使您的 .NET 语言在调试器中正确执行

Question

首先，我对这个问题的长度表示歉意。

我是 IronScheme 的作者。最近，我一直在努力发出合适的调试信息，以便我可以使用“本机”.NET 调试器。

虽然这取得了部分成功，但我遇到了一些初期问题。

第一个问题与步进有关。

由于Scheme是一种表达式语言，所以所有内容都倾向于用括号括起来，这与主要的.NET语言不同，后者似乎是基于语句（或行）的。

原始代码（方案）如下所示：

(define (baz x)
  (cond
    [(null? x) 
      x]
    [(pair? x) 
      (car x)]
    [else
      (assertion-violation #f "nooo" x)]))

我故意将每个表达式放在换行符上。

发出的代码转换为 C#（通过 ILSpy）如下所示：

public static object ::baz(object x)
{
  if (x == null)
  {
    return x;
  }
  if (x is Cons)
  {
    return Builtins.Car(x);
  }
  return #.ironscheme.exceptions::assertion-violation+(
     RuntimeHelpers.False, "nooo", Builtins.List(x));
}

如您所见，非常简单。

注意：如果代码在 C# 中转换为条件表达式 (?:)，则整个过程将只是一个调试步骤，请记住这一点。

以下是包含源代码和行号的 IL 输出：

  .method public static object  '::baz'(object x) cil managed
  {
    // Code size       56 (0x38)
    .maxstack  6
    .line 15,15 : 1,2 ''
//000014: 
//000015: (define (baz x)
    IL_0000:  nop
    .line 17,17 : 6,15 ''
//000016:   (cond
//000017:     [(null? x) 
    IL_0001:  ldarg.0
    IL_0002:  brtrue     IL_0009

    .line 18,18 : 7,8 ''
//000018:       x]
    IL_0007:  ldarg.0
    IL_0008:  ret

    .line 19,19 : 6,15 ''
//000019:     [(pair? x) 
    .line 19,19 : 6,15 ''
    IL_0009:  ldarg.0
    IL_000a:  isinst [IronScheme]IronScheme.Runtime.Cons
    IL_000f:  ldnull
    IL_0010:  cgt.un
    IL_0012:  brfalse    IL_0020

    IL_0017:  ldarg.0
    .line 20,20 : 7,14 ''
//000020:       (car x)]
    IL_0018:  tail.
    IL_001a:  call object [IronScheme]IronScheme.Runtime.Builtins::Car(object)
    IL_001f:  ret

    IL_0020:  ldsfld object 
         [Microsoft.Scripting]Microsoft.Scripting.RuntimeHelpers::False
    IL_0025:  ldstr      "nooo"
    IL_002a:  ldarg.0
    IL_002b:  call object [IronScheme]IronScheme.Runtime.Builtins::List(object)
    .line 22,22 : 7,40 ''
//000021:     [else
//000022:       (assertion-violation #f "nooo" x)]))
    IL_0030:  tail.
    IL_0032:  call object [ironscheme.boot]#::
       'ironscheme.exceptions::assertion-violation+'(object,object,object)
    IL_0037:  ret
  } // end of method 'eval-core(033)'::'::baz'

注意： 为了防止调试器简单地突出显示整个方法，我将方法入口点设置为仅 1 列宽。

正如您所看到的，每个表达式都正确映射到一行。

现在是步进问题（在 VS2010 上测试，但在 VS2008 上有相同/类似的问题）：

这些是未应用 IgnoreSymbolStoreSequencePoints 的情况。

1. 使用 null arg 调用 baz，它可以正常工作。 (null?x​​) 后跟 x。
2. 使用 Cons arg 调用 baz，它可以正常工作。 （空？x）然后（对？x）然后（汽车x）。
3. 使用其他参数调用 baz，失败。 (null? x) 然后 (pair? x) 然后 (car x) 然后 (断言违反 ...)。

当应用IgnoreSymbolStoreSequencePoints时（建议）：

1. 使用 null arg 调用 baz，它可以正常工作。 (null?x​​) 后跟 x。
2. 使用 Cons arg 调用 baz 失败。 （空？x）然后（对？x）。
3. 使用其他参数调用 baz 失败。 (null? x) 然后 (pair? x) 然后 (car x) 然后 (断言违反 ...)。

