使用伪寄存器在 MSVC++ 中进行调试的介绍

引言

让我们从我写这篇文章的原因开始。有一天，一位同事请我帮助他调试他遇到的一个问题。当我看着他单步调试代码时，我注意到下面这行代码：

int test = GetLastError();

他这样做是因为他想知道上一个函数是否失败，以及失败时的错误代码。他每次想知道错误代码时都会添加这行代码。我建议他删除所有这些行，并在他的监视窗口中使用 @ERR 伪寄存器。他不知道这是什么，询问办公室里的其他人，很多人也不知道。因此，我为从未听说过伪寄存器的朋友们写了这篇文章。

到底什么是伪寄存器？

伪寄存器不是实际的硬件寄存器，但它显示起来就像硬件寄存器一样。通过伪寄存器，您可以在调试器中查看和使用某些值（错误代码、线程信息块等）。

让我们来看一下 @ERR 伪寄存器。用您最喜欢的自编应用程序启动调试器。在您的代码中设置一个断点，以便调试器会中断执行。如果监视窗口尚未打开，请打开它（右键单击工具栏上的空白区域，然后从列表中选择“监视”）。在监视窗口中添加 @ERR。您应该会在“值”列中看到 0。现在单步执行您的代码，并观察这个值。它将始终显示当前线程的 GetLastError() 号码。因此，如果您的代码中出现问题，这个值就会改变。

如果您想测试这一点，但您的代码中没有任何错误，我建议您添加一些错误（但别忘了事后删除）。您可以插入类似这样的代码：

FILE *fp = fopen("c:\\a_file_that_does_not_exist.txt", "r");

如果您单步执行这行代码，您将看到 @ERR 的值变为 2。转到“工具 -> 错误查找”可以查看此错误值表示的含义（如果您想知道的话，“系统找不到指定的文件”）。像我一样懒惰的人，以及像您一样聪明的人，可以将 @ERR 伪寄存器更改为 @ERR,hr。这样做会将伪寄存器的值更改为错误字符串。这样您甚至不必查找错误。我一直将 @ERR,hr 保留在监视窗口中。

条件表达式

伪寄存器也可以用于条件表达式。要尝试这一点，请在 fopen 之后添加以下行：

if (fp)
{ 
    fclose(fp); 
}

在 if (fp) 行上设置一个断点。转到“编辑 -> 断点”（或按 Alt-F9）。选择您刚刚插入的断点，然后按“条件”按钮。在这里，您可以输入 @ERR==2 条件。现在启动调试器。如果 fopen() 因找不到文件而失败，调试器将在该断点处中断。如果文件确实存在，即使它遇到了其他错误（例如错误 4：无法打开文件），调试器也不会中断。通过创建和删除 c:\ 上的“a_file_that_does_not_exist.txt”文件，然后运行（而不是单步执行）代码来测试这一点。

仅为非常好奇（并且与本文无关）的朋友们：@ERR 是做什么的？它如何获取错误号？结果发现，@ERR 所做的与 GetLastError() 所做的完全相同。这些函数只有大约 3 行汇编代码：

mov eax,fs:[00000018h] 
mov eax,dword ptr [eax+34h] 
ret

因此，@ERR 会从指向 fs:[18h] 的线程环境块中偏移量为 0x34 的 DWORD 值中获取信息。

@TIB 伪寄存器

@ERR 伪寄存器并非唯一存在的。另一个重要的伪寄存器是 @TIB。这是当前线程的线程信息块，在多线程调试中非常有用。如果您在一个被多个线程调用的函数中设置断点，无论哪个线程经过断点，调试器都会中断执行。即使您正在单步调试代码，如果另一个线程调用了该函数，调试器也可能会跳转到断点。要解决这个问题，您需要执行以下操作。如果执行中断在您想要的线程中，请在监视窗口中添加 @TIB。您将看到一个值，例如“0x7ffa6000”或“2147115008”（普通显示）。转到断点菜单（Alt-F9）并选择断点。现在您可以添加 @TIB==0x7ffa6000 条件过滤器。这样做，调试器将只为该线程中断执行。使用相同函数的所有其他线程都不会导致中断。

这在 Windows 98 中不起作用。对于 Windows 98，您需要查看 Intel CPU 的 FS 寄存器，该寄存器对每个线程都是唯一的。您可以使用表达式 @FS==value。

伪寄存器完整列表

伪寄存器	描述
@ERR	最后一个错误值；与 GetLastError() API 函数返回的值相同
@TIB	当前线程的线程信息块；这是必需的，因为调试器不处理“FS:0”格式
@CLK	未文档化的时钟寄存器；只能在监视窗口中使用
@EAX, @EBX, @ECX, @EDX, @ESI, @EDI, @EIP, @ESP, @EBP, @EFL	Intel CPU 寄存器
@CS, @DS, @ES, @SS, @FS, @GS	Intel CPU 段寄存器
@ST0, @ST1, @ST2, @ST3, @ST4, @ST5, @ST6, @ST7	Intel CPU 浮点寄存器

[摘自 John Robbins 的《调试应用程序》]

致谢

• John Robbins 的《调试应用程序》一书

许可证

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