使用Windbg动态调试排查软件启动不了的问题

news2024/11/18 13:54:57

1、问题说明

2、初步分析

3、使用Windbg启动程序进行动态调试

4、进一步分析

5、何时使用Windbg静态分析？何时使用Windbg进行动态调试？

6、最后

VC++常用功能开发汇总（专栏文章列表，欢迎订阅，持续更新...）https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/124272585C++软件异常排查从入门到精通系列教程（专栏文章列表，欢迎订阅，持续更新...）https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/125529931C++软件分析工具从入门到精通案例集锦（专栏文章正在更新中...）https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/131405795C/C++基础与进阶（专栏文章，持续更新中...）https://blog.csdn.net/chenlycly/category_11931267.html 早上测试同事反映，安装新编译出来的版本后程序始终启动不起来，之前的版本都是正常的，就今天新出的版本有问题。于是用Windbg启动程序，快速分析了一下，很快定位了问题。下面来分享一下这个问题的完整排查过程。

1、问题说明

测试同事安装完早上编译出来的软件版本，启动软件后一直没有反应，软件界面始终没有跳出来（应该显示软件的登录界面），到系统的任务管理器中查看进程一直在的，但就是没弹出软件界面。程序启动时没有报错，估计是软件底层模块出问题了。

目前软件的处理逻辑是，程序启动时会去初始化底层的模块，底层初始化完成后给上层回调一个初始化完成消息，上层在收到这个消息时会弹出软件登录界面。

2、初步分析

以前我们遇到过这类问题，原因是底层在初始化时遇到问题导致长时间初始化没有完成，上层一直没收到初始化完成的通知消息，所以一直没显示软件界面。不知道这次是不是类似的问题？还有一种可能是，程序启动时调用的底层模块初始化接口一直没有返回，可能底层发生了死锁，导致接口卡住，一直没有返回，直接导致软件UI主线程卡死，也不会弹出软件主界面。

这些都是猜测，需要详细分析后才能查出具体的原因。分析该问题的方式一般有两种，一种是查看运行日志，看看流程卡在那一块了；另一种是直接上Windbg调试器，用Windbg直接启动程序，分析启动时的运行轨迹。

3、使用Windbg启动程序进行动态调试

启动Windbg，在工具栏中点击File -> Attach to a Process...，在弹出的窗口中找到目标exe程序的路径：

选中exe程序，然后点击确定，这样Windbg就将程序启动起来了。

程序启动起来后，Windbg会附加上去，附加成功后Windbg会中断下来，如下所示：

输入g命令，将当前的中断给跳过去。但跳过去以后，显示几行信息后就不再跳动了：

似乎看不到啥有用的信息。

软件界面线程是软件主线程，对应的线程号为0，于是使用~0s切换到UI主线程：

看到了ntdll!ZwWaitForSingleObject，这个是在等待某个内核对象，估计是UI线程一直在等待对象，估计是底层发生死锁了。

4、进一步分析

于是输入kn命令查看UI主线程的函数调用堆栈，如下：

从调用堆栈中可以看出调用了WaitForSingleObject接口，因为没有加载pdb文件，所以调用堆栈中看不到有效的函数名。

函数调用堆栈中即使能看到函数名，一般都是导出接口的函数名，不是真实的函数名，相对于函数的偏移也比较大。比如getapistate+0x7b287这样的偏移，偏移值0x7b287很大，一般情况下函数不会太长，不会出现这么大的偏移值，所以一般出现较大的偏移值时显示的不是真实的函数名。

对于dll动态库，导出接口的符号对外才是可见的，很多时候是相对于导出函数的偏移，偏移可能会比较大。也有可能现对于模块名的偏移，比如libcurl++0x52396。如果要看具体的函数名，则需要拿到对应模块的pdb文件，Windbg加载pdb文件后就能显示具体的函数名了。

从函数调用堆栈中可以看到，有哪些模块，然后使用lm命令查看二进制模块的时间戳，然后再到文件服务器上找对应时间点的pdb文件。拿到这些模块的pdb文件后，放到一个文件夹中，然后将该文件夹的路径设置到Windbg中，然后重新输入kn命令查看函数调用堆栈，就能看到具体的函数名了：

这样就能确定当前问题的具体原因了。从详细的函数调用堆栈信息可以看出，程序启动时调用底层初始化的接口，然后底层模块调用WaitForSingleObject接口去获取锁，一直拿不到锁，所以函数一直没返回，导致上层的UI线程卡住了，所以软件界面一直没显示出来。于是将问题反馈给底层模块的开发维护人员，让他们去排查发生死锁的原因。

维护底层模块同事最近对底层某个模块的代码进行了重构，在处理某个线程的代码时处理的有问题，所以导致了多线程死锁！

5、何时使用Windbg静态分析？何时使用Windbg进行动态调试？

使用Windbg分析C++软件异常问题时，可以进行静态分析，也可以进行动态调试。一般情况下，有dump文件生成时，则使用Windbg静态分析dump文件；没有dump文件时，则要尝试使用Windbg去动态调试目标进程。有时dump文件中的信息不足以分析出问题时，也可以尝试使用Windbg去动态调试。

对于包含异常上下文信息的dump文件，一般是程序中安装的异常捕获模块感知到异常崩溃自动生成的，但并不是所有的异常异常捕获模块能感知到，感知不到也就无法生成dump文件了。程序发生异常崩溃时，如果程序中安装的异常捕获模块没有捕获到，则可以尝试到系统日志中去查看系统有没有生成dump文件。如果系统没有生成，可以尝试将Windbg挂到目标进程上进行动态调试，待复现异常崩溃时，Windbg就会中断下来，就可以进行分析了。

对于系统生成dump文件的案例，可以参见我之前的案例文章：
使用Windbg分析从系统应用程序日志中找到的系统自动生成的dump文件去排查问题https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/132024253 关于使用Windbg静态分析dump文件的一般步骤，可以参见我之前的文章：
使用Windbg静态分析dump文件的一般步骤及要点详解https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/130873143 关于使用Windbg动态调试目标进程的一般步骤，可以参见我之前的文章：

使用Windbg动态调试目标进程的一般步骤及要点详解https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/131029795 有些软件运行异常并没有产生崩溃，比如死循环、死锁（本文中的问题就是死锁引发的）等，是没有dump文件的，需要使用Windbg进行动态调试分析。

关于何时使用Windbg静态分析、何时使用Windbg进行动态调试，可以参见我之前写的文章：

何时使用Windbg静态分析？何时使用Windbg动态调试？https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/131806819