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gdb.md

File metadata and controls

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Debugger 的理念，原理和使用

理念

关于 debugger 的理念，我的想法和这篇 blog 完全相同:

I do not use a debugger

如果出现 bug ，你应该想到的是:

  • 重构代码，让代码更佳清晰，bug 不容易发生
  • 增加更多的测试，让 bug 更加容易显形

而不是使用 debugger 让自己陷入到细节中。

当然也有例外，如果你刚刚接手陌生的一个大项目，debugger 是分析代码流程的好工具。

[ ] gdb 的原理

gdb 的使用

首先强烈推荐 gdb-dashboard

Basic

  • break
  • continue
  • backtrace
  • next line
  • step in
  • gdb -ex "handle SIG127 nostop noprint" -ex "run" --args ./a.out 1 2 3
    • 启动 gdb 之后首先执行 handle SIG127 nostop noprint 和 run，然后调试 a.out ，而且 a.out 的参数为 1 2 3

breakpoints

  • To list current breakpoints: "info break"
  • To delete a breakpoint: "del [breakpointnumber]"
  • To temporarily disable a breakpoint: "dis [breakpointnumber]"
  • To enable a breakpoint: "en [breakpointnumber]"
  • To ignore a breakpoint until it has been crossed x times:"ignore [breakpointnumber] [x]"
  • To save breakpoints: save breakpoints [filename]
  • To set a temporary breakpoint: tbreak cited from 1

watch

  • watch variable
  • watch *(data type*)address : 监控一个地址上的变化1
  • watch expr thread threadnum : 只是监控特定线程的
  • rwatch / awatch : 设置只读 watchpoint 和读写 watchpoint

catch

  • catch syscall : 可以用于替代 strace 分析

backtrace

  • bt full : 在 backtrace 的基础上显示每一个 frame 的信息

print

  • p array[index]@num : 打印数组 array 从 index 开始的 num 个成员
  • 打印内存
    • x/nfs addr : nfs=(number format size) 例如 x/2xb 0x401234
    • f : 和 printf 相同
    • s : b (byte，1 个字节) h (half，两个字节) w (word，四个字节) g (gaint，四个字节)

例如打印内核中的变量: jiffies

>>> x/xw &jiffies
0xffffffff82807980 <jiffies_64>:        0xfffb6c20
>>> x/xg &jiffies
0xffffffff82807980 <jiffies_64>:        0x00000000fffb6c20

attach

gdb -p PID

thread

  • thread apply all bt

signal

  • handle SIG127 nostop noprint pass : gdb 是否停止，是否打印信息，是否将信号传递给程序
  • signal SIG127 : 给被调试的程序发送
  • 可以通过 $_siginfo 变量读取一些额外的有关当前信号的信息

info

  • info functions
  • info proc mapppins
  • info frame
  • info files
  • info signal
  • info sharedlibrary
  • info threads
  • info args
  • info variables
  • info locals

[ ] gdb script

高级

  • 条件 break
  • continue 多次

给定一个虚拟地址，获取其所在源代码地址，一种方法是通过 add2line

➜  test git:(fix-kern) ✗ addr2line -e posted_ipi 0x406aec
/home/maritns3/core/dune/libdune/apic.c:53

但是 gdb 也可以，使用 disassemble 0x406aec 来查看

  • 直接反汇编一个函数 : disassemble do_dentry_open
  • disassemble /m 0x406aec 可以显示源码和汇编
  • disassemble /r 0x406aec 可以显示 hex 和汇编

小技巧

  • gdb 退出时不显示提示信息
    • set confirm off
  • 退出正在调试的函数
    • finish
    • return
  • 直接执行函数
    • call
  • 检查变量
    • whatis var
    • i variables var
    • ptype var
  • 将汇编格式改为 intel 格式 set disassembly-flavor intel
  • 如果要把断点设置在汇编指令层次函数的开头，要使用如下命令：b *func
  • 清屏 : Ctrl-l

gdb 封装工具

  1. https://www.gdbgui.com/
  2. https://github.com/rohanrhu/gdb-frontend

其他工具

这里列举了 Linux 平台上的各种 debugger，https://scattered-thoughts.net/writing/the-state-of-linux-debuggers/

record debugger

记录下一个程序所有的状态，从而可以切入到任何一个时间点来调试

  • qita : 大名鼎鼎的 George Hotz 写的基于 QEMU 的调试器
  • rr : 真的可以用的，虽然存在一些限制

内存泄露调试技术

  • valgrind
  • heaptrack : a heap memory profiler for Linux

代码覆盖率工具

静态检查工具

misc

关键参考

调试 coroutine

原理参考：https://mp.weixin.qq.com/s/R0Ja-0HXdZyNSkpM2Y6Gsg

在 QEMU 中存在对应的脚本，在 gdb 的 cmdline 中使用 help qemu 可以有:

qemu bt -- Display backtrace including coroutine switches
qemu coroutine -- Display coroutine backtrace
qemu handlers -- Display aio handlers
qemu mtree -- Display the memory tree hierarchy
qemu tcg-lock-status -- Display TCG Execution Status
qemu timers -- Display the current QEMU timers

[ ] 配合 coredump 使用

TODO

[ ] 介绍下 coredump 的生成原理

Footnotes

  1. 如果 data type 是一个结构体，而且这个结构体很大，那怎么办 ? ↩ ↩2