析。

2.快速使用 Windbg 命令 !analyze -v 定位崩溃代码行。

2.内核转储（Kernel Dump）：

1.服务器蓝屏后，分析 MEMORY.DMP 确认是否为驱动兼容性问题。

3.完全转储（Complete Dump）：

1.复现困难的内存泄漏或死锁问题，需捕获全部内存状态供深入分析。

一般的程序崩溃情况只需要生成小型转存储文件就行，后续博客将对其深入讲解，只需要了解有那些类型的Dump文件即可

后续的文章将针对Qt程序进行讲解，如何在Qt程序崩溃时生成Dump文件，如何生成对应的符号表，在WinDbg中通过结合Dump文件和符号表进行堆栈的调试和反汇编。本篇博客作为该系列的第一章，只需要了解什么是WinDbg和Dump文件即可