チュートリアル: 同じデバッグセッションで C# と C++ をデバッグする

[アーティクル]
10/19/2023

Visual Studio では、1 つのデバッグセッションで複数のデバッガーの種類を有効にすることができます。これは混合モードのデバッグと呼ばれます。このチュートリアルでは、1 つのデバッグセッションで、マネージドコードとネイティブコードの両方をデバッグすることを学習します。

このチュートリアルでは、マネージドアプリからネイティブコードをデバッグする方法を示していますが、ネイティブアプリからマネージドコードをデバッグすることもできます。デバッガーは、Python とネイティブコードなどの他の種類の混合モードのデバッグもサポートしており、ASP.NET などのアプリの種類ではスクリプトデバッガーの使用もサポートしています。

このチュートリアルでは、次の作業を行います。

単純なネイティブ DLL を作成する
DLL を呼び出す単純な .NET Core または .NET Framework のアプリを作成する
混合モードのデバッグを構成する
デバッガーを起動する
マネージドアプリでブレークポイントにヒットさせる
ネイティブコードにステップインする

必須コンポーネント

Visual Studio がインストールされ、次のワークロードがある必要があります。

C++ によるデスクトップ開発
.NET デスクトップ開発

Visual Studio がインストールされ、次のワークロードがある必要があります。

C++ によるデスクトップ開発
作成するアプリの種類に応じて、 .NET デスクトップ開発または .NET Core クロスプラットフォーム開発のいずれか。

Visual Studio をお持ちでない場合は、Visual Studio のダウンロードページに移動し、無料試用版をインストールしてください。

Visual Studio はインストールされているが、必要なワークロードがない場合は、Visual Studio の [新しいプロジェクト] ダイアログボックスの左側のウィンドウにある [Visual Studio インストーラーを開く] を選択します。 Visual Studio インストーラーで、必要なワークロードを選択し、 [変更] を選択します。

単純なネイティブ DLL を作成する

DLL プロジェクト用のファイルを作成するには:

Visual Studio を開き、プロジェクトを作成します。

Esc キーを押してスタートウィンドウを閉じます。 Ctrl + Q キーを押して検索ボックスを開き、「空のプロジェクト」と入力し、 [テンプレート] を選択してから、C++ 用の [空のプロジェクト] を選択します。表示されたダイアログボックスで、 [作成] を選択します。次に、Mixed_Mode_Debugging のような名前を入力して、 [作成] をクリックします。

[空のプロジェクト] プロジェクトテンプレートが表示されない場合は、 [ツール]>[ツールと機能を取得...] に移動して、Visual Studio インストーラーを開きます。 Visual Studio インストーラーが起動します。 [C++ によるデスクトップ開発] ワークロード、 [変更] の順に選択します。

Visual Studio によってプロジェクトが作成されます。
ソリューションエクスプローラーで、 [ソースファイル] を選択し、 [プロジェクト]>[新しい項目の追加] の順に選択します。または、 [ソースファイル] を右クリックして、 [追加]>[新しい項目] の順に選択します。

すべての項目テンプレートが表示されない場合は、[すべてのテンプレートを表示] を選択します。
[新しい項目] ダイアログで、 [C++ ファイル (.cpp)] を選択します。 [名前] フィールドに「Mixed_Mode.cpp」を入力し、 [追加] を選択します。

Visual Studio によって新しい C++ ファイルがソリューションエクスプローラーに追加されます。
Mixed_Mode.cpp に次のコードをコピーします。
```
#include "Mixed_Mode.h"
```
ソリューションエクスプローラーで、 [ヘッダーファイル] を選択し、 [プロジェクト]>[新しい項目の追加] の順に選択します。または、 [ヘッダーファイル] を右クリックして、 [追加]>[新しい項目] の順に選択します。

すべての項目テンプレートが表示されない場合は、[すべてのテンプレートを表示] を選択します。
[新しい項目] ダイアログで、 [ヘッダーファイル (.h)] を選択します。 [名前] フィールドに「Mixed_Mode.h」を入力し、 [追加] を選択します。

Visual Studio によって新しいヘッダーファイルがソリューションエクスプローラーに追加されます。

Mixed_Mode.h に次のコードをコピーします。

#ifndef MIXED_MODE_MULTIPLY_HPP
#define MIXED_MODE_MULTIPLY_HPP

extern "C"
{
  __declspec(dllexport) int __stdcall mixed_mode_multiply(int a, int b) {
    return a * b;
  }
}
#endif

