哪些软件分析工具需要使用到pdb符号文件？-编程知识

1、什么是pdb文件？pdb文件有哪些用途？

2、pdb文件的时间戳与pdb文件名称

3、常用软件分析工具有哪些？

4、使用Windbg调试器查看函数调用堆栈时需要加载pdb文件

4.1、给Windbg设置pdb文件路径

4.2、为什么要设置系统库pdb文件下载服务器地址？

5、使用IDA反汇编工具查看二进制文件的汇编代码时需要加载pdb文件

6、使用Process Explorer查看线程的函数调用堆栈时需要加载pdb文件

7、使用Process Monitor查看函数调用堆栈时需要使用到pdb文件

8、API Monitor可以查看函数调用堆栈，但不支持加载pdb文件

9、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++软件分析工具案例集锦（专栏文章正在更新中...）https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/131405795 日常工作中分析C++软件问题时，有些分析工具是可以查看发生问题时的线程函数调用堆栈，比如Windbg、IDA、Process Explorer/Process Hacker、Process Monitor和API Monitor等。如果要在函数调用堆栈中能看到具体的函数名，甚至代码的行号，则需要加载pdb符号文件。今天我们就来详细讲讲哪些分析工具需要加载pdb符号文件。

1、什么是pdb文件？pdb文件有哪些用途？

PDB - Program Databse File，程序数据库文件，存放了二进制文件中所有函数及变量的符号，还有一些调试用的信息，要查看完整的函数调用堆栈信息及变量信息，都需要用到pdb文件。pdb文件是在编译C++工程代码时产生的，它是与对应的exe或dll模块一起生成的。

在Visual Studio中，不管是Debug还是Release下，默认都会生成pdb文件，默认配置如下所示：

本地程序之所以能调试，是因为其二进制文件在本地编译生成时会自动写入对应的pdb文件的绝对路径，而pdb文件中存放着用于调试的各种调试信息。启动调试时调试器会根据二进制文件中记录的pdb文件路径去尝试加载pdb文件，加载成功后，就能获取pdb文件中的调试信息，这样就可以调试了。

如果手动将对应目录中的pdb文件删除，在没有重新生成的情况下，程序肯定是无法调试的！

2、pdb文件的时间戳与pdb文件名称

在使用pdb文件时，有两点需要注意一下，一个是pdb文件的时间戳，一个是pdb文件的名称。

加载pdb文件时会严格校验pdb文件的时间戳（就是生成pdb文件的时间），必须要和二进制文件完全一致。即使是同样的代码，没有修改任何代码，在不同时间点编译生成的pdb文件，也是不能交叉使用的。

pdb文件的名称必须和工程的名称一致，否则也是无法加载的。比如某个工程名称为videocodec_hp.vcxproj，生成的pdb文件的名称默认应为videocodec_hp.pdb（不区分大小写的），但在执行文件拷贝时将文件名称改成videocodec.pdb，这种情况下Windbg也是无法加载的。必须手动将pdb文件的名称改成Visual Studio工程文件的名称后，pdb文件才能正常加载。这个问题我们遇到过几次，就是因为pdb文件名称与工程名称不一致导致pdb加载不起来的。

3、常用软件分析工具有哪些？

在日常工作中，常用的软件分析工具有PE工具、Dependency Walker、GDIView、Process Explorer、Process Monitor、API Monitor、Clumsy、DebugDiag、Windbg、IDA等，关于这些工具的详细介绍与说明，可以参见我之前写的文章：

C++软件开发值得推荐的十大高效软件分析工具https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/127608247这些工具中不是都要使用pdb，一般可以查看函数调用堆栈的，都要使用到pdb文件。Process Explorer、Process Monitor、DebugDiag、Windbg和IDA需要使用到，下面就来详细讲述一下。

4、使用Windbg调试器查看函数调用堆栈时需要加载pdb文件

Windbg分析软件异常有两种方式，一种是静态分析dump文件，一种是动态调试目标进程。一般都需要在Windbg中查看发生异常时的函数调用堆栈，然后将函数调用堆栈与C++源码对照起来看，去分析软件异常。

但光看到函数调用堆栈是不够的，需要在堆栈中看到具体的函数名，甚至代码行号，这样才好去分析问题。如果没有pdb文件，则堆栈中显示的是相对模块（起始地址）的偏移，或者相对于模块导出函数的偏移（模块的导出函数符号是公开的，外部是可见的），一般看不到真实具体的函数名。要看到包含具体函数名和代码行号的函数调用堆栈，则需要加载相关dll或exe二进制文件的pdb符号文件。通过pdb文件中包含的函数及变量的符号，去显示更为详细的函数调用堆栈。

4.1、给Windbg设置pdb文件路径

在未加载pdb文件之前，通过查看函数调用堆栈中的模块名称，然后使用lm命令去查看模块的生成时间戳去找对应时间点的pdb文件。要让Windbg加载pdb文件，则需要将pdb文件所在的路径设置到Windbg中。可以将多个模块的pdb文件统一拷贝到本机的某个文件夹中，然后在Windbg菜单栏中点击File -> Symbol File Path...，会打开设置pdb文件路径的窗口：

将pdb文件路径设置给Windbg。

一般我们设置如下格式的pdb文件路径组合：

C:\Users\Administrator\Desktop\pdbdir;srv*f:\mss0616*http://msdl.microsoft.com/download/symbols