我还发现在此模式下，某些行（此处未显示）未正确突出显示，它们偏离了 1。

以下是一些可能的原因：

• Tailcalls 混淆了调试器
• 重叠位置（此处未显示）混淆了调试器（它设置断点时效果很好）
• ？？？

第二个也是严重的问题是调试器在某些情况下无法中断/命中断点。

我可以让调试器正确（并且一致）中断的唯一地方是方法入口点。

当不应用 IgnoreSymbolStoreSequencePoints 时，情况会好一些。

结论

VS 调试器可能只是简单的错误:(

参考资料：

1. 使 CLR/.NET 语言可调试

更新 1：

Mdbg 不适用于 64 位程序集。因此我没有更多的 32 位机器来测试它。更新： 我确信这不是大问题，有人可以解决吗？编辑： 是的。 ，愚蠢的我，只需在 x64 命令提示符下启动 mdbg :)

更新 2：

我创建了一个 C# 应用程序，并尝试剖析线路信息。

我的发现：

• 在任何 brXXX 指令之后，您需要有一个序列点（如果无效，又名“#line hide”，则发出 nop）。
• 在任何 brXXX 指令之前，发出“#line hide”和 nop。

然而，应用这个并不能解决问题（单独？）。

但添加以下内容可以得到所需的结果:)

• 在 ret 之后，发出“#line hide”和 nop。

这是使用不应用 IgnoreSymbolStoreSequencePoints 的模式。应用时，仍然会跳过一些步骤:(

这是应用上述内容时的 IL 输出：

  .method public static object  '::baz'(object x) cil managed
  {
    // Code size       63 (0x3f)
    .maxstack  6
    .line 15,15 : 1,2 ''
    IL_0000:  nop
    .line 17,17 : 6,15 ''
    IL_0001:  ldarg.0
    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_0002:  nop
    IL_0003:  brtrue     IL_000c

    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_0008:  nop
    .line 18,18 : 7,8 ''
    IL_0009:  ldarg.0
    IL_000a:  ret

    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_000b:  nop
    .line 19,19 : 6,15 ''
    .line 19,19 : 6,15 ''
    IL_000c:  ldarg.0
    IL_000d:  isinst     [IronScheme]IronScheme.Runtime.Cons
    IL_0012:  ldnull
    IL_0013:  cgt.un
    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_0015:  nop
    IL_0016:  brfalse    IL_0026

    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_001b:  nop
    IL_001c:  ldarg.0
    .line 20,20 : 7,14 ''
    IL_001d:  tail.
    IL_001f:  call object [IronScheme]IronScheme.Runtime.Builtins::Car(object)
    IL_0024:  ret

    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_0025:  nop
    IL_0026:  ldsfld object 
      [Microsoft.Scripting]Microsoft.Scripting.RuntimeHelpers::False
    IL_002b:  ldstr      "nooo"
    IL_0030:  ldarg.0
    IL_0031:  call object [IronScheme]IronScheme.Runtime.Builtins::List(object)
    .line 22,22 : 7,40 ''
    IL_0036:  tail.
    IL_0038:  call object [ironscheme.boot]#::
      'ironscheme.exceptions::assertion-violation+'(object,object,object)
    IL_003d:  ret

    .line 16707566,16707566 : 0,0 ''
    IL_003e:  nop
  } // end of method 'eval-core(033)'::'::baz'

更新 3：

上述“半修复”的问题。Peverify 报告由于 < ret 之后的 code>nop 我真的不明白这个问题。就像死代码（除了它甚至不是代码） ...哦，好吧，实验继续。

更新4：

现在回到家，删除了“无法验证”的代码，在 VS2008 上运行，也许为了正确运行无法验证的代码。调试可能是答案。在“发布”模式下，所有输出仍然是可验证的。

更新 5：

我现在决定，尽管生成的代码无法验证，但我的上述想法是唯一可行的选择。 ，我还没有找到任何 VerificationException 的情况。我不知道这种情况会对最终用户产生什么影响。

作为奖励，我的第二个问题也得到了解决。 :)