[ファイル]>[すべて保存] を選択するか、Ctrl+Shift+S キーを押してファイルを保存します。

DLL プロジェクトを構成してビルドするには:

Visual Studio ツールバーで、 [デバッグ] 構成を選択し、 [x86] または [x64] プラットフォームを選択します。呼び出し元のアプリが常に 64 ビットモードで実行される .NET Core の場合は、プラットフォームとして [x64] を選択します。
ソリューションエクスプローラーで、 [Mixed_Mode_Debugging] プロジェクトノードを選択し、 [プロパティ] アイコンを選択するか、プロジェクトノードを右クリックして [プロパティ] を選択します。
[プロパティ] ウィンドウの上部で、 [構成] が [アクティブ (デバッグ)] に設定され、 [プラットフォーム] がツールバーで設定したプラットフォームと同じになっていることを確認します ( [x64] 、または x86 プラットフォームの場合は [Win32] )。

重要

プラットフォームを x86 から x64 (またはその逆) に切り替えた場合、新しいプラットフォーム用にプロパティを再構成する必要があります。
左側のウィンドウの [構成プロパティ] の下で、 [リンカー]>[詳細設定] の順に選択し、 [エントリポイントなし] の横のドロップダウンで [いいえ] を選択します。 [いいえ] に変更した場合は、 [適用] を選択します。
[構成プロパティ] の下で、 [全般] を選択し、 [構成の種類] の横にあるドロップダウンで [ダイナミックライブラリ (.dll)] を選択します。 [適用] を選択し、 [OK] を選択します。
ソリューションエクスプローラーでプロジェクトを選択し、 [ビルド]>[ソリューションのビルド] の順に選択し、F7 キーを押すか、プロジェクトを右クリックして [ビルド] を選択します。

プロジェクトがエラーのない状態でビルドされます。

単純なマネージドアプリを作成して DLL を呼び出す

Visual Studio を起動し、新しいプロジェクトを作成します。

Esc キーを押してスタートウィンドウを閉じます。 Ctrl + Q キーを押して検索ボックスを開き、「コンソール」と入力し、 [テンプレート] を選択して、.NET Core 用の [コンソールアプリ] か、C# 用の [コンソールアプリ (.NET Framework)] を選択します。表示されたダイアログボックスで、 [次へ] を選択します。

次に、「Mixed_Mode_Calling_App」のような名前を入力し、 [次へ] または [作成] をクリックします (いずれかのオプションを使用できます)。

.NET Core の場合は、推奨されるターゲットフレームワークまたは .NET 8 を選択し、作成を選択します。

正しいプロジェクトテンプレートが表示されない場合は、 [ツール]>[ツールと機能を取得...] に移動して、Visual Studio インストーラーを開きます。前提条件の説明に従って適切な .NET ワークロードを選択し、 [変更] を選択します。

注意

新しいマネージドプロジェクトを既存の C++ ソリューションに追加することもできます。混合モードのデバッグタスクがより難しくなるよう、新しいソリューションでプロジェクトを作成しています。

Visual Studio によって空のプロジェクトが作成され、ソリューションエクスプローラーにファイルが表示されます。

Program.cs 内のすべてのコードを次のコードで置き換えます。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Mixed_Mode_Calling_App
{
    public class Program
    {
        // Replace the file path shown here with the
        // file path on your computer. For .NET Core, the typical (default) path
        // for a 64-bit DLL might look like this:
        // C:\Users\username\source\repos\Mixed_Mode_Debugging\x64\Debug\Mixed_Mode_Debugging.dll
        // Here, we show a typical path for a DLL targeting the **x86** option.
        [DllImport(@"C:\Users\username\source\repos\Mixed_Mode_Debugging\Debug\Mixed_Mode_Debugging.dll", EntryPoint =
        "mixed_mode_multiply", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
        public static extern int Multiply(int x, int y);
        public static void Main(string[] args)
        {
            int result = Multiply(7, 7);
            Console.WriteLine("The answer is {0}", result);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

新しいコードで、[DllImport] 内のファイルパスを先ほど作成した Mixed_Mode_Debugging.dll への実際のファイルパスに置き換えます。ヒントとしてコードコメントを参照してください。プレースホルダー username を必ず置き換えてください。
[ファイル]>[Program.cs の保存] を選択するか、Ctrl+S キーを押してファイルを保存します。

