Возможно в Вашем проекте и не пишут
Тогда Вам повезло, можете переходить к следующему топику.
Но иногда происходят, казалось бы, странные вещи. Программа «падает» на ровном месте, память куда-то утекает, а еще один раз вам звонили с жалобой на странное поведение программы, работающей на сервере 24/7, но вы конечно «завернули» их проблему, убедив, что она аппаратно-зависимая, и ладно. Всё-таки разработка программ под Windows дело нередко хитрое, и от ошибок по невнимательности или из-за незнания архитектуры никто не застрахован. Я не буду учить, как этих ошибок не допускать — сам не знаю. Но вот одно средство для эффективной отладки могу посоветовать.
Речь пойдет о Microsoft Application Verifier. Но это не отладчик. Напротив, без отладчика, сама по себе, штука относительно бесполезная. А вот в совокупности с ним позволяет детектировать ряд важных платформо-зависимых проблем. Кроме того, не удастся получить сертификат «Сompatible with windows 7» без прохождения тестирования с использованием AppVerifier (собственно для “Vista Certified” так же, но об этом, видимо, говорить не принято). А этот сертификат — для пользователя некоторая гарантия, что получившая его программа, может лучше и не сделает, но хотя бы не навредит. Ладно, «вода» закончилась, приступим к делу.
Скачать и установить AppVerifier для Хаброчеловека, уверен, не сложность. Запустим (из под real-администратора, под Vista+ по-другому и не выйдет) его графическую оболочку:
Слева список приложений для тестирования; справа – список секций на проверку для выбранного приложения. В MSDN утверждается, что AppVerifier предназначен для тестирования программ на C++, но в целом применим для любого native кода.
Графическая оболочка не производит никаких тестов, только дает возможность выбора нужных пунктов. Сами проверки реализуются благодаря так называемым «слоям», динамически подключаемым библиотекам
Здесь есть важная особенность: несмотря на то, что мы при добавлении выбираем файл тестируемого приложения, проверки привязываются только к его имени без пути. С одной стороны, можно не беспокоиться в какой конфигурации (и в какую папку) собирать проект (обычно папки для Debug и Release разные), но с другой – можно забыть об установленных проверках, и запуская программу с рабочего стола, удивляться, что она «не работает».
Про смысл тест-пунктов поговорим чуть позже, а сейчас добавим, к примеру notepad.exe и установим все галки. Запустим блокнот, добавим пару строчек, попробуем сохранить. О-па, неудача:
Не единственный исход ситуации, возможно, вы получите другое окно предупреждения, или вообще обойдется без него. Что же случилось? Обратимся снова к графической надстройке AppVerifier. На сей раз выберем пункт Logs из главного меню, увидим список лог-файлов ассоциированных с тестируемыми приложениями. По логу на запуск.
Физически эти лог файлы находятся в папке
Для тех кто внимательно следил: ошибка изображенная на этом скриншоте не соответствует сообщению об ошибке (которе является нормальным поведением программы) с предыдущего скриншота, а происходит чуть позже.
Тут и краткое описание проблемы, и stack trace. И от меня подсказка, как искать ошибки, а не предупреждения. Кстати сказать, если ошибки присутствуют, то программа не получает сертификации на совместимость с Vista/Win7. Постойте, но это же блокнот?! Ну да, только тссс.
Теперь запускаем отладчик. Пусть это будет отладчик, встроенный в студию, или бесплатный WinDbg из состава Debugging Tools for Windows (он конечно более навороченный, но сейчас это не имеет значения).
А вот и наш больной:
Потенциальную опасность этого фрагмента легко оценить, если бы строки с
Теперь добавляем программу на тестирование группы Basics в Application Verifier. И запускаем её из под отладчика (из студии по F5, например). AppVerifier заговорил с нами голосом студии:
А в Debug Output показывается соответствующее структурное исключение:
Оно рассказывает, что за исключение (00000013), с каким адресом памяти (02B59FF8) и по какому адресу кода (0082142F) произошло. Счастливчикам, скачавшим Windows Debug Symbols покажут и место в исходном коде, где произошла проблема и Stack Trace, который привел к исключению.
Ну что ж, эту проблему мы нашли, а значит исправили. Для других классов ошибок алгоритм работы сохраняется, но процедура исправления может быть не такой тривиальной.
Давайте теперь разберемся, какие проблемы позволит выявить нам AppVerifier. Все опции тестирования разделены на группы. Исключая группу «Low Resource Simulation» и тестов «TimeRollOver» и «HighVersionLie» проверки не меняют поведения приложения (в случае, если не будет обнаружено ошибок).