这个一长串组合路径主要由下面两个路径构成：（多个路径之间使用分号隔开）

1）应用程序库的pdb文件路径（非系统库）：
C:\Users\Administrator\Desktop\pdbdir。我们将相关开发模块的pdb文件集中拷贝到该路径中，然后将路径设置进来。多个pdb文件也可以放在不同路径下，可以设置多个路径，路径之间使用分号隔开。
2）Windows系统库的pdb文件在线下载地址：
srv*f:\mss0616*http://msdl.microsoft.com/download/symbols，其中http://msdl.microsoft.com/download/symbols，是微软提供的在线系统pdb文件下载服务器。如果设置了该地址，Windbg会自动连接该服务器，去自动下载与当前dump文件中用到的系统库版本一致的pdb文件。另外，f:\mss0616路径是从微软pdb文件服务器上下载下来的pdb文件的存放路径。

4.2、为什么要设置系统库pdb文件下载服务器地址？

设置系统库的pdb文件下载服务器地址，是为了让Windbg自动去下载Windows系统库的pdb文件，并自动将系统库的pdb文件加载进去。加载系统库的pdb符号库文件之后，不仅能看到具体的系统接口的调用，甚至还可以看到更多行的函数调用：

看到的可能是更多的系统层函数的调用记录，也可能是更多的应用层函数的调用记录。有时能直接从具体的系统函数调用接口中能得到一定的线索。另外，看到更多行的函数调用，可能更有利于快速定位发生崩溃的具体位置。

关于设置系统库pdb下载地址去看到更多函数调用堆栈的典型问题实例，可以参见我之前写的一篇文章：
播放WebRTC开源库回调出来的视频码流时遇到的内存越界问题排查https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/131222627 此外，这里有个细节需要注意一下，有时微软这个服务器会有连接不上或卡顿的情况，会直接导致Windbg卡顿，这个问题我们之前遇到过很多次。所以遇到Windbg严重卡顿的时候，可以先将该服务器下载地址删除掉。但有时我们需要设置该在线地址，因为有时我们想去看到底是调用了系统库中的哪个接口触发的崩溃。

5、使用IDA反汇编工具查看二进制文件的汇编代码时需要加载pdb文件

有时我们需要使用IDA反汇编工具去查看二进制文件的汇编代码上下文，去辅助分析C++软件异常问题。在分析问题时，要看懂汇编代码的片段或者上下文，需要将汇编代码和程序源码对应起来，但直接查看汇编很难和程序关联起来。所以在查看汇编代码时，需要和C++源码对照着看，即通过源码去辅助汇编代码的阅读。但C++代码在编译时，Release下编译器会对代码进行优化，有些代码会被优化掉，所以C++源码很难完全和汇编代码对应起来。

关于编译器优化的例子，比如C++源码中有个函数调用（调用了某个函数），编译器在编译时为了避免函数调用的开销（传递的参数要入栈出栈，要保护现场和恢复现场），直接将函数调用给优化掉，使用几句汇编代码将函数调用替换掉了。

正因为汇编代码很难完全和C++源码对应起来，我们希望借助其他信息去将对应关系找出来。如果没有pdb文件，IDA中显示的汇编代码看不到具体的函数及变量信息，一般较难去直接阅读汇编代码上下文，是需要很强的汇编功底才行。

如果IDA加载了当前二进制文件的pdb文件后，汇编代码中会显示具体的函数及变量信息，还会在汇编代码中额外添加一些注释，比如：

有了这些信息，阅读汇编代码上下文会显得容易很多，能够较容易地将汇编代码与C++源码对应起来。如果有pdb文件，只要将pdb文件放在二进制文件的同级目录中，这样在Windbg打开二进制文件时会自动到二进制文件所在的目录中去搜索，搜索到即会自动去加载pdb文件。

也可以到IDA的安装路径下找到cfg文件夹，在该文件夹中找到pdb.cfg配置文件，在配置文件中设置pdb路径，不过这个操作略显麻烦，没有直接放到安装路径下简单。

6、使用Process Explorer查看线程的函数调用堆栈时需要加载pdb文件

在使用Process Explorer工具排查程序CPU占用高的问题时，在Process Explorer显示的进程列表中双击目标进程，在打开的进程属性窗口中点击Threads标签页，切换到进程的线程列表页面，就能看到进程中的所有线程信息，找到那个CPU占用高的线程：

双击查看该线程的函数调用堆栈，然后根据函数调用堆栈去查看C++源码，去分析为什么会占用较高的CPU。如果没有pdb文件，显示出来的函数调用堆栈中看不到具体的函数名，看不到具体的函数名就没法去做跟踪分析了。

此时如何去查看相关模块的pdb文件呢？此时没用Windbg，所以没法使用Windb的lm命令去查看二进制模块的时间戳，那如何获取去获取二进制文件的时间戳呢？直接查看文件属性中的修改时间是不靠谱的，它只代表系统中该文件的修改时间，和文件的编译生成时间没关系的。其实很简单，我们只要下载个PE工具，然后将二进制文件拖入到PE工具中即可查看文件的生成时间戳，如下所示：

然后通过该时间戳找到二进制模块对应时间点的pdb文件。

只要将pdb文件放在对应模块所在的文件夹中，Process Explorer就会自动去搜索加载的。当然也可以在Process Explorer中配置pdb文件的路径，点击Process Explorer菜单栏中的Options -> Configure Symbols...，打开如下的配置窗口：