混合モードのデバッグを構成する

ソリューションエクスプローラーで、 [Mixed_Mode_Calling_App] プロジェクトノードを選択し、 [プロパティ] アイコンを選択するか、プロジェクトノードを右クリックして [プロパティ] を選択します。
プロパティでネイティブコードのデバッグを有効にします。

左側のウィンドウで [デバッグ] を選択し、 [デバッグ起動プロファイル UI を開く] を選択し、 [ネイティブコードのデバッグを有効にする] チェックボックスをオンにしてから、プロパティページを閉じて変更を保存します。

左側のウィンドウで [デバッグ] を選択し、 [ネイティブコードのデバッグを有効にする] チェックボックスをオンにしてから、プロパティページを閉じて変更を保存します。
.NET Framework アプリの x64 DLL をターゲットにしている場合は、プラットフォームターゲットを [すべての CPU] から x64 に変更します。これを行うには、[デバッグ] ツールバーの [ソリューションプラットフォーム] ドロップダウンから [構成マネージャー] を選択します。 x64 に直接切り替えることができない場合は、x64 を対象とする新しい構成を作成します。

ブレークポイントを設定し、デバッグを開始する

C# プロジェクトで Program.cs を開きます。コードの次の行にブレークポイントを設定するには、余白の左端をクリックして行を選択し、F9 キーを押すか、行を右クリックして [ブレークポイント]>[ブレークポイントの挿入] の順に選択します。
```
int result = Multiply(7, 7);
```
左側の余白のブレークポイントを設定した場所に赤い円が表示されます。
F5 キーを押して、Visual Studio のツールバーで緑色の矢印を選択するか、 [デバッグ]>[デバッグの開始] の順に選択してデバッグを開始します。

設定したブレークポイントのところでデバッガーが一時停止します。黄色の矢印は、デバッガーが現在一時停止している場所を示します。

ネイティブコードのステップインとステップアウト

マネージドアプリでデバッグが一時停止している間に、F11 キーを押すか、 [デバッグ]>[ステップイン] の順に選択します。

Mixed_Mode.h ネイティブヘッダーファイルが開き、デバッガーが一時停止されている場所に黄色の矢印が示されます。
これで、ブレークポイントを設定してそこにヒットしたら、ネイティブコードまたはマネージドコード内の変数を検査できます。
- ソースコード内の変数をポイントすると、その値が表示されます。
- 変数とその値は、 [自動変数] ウィンドウと [ローカル] ウィンドウで確認できます。
- デバッガーで一時停止中に、ウォッチ ウィンドウと [呼び出し履歴] ウィンドウを使用することもできます。
もう一度 F11 キーを押して、デバッガーを 1 行進めます。
Shift+F11 キーを押すか、 [デバッグ]>[ステップアウト] を選択して、マネージドアプリで実行を続行し、もう一度一時停止します。
F5 キーを押すか、緑色の矢印を選択してアプリのデバッグを続行します。

おめでとうございます! 混合モードのデバッグのチュートリアルを完了しました。

次のステップ

このチュートリアルでは、混合モードデバッグを有効化して、マネージドアプリからネイティブコードをデバッグする方法について学習しました。その他のデバッガー機能の概要については、次を参照してください。

デバッガーでのはじめに

次の方法で共有

チュートリアル: 同じデバッグセッションで C# と C++ をデバッグする

必須コンポーネント

単純なネイティブ DLL を作成する

単純なマネージドアプリを作成して DLL を呼び出す

混合モードのデバッグを構成する

ブレークポイントを設定し、デバッグを開始する

ネイティブコードのステップインとステップアウト

次のステップ

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その他のリソース

次の方法で共有

チュートリアル: 同じデバッグ セッションで C# と C++ をデバッグする

必須コンポーネント

単純なネイティブ DLL を作成する

単純なマネージド アプリを作成して DLL を呼び出す

混合モードのデバッグを構成する

ブレークポイントを設定し、デバッグを開始する

ネイティブ コードのステップ インとステップ アウト

次のステップ

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その他のリソース

チュートリアル: 同じデバッグセッションで C# と C++ をデバッグする

単純なマネージドアプリを作成して DLL を呼び出す

ネイティブコードのステップインとステップアウト