在处理二进制数据时，我们经常使用dt命令将字节分组到有意义的字段中，例如。

0:000> dt ntdll!_PEB @$peb+0x000 InheritedAddressSpace : 0 ''
   +0x001 ReadImageFileExecOptions : 0 ''
   +0x002 BeingDebugged    : 0x1 ''
   +0x003 BitField         : 0x8 ''
   +0x003ImageUsesLargePages : 0y0+0x003IsProtectedProcess : 0y0+0x003IsLegacyProcess  : 0y0+0x003IsImageDynamicallyRelocated : 0y1+0x003SkipPatchingUser32Forwarders : 0y0

    ...

每个开发人员都知道单元测试提高了代码的质量。我们还从静态代码分析中获益，并在我们的构建管道中使用SonarQube等工具。然而，我仍然发现许多开发人员并不知道检查代码有效性的一种更古老的方法：断言。在这篇文章中，我将向您介绍使用断言的好处，以及.NET应用程序的一些配置技巧。我们还将学习.NET和Windows如何支持它们。

什么是断言，什么时候使用它们

断言声明某个谓词（真-假表达式）在程序中的特定时间必须为真。当断言的计算结果为false时，会发生断言失败，这通常会导致程序崩溃。我们通常在调试版本中使用断言，并在调试器或某些特殊日志中处理断言异常（稍后我们将重点讨论配置）。在.NET中，有两种使用断言的方法：Debug.Assert or Trace.Assert.第一个方法的定义如下：

[System.Diagnostics.Conditional("DEBUG")]public static void Assert(bool condition, stringmessage) {

    TraceInternal.Assert(condition, message);

}

某些项目设置也对调试产生影响。 这些设置确定诸如调试器查看的目录、用于启动程序的命令和命令参数以及为程序创建的调试信息的类型等内容。 可以在**“属性页”**对话框中更改这些设置。

本文介绍可用选项，并介绍如何进行设置。

如何：指定调试器设置

在 Visual Studio 中可为调试器行为指定各种设置，包括如何显示变量，是否显示某些警告，如何设置断点以及中断如何影响正在运行的程序。 在“选项”对话框中可以指定调试器设置。设置步骤如下：

1. 在“工具”菜单上，单击“选项”。
   

2. 在“选项”对话框中打开“调试”文件夹。
   

3. 在“调试”文件夹中选择所需选项的类别。

   最常用的选项位于“常规”类别中。

4. 选择或清除所需选项。 按 F1 可获得有关选项的帮助。

如何：设置调试和发布配置

Visual Studio项目中，程序的发行版本和调试版本使用不同的配置。 顾名思义，生成调试版本的目的是用于调试，而生成发行版本的目的是用于版本的最终分发。如果在 Visual Studio 中创建程序，Visual Studio 会自动创建这些配置并设置适当的默认选项和其他设置。 在默认设置下：

• 程序的“调试”配置用全部符号调试信息编译，不进行优化。 优化会使调试复杂化，因为源代码和生成的指令之间的关系更加复杂。

• 程序的“发布”配置被完全优化，不包含任何符号调试信息。 根据使用的编译器选项，可在 程序数据库文件 (C++)中生成调试信息。 如果以后还必须调试发行版本，创建 PDB 文件就非常有用。

可使用“标准”工具栏或配置管理器在发行版本和调试版本之间进行切换。安装 Visual Studio 时，会要求您选择主编程语言的一组开发设置。 如果选择“Visual Basic 开发设置”，则选择“调试”或“发布”配置的工具不会出现在工具栏中。 如果您从“调试”菜单中选择“开始”，Visual Studio 会自动选择“调试”配置；如果您使用“生成”菜单，则会自动选择“发布”配置。 

快速切换到“调试”或“发布”配置

在“标准”工具栏上，选择“解决方案配置”列表框中的“调试”或“发布”。 在 Visual Basic 速成版 或 Visual C# 速成版 中没有此工具栏。

切换到“调试”或“发布”配置

1. 在“解决方案资源管理器”中选择项目。
   

2. 在“视图”菜单上，单击“属性页”。
   

3. 单击“生成”或“调试”选项卡（在 Visual C# 或 Visual F# 项目中）、“编译”或“调试”选项卡（在 Visual Basic 项目中），或者“配置属性”（在 Visual C++ 项目中）。
   

