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这是一个基本的原始的调试问题的方法。 我们可以在程序中插入print语句来了解控制流和变量值。 虽然这是一个简单的技术, 但它有一些缺点。 程序需要进行编辑以添加’print’语句,然后必须重新编译,重新运行来获得输出。 如果要调试的程序相当大,这是一个耗时的方法。
在某些情况下,我们需要弄清楚在一个运行在内核中的进程的状态和内存映射。为了获得这些信息,我们不需要在内核中插入任何代码。 相反,可以用 /proc 文件系统。
/proc 是一个伪文件系统,系统一启动运行就收集着运行时系统的信息 (cpu信息, 内存容量等)。
‘ls /proc’的输出
正如你看到的, 系统中运行的每一个进程在/proc文件系统中有一个以进程id命名的项。每个进程的细节信息可以在进程id对应的目录下的文件中获得。
‘ls /proc/pid’的输出
解释/proc文件系统内的所有条目超出了本文的范围。一些有用的列举如下:
/proc/cmdline -> 内核命令行
/proc/cpuinfo -> 关于处理器的品牌,型号信息等
/proc/filesystems -> 文件系统的内核支持的信息
/proc/
/proc/
/proc/
strace的和ltrace是两个在Linux中用来追踪程序的执行细节的跟踪工具。
strace拦截和记录系统调用及其接收的信号。对于用户,它显示了系统调用、传递给它们的参数和返回值。strace的可以附着到已在运行的进程或一个新的进程。它作为一个针对开发者和系统管理员的诊断、调试工具是很有用的。它也可以用来当做一个通过跟踪不同的程序调用来了解系统的工具。这个工具的好处是不需要源代码,程序也不需要重新编译。
使用strace的基本语法是:
strace 命令
strace有各种各样的参数。可以检查看strace的手册页来获得更多的细节。
strace的输出非常长,我们通常不会对显示的每一行都感兴趣。我们可以用’-e expr’选项来过滤不想要的数据。
用 ‘-p pid’ 选项来绑到运行中的进程.
用’-o’选项,命令的输出可以被重定向到文件。
strace过滤成只有系统调用的输出
ltrace跟踪和记录一个进程的动态(运行时)库的调用及其收到的信号。它也可以跟踪一个进程所作的系统调用。它的用法是类似与strace。
ltrace command
‘-i’ 选项在调用库时打印指令指针。
‘-S’ 选项被用来现实系统调用和库调用
所有可用的选项请参阅ltrace手册。
ltrace捕捉’STRCMP’库调用的输出
Valgrind是一套调试和分析工具。它的一个被广泛使用的默认工具——’Memcheck’——可以拦截malloc(),new(),free()和delete()调用。换句话说,它在检测下面这些问题非常有用:
内存泄露
重释放
访问越界
使用未初始化的内存
使用已经被释放的内存等。
它直接通过可执行文件运行。
Valgrind也有一些缺点,因为它增加了内存占用,会减慢你的程序。它有时会造成误报和漏报。它不能检测出静态分配的数组的访问越界问题。
为了使用它,首先请
并安装在你的系统上。可以使用操作系统上的包管理器来安装。使用命令行安装需要解压缩和解包下载的文件。
tar -xjvf valgring-x.y.z.tar.bz2 (where x.y.z is the version number you are trying to install)
进入新创建的目录(的valgrind-XYZ)内运行以下命令:
./configure make make install
让我们通过一个小程序(test.c)来理解valgrind怎么工作的:
#include void f(void) { int x = malloc(10 * sizeof(int)); x[10] = 0; } int main() { f(); return 0; }
编译程序:
gcc -o test -g test.c
现在我们有一个可执行文件叫做’test’。我们现在可以用valgrind来检测内存错误:
valgrind –tool=memcheck –leak-check=yes test
这是valgrind呈现错误的输出:
valgrind显示堆溢出和内存泄漏的输出
正如我们在上面看到的消息,我们正在试图访问函数f未分配的内存以及分配尚未释放的内存。
GDB是来自自由软件基金会的调试器。它对定位和修复代码中的问题很有帮助。当被调试的程序运行时,它给用户控制权去执行各种动作, 比如:
启动程序
停在指定位置
停在指定的条件
检查所需信息
改变程序中的数据 等。
你也可以将一个崩溃的程序coredump附着到GDB并分析故障的原因。
GDB提供很多选项来调试程序。 然而,我们将介绍一些重要的选择,来感受如何开始使用GDB。
如果你还没有安装GDB,可以在这里下载:
。为了用GDB调试程序,必须使用gcc的’-g’选项进行编译。这将以操作系统的本地格式产生调试信息,GDB利用这些信息来工作。
下面是一个简单的程序(example1.c)执行被零除用来显示GDB的用法:
#include int divide() { int x=5, y=0; return x / y; } int main() { divide(); }
展示GDB用法的例子
通过在命令行中执行’gdb’来启动gdb:
调用 gdb
调用后, 它将等待终端命令并执行,直到退出。
如果一个进程已经在运行,你需要将GDB连接到它上面,可以通过指定进程ID来实现。假设程序已经崩溃,要分析问题的原因,则用GDB分析core文件。
一旦你在GDB里面,使用’run’命令来启动程序进行调试。
使用’set args’给你的程序传参数,当程序下次运行时将获得该参数。’show args’将显示传递给程序的参数。
每当程序停止,任何人想明白的第一件事就是它为什么停止,以及怎么停在那里的。该信息被称为反向跟踪。由程序产生每个函数调用和局部变量,传递的参数,调用位置等信息一起存储在堆栈内的数据块种,被称为一帧。我们可以使用GDB来检查所有这些数据。 GDB从最底层的帧开始给这些帧编号。
bt: 打印整个堆栈的回溯
bt 打印n个帧的回溯
frame : 切换到指定的帧,并打印该帧
up : 上移’n’个帧
down : 下移’n’个帧 ( n默认是1)
程序的数据可以在里面GDB使用’print’命令进行检查。例如,如果’x’是调试程序内的变量,’print x’会打印x的值。
源码可以在GDB中打印。默认情况下,’list’命令会打印10行代码。
list : 列出’linenum’行周围的源码
list : 从’function’开始列出源码
disas : 显示该函数机器代码
使用GDB,我们可以在必要的地方设置断点,观察点等来停止程序。
break : 在’location’设置一个断点。当在程序执行到这里时断点将被击中,控制权被交给用户。
watch : 当’expr’被程序写入而且它的值发生变化时GDB将停止
catch : 当’event’发生时GDB停止
disable : 禁用指定断点
enable : 启用指定断点
delete : 删除 断点/观察点/捕获点。 如果没有传递参数默认操作是在所有的断点
step: 一步一步执行程序
continue: 继续执行程序,直到执行完毕
用’quit’命令还从GDB中退出。
GDB还有更多的可用选项。里面GDB使用help选项了解更多详情。
在GDB中获得帮助
Linux的版本有:Deepin、UbuntuKylin、Manjaro、LinuxMint、Ubuntu等版本。其中Deepin是国内发展最好的Linux发行版之一;UbuntuKylin是基于Ubuntu的衍生发行版;Manjaro是基于Arch的Linux发行版;LinuxMint默认的Cinnamon桌面类似Windows XP简单易用;Ubuntu则是以桌面应用为主的Linux操作系统。
感谢您能读到这里,小编希望您对“Linux系统下常用的调试工具有哪些”这一关键问题有了从实践层面最深刻的体会,具体使用情况还需要大家自己动手实践使用过才能领会,如果想阅读更多相关内容的文章,欢迎关注亿速云行业资讯频道!
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