Вот она причина падения блокнота. Тесты этой группы позволяют смоделировать поведение системы при нехвате ресурсов. Приложению запросто могут отказать (по датчику случайных чисел) в выделении памяти, создании файла, Event'а, окна, записи в реестр. Обычно есть некоторое «спокойное» время около 2-5 секунд, когда приложению разрешается пользоваться ресурсами в полную силу; сделано это, чтобы приложение вообще смогло запуститься (это придумали не так давно, раньше было грустнее). Нормальным поведением программы является стабильность; показ предупреждающих диалогов, но не «падения». Так что в коде нужно бы предусматривать данные ситуации.
Рассмотрим следующий пример кода, который выполняет действие
Подвох виден невооруженным глазом; если
И это не единственный случай, что Вы скажете про следующий фрагмент?
Для диагностики подобных проблем проверка TimeRollOver «прогоняет» значение функции GetTickCount() быстрее. Полный цикл до обнуления значения проходит за 5 минут.
Если вдруг Вы пользуетесь функцией
В данном фрагменте допущена явная ошибка; с целью отсечь Windows 2000 (5.0) вводится дополнительная проверка на minor версию XP (5.1), но код также отбрасывает и Windows Vista (6.0). На Windows 7 (6.1) работать будет. Неужели это и есть причина плохой совместимости с Windows Vista? Microsoft утверждает, что 70% несовместимых с Vista программ не работают в том числе и из-за этой проблемы.
Но диагностика такой ситуации на компьютере разработчика затруднительна — у него одна, фиксированная версия ОС. Можно воспользоваться виртуальной машиной с другой версией ОС, а можно просто ткнуть галку HighVersionLie. Тогда значение
Проверка корректности вызовов
Следит за корректностью вызовов Thread Local Storage API.
Следит за уместностью перехвата исключений, в частности попытки «заглушить» исключения Access Violation, «демаскирует» исключения в заглушках вида
Следит за допустимостью операций над хендлами, корректностью хендлов и их временем жизни. Чуть подробнее на английском.
Проверяет корректность использования критических секций, не допускает сброс критической секции из другого потока относительно установки критической секции.
Периодически заполняет неиспользуемую часть стека паттерном 0xCD, что позволяет обнаруживать неинициализированные переменные или параметры функций.
Оповещает об использовании и нежелательных потенциально опасных функций API навроде
Limited-user-account privileges test. Проверяет, нужны ли программе административные привилегии, не выполняет ли программа действий, которые допустимы только для real-администратора.
Состоит из двух частей: предсказывающей (перечисляет все действия программы, которые может выполнить только администратор) и диагностической (отказывает программе в административных действиях с ошибкой
AppVerifier — интересный инструмент, позволяющий выявить и решить ряд «плавающих» и «скрытых» (а иногда и специально спрятанных) проблем. Пользоваться им в целом не сложно, при определнных навыках — удобно. А если вы хотите получить сертификат «Windows compatible», то знакомства с ним не избежать. Лично мне помог уже на двух проектах, надеюсь будет полезен и Вам.
*All source code was highlighted with Source Code Highlighter.
try { /* code */ } catch(...) { } для того чтобы избежать исключений при работе с памятью, умеют закрывать хендлы и знают о виртуализации Windows Vista, а программы никогда не падают по непонятным и редко повторяемым причинам. Тогда Вам повезло, можете переходить к следующему топику.
Но иногда происходят, казалось бы, странные вещи. Программа «падает» на ровном месте, память куда-то утекает, а еще один раз вам звонили с жалобой на странное поведение программы, работающей на сервере 24/7, но вы конечно «завернули» их проблему, убедив, что она аппаратно-зависимая, и ладно. Всё-таки разработка программ под Windows дело нередко хитрое, и от ошибок по невнимательности или из-за незнания архитектуры никто не застрахован. Я не буду учить, как этих ошибок не допускать — сам не знаю. Но вот одно средство для эффективной отладки могу посоветовать.
Речь пойдет о Microsoft Application Verifier. Но это не отладчик. Напротив, без отладчика, сама по себе, штука относительно бесполезная. А вот в совокупности с ним позволяет детектировать ряд важных платформо-зависимых проблем. Кроме того, не удастся получить сертификат «Сompatible with windows 7» без прохождения тестирования с использованием AppVerifier (собственно для “Vista Certified” так же, но об этом, видимо, говорить не принято). А этот сертификат — для пользователя некоторая гарантия, что получившая его программа, может лучше и не сделает, но хотя бы не навредит. Ладно, «вода» закончилась, приступим к делу.
Способ применения
Скачать и установить AppVerifier для Хаброчеловека, уверен, не сложность. Запустим (из под real-администратора, под Vista+ по-другому и не выйдет) его графическую оболочку:
Слева список приложений для тестирования; справа – список секций на проверку для выбранного приложения. В MSDN утверждается, что AppVerifier предназначен для тестирования программ на C++, но в целом применим для любого native кода.