这是我最终得到的一些截屏。它命中断点，执行正确的单步执行（进/出/越）等。总而言之，达到了预期的效果。

然而，我仍然不接受这种做法。对我来说这感觉太老套了。对真正的问题进行确认会很好。

更新6：

刚刚进行了更改以在VS2010上测试代码，似乎存在一些问题：

1. 第一个调用现在无法正确执行。 （断言违反...）被击中。其他情况工作正常。 一些旧代码发出了不必要的位置。删除代码，按预期工作。 :)
2. 更严重的是，断点在程序的第二次调用时失败（使用内存中编译，将程序集转储到文件似乎使断点再次满意）。

这两种情况在VS2008下都可以正常工作。主要区别在于，在 VS2010 下，整个应用程序针对 .NET 4 进行编译，而在 VS2008 下，则编译为 .NET 2。两者都运行 64 位。

更新 7：

如前所述，我让 mdbg 在 64 位下运行。不幸的是，它也存在断点问题，如果我重新运行程序，它就无法中断（这意味着它被重新编译，因此不使用相同的程序集，但仍然使用相同的源）。

更新 8：

我提交了一个错误有关断点问题的 MS Connect 站点。

更新：已修复

更新 9：

经过一番长时间的思考，让调试器满意的唯一方法似乎是进行 SSA，因此每个步骤都可以隔离并按顺序进行。不过我还没有证明这个想法。但这似乎合乎逻辑。显然，从 SSA 中清除临时值会破坏调试，但这很容易切换，并且保留它们不会有太多开销。

Answer 1

我是 Visual Studio 调试器团队的一名工程师。

如果我错了，请纠正我，但听起来唯一剩下的问题是，当从 PDB 切换到 .NET 4 动态编译符号格式时，会丢失一些断点。

我们可能需要重现来准确诊断问题，但是这里有一些可能有帮助的注释。

1. VS (2008+) 可以以非管理员身份运行
2. 第二次是否会加载任何符号？您可以通过中断进行测试（通过异常或调用 System.Diagnostic.Debugger.Break()）
3. 假设加载了符号，您是否可以向我们发送一份重现？
4. 可能的区别在于，动态编译代码的符号格式在 .NET 2（PDB 流）和 .NET 4（IL DB 我认为他们这么称呼它？）之间有 100% 的不同
5. 。“nop”听起来是对的。请参阅下面生成隐式序列点的规则。
6. 您实际上不需要在不同的线路上发出东西。默认情况下，VS 将执行“符号语句”，作为编译器编写者，您可以定义“符号语句”的含义。因此，如果您希望每个表达式在符号文件中都是单独的东西，那就可以了。

JIT 根据以下规则创建隐式序列点：
1. IL nop指令
2. IL堆栈空点
3. 紧随调用指令之后的 IL 指令

如果事实证明我们确实需要重现来解决您的问题，您可以提交连接错误并通过该介质安全地上传文件。

更新：

我们鼓励遇到此问题的其他用户尝试 http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?displaylang=en&id=27543 并发表任何反馈意见。 （必须针对 4.5）

更新 2：

Leppie 已验证该修复程序适用于他在 http://www.microsoft.com/visualstudio/11/en-us/downloads 如连接错误中所述https://connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/details/684089/。

谢谢，

卢克

Answer 2

我是 SharpDevelop 调试器团队的一名工程师 :-)

您解决问题了吗？

您是否尝试在 SharpDevelop 中调试它？如果 .NET 中存在错误，我想知道我们是否需要实施一些解决方法。我不知道这个问题。

您是否尝试在 ILSpy 中调试它？特别是没有调试符号。它可以调试 C# 代码，但它会告诉我们 IL 指令是否可以很好地调试。 （请注意，ILSpy 调试器是测试版）

原始 IL 代码的快速注释：

• .line 19,19 : 6,15 '' 出现两次？
• .line 20,20 : 7,14 '' 不从隐式序列点开始（堆栈不为空）。我担心
• “car x”（好）以及“#f nooo x”（坏？）的代码
• .line 20,20 : 7,14 '' 包含有关 ret 后 nop 的 。 stloc、ldloc、ret 怎么样？我认为 C# 使用这个技巧使 ret 成为一个不同的序列点。

大卫