4. 在“配置”下拉列表中单击“调试”或“发布”。
   

C++ 调试配置的项目设置

可在“属性页”对话框中更改 C 或 C++ 调试配置的项目设置，这在上节中进行了探讨。 下表显示“属性页”对话框中与调试器有关的设置的位置。在“要启动的调试器”列表框中指定要使用的调试器。 您的选择将影响属性的可见性。每当您保存解决方案时，每个调试属性设置均自动写入并保存到解决方案的“每用户”文件 (.vcxproj.user)。

配置属性”文件夹（“调试”类别）

“C/C++”文件夹（“常规”类别）

“C/C++”文件夹（“优化”类别）

“链接器”文件夹（“调试”类别）

通过使用 Microsoft.VisualStudio.VCProjectEngine.VCDebugSettings 接口，可以在“配置属性”文件夹（“调试”类别）中以编程方式更改这些设置。

程序数据库文件

程序数据库 (PDB) 文件保存着调试和项目状态信息，使用这些信息可以对程序的调试配置进行增量链接。 当以 /ZI 或 /Zi（用于 C/C++）生成时，将创建一个 PDB 文件。在 Visual C++ 中，/Fd 选项用于命名由编译器创建的 PDB 文件。 当使用向导在 Visual Studio 中创建项目时，/Fd 选项被设置为创建一个名为 project.PDB 的 PDB。

如果使用生成文件创建 C/C++ 应用程序，并指定 /ZI 或 /Zi 而不指定 /Fd 时，则最终将生成两个 PDB 文件：

• VC80.PDB   （更笼统地说就是 VCx0.PDB，其中 x 表示 Visual C++ 的版本。）该文件存储各个 OBJ 文件的所有调试信息并与项目生成文件驻留在同一个目录中。

• project.PDB   该文件存储 .exe 文件的所有调试信息。 对于 C/C++，它驻留在 \debug 子目录中。

每当创建 OBJ 文件时，C/C++ 编译器都将调试信息合并到 VCx0.PDB 中。 插入的信息包括类型信息，但不包括函数定义等符号信息。 因此，即使每个源文件都包含公共头文件（如 <windows.h>），这些头文件中的 typedef 也只存储一次，而不是在每个 OBJ 文件中都存在。

链接器将创建 project.PDB，它包含项目的 EXE 文件的调试信息。 project.PDB 文件包含完整的调试信息（包括函数原型），而不仅仅是在 VCx0.PDB 中找到的类型信息。 这两个 PDB 文件都允许增量更新。 链接器还在其创建的 .exe 或 .dll 文件中嵌入 .pdb 文件的路径。

Visual Studio 调试器使用 EXE 或 DLL 文件中的 PDB 路径查找 project.PDB 文件。 如果调试器在该位置无法找到 PDB 文件或者如果路径无效（例如，如果项目被移动到了另一台计算机上），调试器将搜索包含 EXE 的路径，即在“选项”对话框（“调试”文件夹，“符号”节点）中指定的符号路径。 如果调试器无法找到 .PDB 文件，则显示“查找符号”对话框，这将允许您搜索符号或向搜索路径添加其他位置。

微软以不断发明新的专有文件格式而闻名，而.pdb文件的程序数据库格式就是其中之一。许多软件开发人员都在拼命寻找关于PDB内部的更多信息。好消息：搜索结束了！本文将PDB格式记录到最后一位，并提供一个Win32实用程序，该实用程序将复合PDB文件拆分为单独的文件。
软件开发和调试工具的编写人员经常面临着显示有关Windows 2000系统模块的符号信息的任务。例如，每个好的反汇编程序都不应该只显示原始的数字和地址，而应该尝试将它们解析为有意义的名称。否则，用户很难弄清楚反汇编代码的实际用途。要采取的第一步（也是最简单的一步）是使用隐藏在被检查模块的可移植可执行文件（PE）文件中的符号信息，以及它通过动态链接引用的所有模块。然而，这些信息并不足以完全理解反汇编代码，因为这些信息只涉及模块之间的接触点。要掌握内部（非导出）函数的语义，首先了解函数的名称通常非常有帮助。还必须知道它调用的从属函数的名称和它访问的全局变量。幸运的是，微软在Windows2000操作系统中以符号文件的形式发布了这些重要信息，这些文件的扩展名是.dbg和.pdb。