Графическая оболочка не производит никаких тестов, только дает возможность выбора нужных пунктов. Сами проверки реализуются благодаря так называемым «слоям», динамически подключаемым библиотекам
vfbasics, vfcompat, vfLuaPriv, vfprint (на них можно полюбоваться в папке system32). При запуске тестируемого приложения они подключаются к нему и перехватывают вызов системных функций, таких как HeapAlloc, GetTickCount, CloseHandle и многих других. Перехватчик производит ряд дополнительных проверок, затем вызывает оригинальную функцию, и поэтому, за исключением нескольких рассматриваемых далее случаев, это не скажется на работе тестируемого приложения. Разве что будет заметна некоторая потеря производительности. Субъективно в худшем случае программа «замедлится» в пять раз, а нужны ли какие-нибудь конкретные цифры или нет – оставлю на ваше усмотрение. Здесь есть важная особенность: несмотря на то, что мы при добавлении выбираем файл тестируемого приложения, проверки привязываются только к его имени без пути. С одной стороны, можно не беспокоиться в какой конфигурации (и в какую папку) собирать проект (обычно папки для Debug и Release разные), но с другой – можно забыть об установленных проверках, и запуская программу с рабочего стола, удивляться, что она «не работает».
Про смысл тест-пунктов поговорим чуть позже, а сейчас добавим, к примеру notepad.exe и установим все галки. Запустим блокнот, добавим пару строчек, попробуем сохранить. О-па, неудача:
Не единственный исход ситуации, возможно, вы получите другое окно предупреждения, или вообще обойдется без него. Что же случилось? Обратимся снова к графической надстройке AppVerifier. На сей раз выберем пункт Logs из главного меню, увидим список лог-файлов ассоциированных с тестируемыми приложениями. По логу на запуск.
Физически эти лог файлы находятся в папке
AppVerifierLogs в корне пользовательского профайла. Прочитать их голыми руками будет трудно (бинарный формат), поэтому тыкаем кнопочку “View” для соответствующего лога. Произойдет его дамп в xml и открытие дефолтной программы просмотра для xml:Для тех кто внимательно следил: ошибка изображенная на этом скриншоте не соответствует сообщению об ошибке (которе является нормальным поведением программы) с предыдущего скриншота, а происходит чуть позже.
Тут и краткое описание проблемы, и stack trace. И от меня подсказка, как искать ошибки, а не предупреждения. Кстати сказать, если ошибки присутствуют, то программа не получает сертификации на совместимость с Vista/Win7. Постойте, но это же блокнот?! Ну да, только тссс.
Лечение больного
Теперь запускаем отладчик. Пусть это будет отладчик, встроенный в студию, или бесплатный WinDbg из состава Debugging Tools for Windows (он конечно более навороченный, но сейчас это не имеет значения).
А вот и наш больной:
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int *p = new int();
delete p;
*p = 0; // p = 0 will be OK, but *p = 0 is error!
}Потенциальную опасность этого фрагмента легко оценить, если бы строки с
delete и перезаписью памяти были растянуты по времени. Но ни в дебажной, ни в релизной сборке такая проблема не детектируется (Visual Studio, конфигурация по умолчанию). Теперь добавляем программу на тестирование группы Basics в Application Verifier. И запускаем её из под отладчика (из студии по F5, например). AppVerifier заговорил с нами голосом студии:
А в Debug Output показывается соответствующее структурное исключение:
=======================================
VERIFIER STOP 00000013: pid 0xB54: First chance access violation for current stack trace.
02B59FF8 : Invalid address causing the exception.
0082142F : Code address executing the invalid access.
0013F670 : Exception record.
0013F68C : Context record.
=======================================
Оно рассказывает, что за исключение (00000013), с каким адресом памяти (02B59FF8) и по какому адресу кода (0082142F) произошло. Счастливчикам, скачавшим Windows Debug Symbols покажут и место в исходном коде, где произошла проблема и Stack Trace, который привел к исключению.
Ну что ж, эту проблему мы нашли, а значит исправили. Для других классов ошибок алгоритм работы сохраняется, но процедура исправления может быть не такой тривиальной.
Детектируемые проблемы
Давайте теперь разберемся, какие проблемы позволит выявить нам AppVerifier. Все опции тестирования разделены на группы. Исключая группу «Low Resource Simulation» и тестов «TimeRollOver» и «HighVersionLie» проверки не меняют поведения приложения (в случае, если не будет обнаружено ошибок).
1. Искажающие проверки
1.1. Low Resource Simulation
Вот она причина падения блокнота. Тесты этой группы позволяют смоделировать поведение системы при нехвате ресурсов. Приложению запросто могут отказать (по датчику случайных чисел) в выделении памяти, создании файла, Event'а, окна, записи в реестр. Обычно есть некоторое «спокойное» время около 2-5 секунд, когда приложению разрешается пользоваться ресурсами в полную силу; сделано это, чтобы приложение вообще смогло запуститься (это придумали не так давно, раньше было грустнее). Нормальным поведением программы является стабильность; показ предупреждающих диалогов, но не «падения». Так что в коде нужно бы предусматривать данные ситуации.
1.2. TimeRollOver в группе Misc
Рассмотрим следующий пример кода, который выполняет действие
action несколько раз, но не более одной секунды:DWORD time_end = GetTickCount() + 1000; // 1s timelimit
do { action(); } while (GetTickCount() < time_end);Подвох виден невооруженным глазом; если
time_end очень близко к DWORD_MAX, но меньше чем DWORD_MAX-1000, а action() иногда выполняется больше секунды, то цикл проработает немного дольше, чем хотелось бы. А именно 50 суток (DWORD_MAX / (1000 * 60 * 24)).И это не единственный случай, что Вы скажете про следующий фрагмент?
char buf[8];
sprintf(buf, "%i", GetTickCount());Для диагностики подобных проблем проверка TimeRollOver «прогоняет» значение функции GetTickCount() быстрее. Полный цикл до обнуления значения проходит за 5 минут.
1.3. HighVersionLie в группе Compatibility
Если вдруг Вы пользуетесь функцией
GetVersionEx, то этот тест поможет вам обнаружить ветки кода с некорректной проверкой допустимой версии ОС. OSVERSIONINFO osvi;
ZeroMemory(&osvi, sizeof(OSVERSIONINFO));
osvi.dwOSVersionInfoSize = sizeof(OSVERSIONINFO);
GetVersionEx(&osvi);
BOOL bIsWindowsXP_or_Later = (osvi.dwMajorVersion >= 5) && (osvi.dwMinorVersion >= 1);
if (!bIsWindowsXP_or_Later)
printf("Windows XP or later required.\n");
В данном фрагменте допущена явная ошибка; с целью отсечь Windows 2000 (5.0) вводится дополнительная проверка на minor версию XP (5.1), но код также отбрасывает и Windows Vista (6.0). На Windows 7 (6.1) работать будет. Неужели это и есть причина плохой совместимости с Windows Vista? Microsoft утверждает, что 70% несовместимых с Vista программ не работают в том числе и из-за этой проблемы.
Но диагностика такой ситуации на компьютере разработчика затруднительна — у него одна, фиксированная версия ОС. Можно воспользоваться виртуальной машиной с другой версией ОС, а можно просто ткнуть галку HighVersionLie. Тогда значение
GetVersionEx будет модифицировано (обычно по правилу dwMajorVersion += 3; dwMinorVersion = 0). 2. Немодифицирующие проверки
2.1. Memory в группе Basics
Проверка корректности вызовов
HeapAlloc, GlobalAlloc и других API Windows Heap Manager. За утечками памяти не следит, но это можно решить другими способами.2.2. TLS в группе Basics
Следит за корректностью вызовов Thread Local Storage API.
2.3. Exceptions в группе Basics
Следит за уместностью перехвата исключений, в частности попытки «заглушить» исключения Access Violation, «демаскирует» исключения в заглушках вида
try { } catch(...) { } .2.4. Handles в группе Basics
Следит за допустимостью операций над хендлами, корректностью хендлов и их временем жизни. Чуть подробнее на английском.
2.5. Locks в группе Basics
Проверяет корректность использования критических секций, не допускает сброс критической секции из другого потока относительно установки критической секции.
2.6. DirtyStacks в группе Misc
Периодически заполняет неиспользуемую часть стека паттерном 0xCD, что позволяет обнаруживать неинициализированные переменные или параметры функций.
2.7. DangerousAPIs в группе Misc
Оповещает об использовании и нежелательных потенциально опасных функций API навроде
TerminateThread.2.8. LuaPriv
Limited-user-account privileges test. Проверяет, нужны ли программе административные привилегии, не выполняет ли программа действий, которые допустимы только для real-администратора.
Состоит из двух частей: предсказывающей (перечисляет все действия программы, которые может выполнить только администратор) и диагностической (отказывает программе в административных действиях с ошибкой
ACCESS_DENIED). Таким образом, программисту не обязательно тестировать программу отдельно логинясь гостем. Также проверяет ряд особенностей связанных с виртуализацией под Windows Vista и старше. Заключение
AppVerifier — интересный инструмент, позволяющий выявить и решить ряд «плавающих» и «скрытых» (а иногда и специально спрятанных) проблем. Пользоваться им в целом не сложно, при определнных навыках — удобно. А если вы хотите получить сертификат «Windows compatible», то знакомства с ним не избежать. Лично мне помог уже на двух проектах, надеюсь будет полезен и Вам.
*All source code was highlighted with Source Code Highlighter.