.dbg and .pdb Symbol Files

在安装Windows 2000、微软Visual C/C++和平台SDK之后，您仍然会丢失它们，必须在单独的步骤中设置的符号文件。请注意，符号文件必须始终与操作系统的“已更正的服务磁盘”（CSD）级别匹配。也就是说，在每次安装Service Pack和热修复程序之后，也必须始终更新符号文件。通常，符号安装程序会附带新的操作系统文件。安装程序名为symbolsx.exe，符号文件位于关联的存档文件symbols.cab中。首次运行安装程序后，您会发现包含Windows 2000操作系统的硬盘丢失了400MB到500MB的可用空间。默认情况下，符号文件安装在名为Symbols的目录树中，该目录树包含在Windows 2000系统根目录中（例如，C:\WINNT\Symbols）。

对于每个模块文件扩展名，将创建一个单独的子目录，并且每个系统模块都有两个文件扩展名为.dbg和.pdb的符号文件。如果您以前使用过WindowsNT4.0，您可能会想为什么现在每个Windows2000需要两个符号文件，而不是一个.dbg文件。原因是微软已经将所谓的“公共符号”移动到一个叫做程序数据库（Program Database，PDB）的单独文件中。基本上，PDB文件是由几个独立的流组成的复合文件。您可以将PDB复合文件视为单个文件中的简单平面文件系统，其中的流与文件系统承载的文件相对应。其中一个流包含一系列可变长度的记录，这些记录描述了在关联模块中定义的符号。

在上一个示例中，假定Windows 2000安装在目录C:\ WINNT中，符号根目录为C:\ WINNT\Symbols，则Windows 2000内核模块ntoskrnl.exe的符号文件将安装为C:\ WINNT\Symbols\exe\ntoskrnl.dbg和C:\ WINNT\Symbols\exe\ntoskrnl.pdb。同样，ntdll.dll符号文件的路径将是C:\ WINNT\Symbols\dll\ntdll.dbg和C:\ WINNT\Symbols\dll\ntdll.pdb。这些文件的主要目的之一是允许调试器或反汇编程序查找可归属于模块中给定二进制地址的最近符号名。例如，如果反汇编程序发现要显示的下一个汇编语言指令是call72A05A2Eh，那么最好为用户提供与函数入口点0x72A05A2E相关联的实名，例如call_pMemAlloc@4。

PDB文件布局全局

在本文中，我将介绍更一般的任务，即解析PDB文件并将其分解为各个部分，而不考虑其各种流的内容。这里提供的示例应用程序是一个简单的Win32控制台模式程序，它期望PDB文件的路径，并将其组成部分存储在单独的文件中。根据命令行中指定的选项开关，可以提取以下信息：

• PDB文件头，包含有关文件的一般信息
• 分配位表，指定文件的哪些部分正在使用
• 根流，包含有关所有数据流的特定信息
• 根流中列出的所有数据流

PDB文件最基本的结构属性是将其细分为大小相等的页面。最常用的页面大小是1KB（1024字节），但我的研究表明2K和4K页面也是合法的。（可以通过检查Microsoft的dbghelp.dll如何处理PDB文件来验证这一点。）PDB流是包含一致信息的文件页序列。流最基本的特性是它的页面可以按任意顺序位于文件中的任何位置。
当一个流被读或写时，流目录负责告诉应用程序哪些页面需要按哪个顺序访问。此目录本身存储在名为根流的流中。此外，嵌入的分配位表会跟踪已使用和未使用的页。由于流的重新排列，一旦PDB文件中出现“洞”，此表就必不可少。如果流被重写到PDB文件的末尾，释放它之前占用的页，则分配位表反映在使用新页时前页是空闲的。该方案是从简单的操作系统（如MS-DOS）及其胖文件系统借鉴而来的，其中有一个类似的表指定将哪些磁盘扇区分配给文件。
下图显示了1-KB、2-KB和4-KB模式下PDB文件的典型基本布局。应该使用哪个页面大小取决于要存储在流中的数据。如果页面大小增加，分配位表和根流就会变小。另一方面，较大的页面大小会导致更多的页面悬置；也就是说，如果流大小不是页面大小的确切倍数，则会浪费更多的文件字节。同样的问题也出现在文件系统中，在文件系统中，必须正确选择磁盘扇区大小，以避免过度的扇区挂起。大多数PDB文件，如Windows 2000符号文件和微软Visual C/C++ 6所生成的调试信息，都采用1-KB方案，如下图左侧所示。

 在1-KB页面模式下，PDB文件中最多可以存储64MB，这只是将分配位的数量乘以页面大小的结果。稍后我将展示，PDB页码存储为基于零的16位数量。因此，分配位表永远不会包含超过0[ts]10000位（8KB）。
PDB头总是占据第一个文件页，后面跟着一个或多个包含分配位的页。头的结构定义如清单1所示。前44个字节组成ID字符串PDB_SIGNATURE_200，指定文件类型和版本。撰写本文时，最新版本为2，这是Windows 2000符号文件和Visual C/C++调试信息所使用的版本。dPageSize成员指示应用于文件中所有页的页大小，wStartPage是分配位之后的第一个数据页的从零开始的页码。分配位表的大小始终可以通过从wStartPage中减去1（对于头页）并将结果乘以dPageSize来计算。wFilePages成员指定PDB文件中存储的页数，并且应该始终与文件大小（字节）除以页面大小相匹配。

Listing 1PDB File Header

#define PDB_SIGNATURE_200 
    "Microsoft C/C++ program database 2.00\r\n\x1AJG\0"

#define PDB_SIGNATURE_   44 //size of signature (bytes)

//-----------------------------------------------------------------
typedefstruct_PDB_HEADER

  {

  BYTE    abSignature [PDB_SIGNATURE_];//PDB_SIGNATURE_200
  DWORD   dPageSize;   //0x0400, 0x0800, 0x1000
  WORD    wStartPage;   //0x0009, 0x0005, 0x0002
  WORD    wFilePages;   //file size / dPageSize
  PDB_STREAM RootStream;   //stream directory
  WORD    awRootPages []; //pages containing PDB_ROOT
}

  PDB_HEADER,*PPDB_HEADER, **PPPDB_HEADER;

若要从 DLL 项目而不是从调用应用程序启动调试，必须在“<项目> 属性页”对话框或窗口中输入信息以指示 DLL 项目在何处才能找到调用应用程序。 C++“属性页”在布局和内容方面与 C# 和 Visual Basic“属性页”不同。请参考与项目语言相对应的过程。如果托管 DLL 由本机代码调用，并且您希望调试两者，则必须同时启用托管调试器和本机调试器。 可以在“<Project> 属性页”对话框或窗口中设置此项。

在 C++ 项目中指定调用应用程序

1. 在“解决方案资源管理器”中选择 DLL 项目。

2. 在“视图”菜单上选择“属性页”。

3. 在“项目 属性页”窗口中的“配置”下拉列表中，选择“调试”。
   

4. 打开“配置属性”文件夹并选择“调试”类别。
   

5. 在“要启动的调试器”列表中，选择“本地 Windows 调试器”或“远程 Windows 调试器”。
   

6. 在“命令”或“远程命令”框中单击下拉箭头，并从列表中选择“浏览”来找到应用程序。 或者，键入应用程序的路径和名称。
   

7. 在“命令参数”框中键入所有需要的程序参数。
   

在 C# 项目中指定调用应用程序

1. 在“解决方案资源管理器”中选择 DLL 项目。

2. 在“视图”菜单上选择“属性页”。

3. 在“项目 属性页”窗口中的“配置”下拉列表中，选择“调试”。
   

4. 单击“调试”选项卡。

5. 可通过执行以下任一操作来启动应用程序：

   
   

   1. 将“启动操作”设置为“启动外部程序”。
      

   2. 在“启动外部程序”框中，单击省略号按钮以通过浏览找到应用程序。
      

   3. 在“命令行参数”框中输入所有需要的程序参数。
      

6. 或者，可以在 URL 处调用应用程序。 （如果要调试本地 ASP.NET 应用程序所使用的托管 DLL，可能会需要使用此方法。）

   
   

   1. 在“启动操作”下，选择“启动浏览器显示 URL:”单选按钮。
      

   2. 在紧邻的文本框中，键入 URL。