调试/获取追踪信息

相关文章

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• 报告 Bug 指南
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• Core dump

本文档旨在通过提供跟踪和调试信息来帮助调试软件。这些信息随后可用于向（上游）软件开发者或软件包维护者提交 Bug 报告。

简介

通常，可执行文件会被剥离人类可读的上下文，以减小其体积。在没有可用调试信息的情况下获取跟踪会大大降低其有用性。例如，来自一个 gdb 会话的跟踪，如果调试信息不可用，可能如下所示：

[...]
Backtrace was generated from '/usr/bin/epiphany'

(no debugging symbols found)
Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".
(no debugging symbols found)
[Thread debugging using libthread_db enabled]
[New Thread -1241265952 (LWP 12630)]
(no debugging symbols found)
0xb7f25410 in __kernel_vsyscall ()
#0  0xb7f25410 in __kernel_vsyscall ()
#1  0xb741b45b in ?? () from /lib/libpthread.so.0
[...]

?? 显示了调试信息缺失的位置，以及调用函数的库或可执行文件的名称。同样，当出现 (no debugging symbols found) 时，您应该查找所列出的文件名。

为了获得对程序开发者有用的正确跟踪，请按照后续章节进行操作。大多数官方 Arch 包都提供了单独的调试文件，可以使用 Debuginfod 下载（参见 #获取跟踪）。当增强的调试信息最初未添加到可执行文件中时，则必须通过 重新构建包 来启用调试符号。

使用完整的堆栈跟踪，以便在发现 Bug 时提前告知开发者。这将深受他们的赞赏，并有助于改进您喜欢的程序。

获取跟踪

实际的后向跟踪（或堆栈跟踪）可以通过 gdb，即 GNU 调试器来获得。它可以根据是启动程序的新实例、附加到现有进程还是检查先前的崩溃，以多种方式使用。

启动程序的新实例

使用可在 $PATH 中找到的可执行程序（或完整路径）启动 gdb。

$ gdb application

gdb 会自动尝试下载 官方仓库 中软件包的调试信息和符号。当 gdb 询问是否在调试会话中启用 Debuginfod 时，回答 y。

This GDB supports auto-downloading debuginfo from the following URLs:
  <https://debuginfod.archlinux.org>
Enable debuginfod for this session? (y or [n]) y
Debuginfod has been enabled.
To make this setting permanent, add 'set debuginfod enabled on' to .gdbinit.
Downloading separate debug info for /usr/bin/application
Reading symbols from /home/user/.cache/debuginfod_client/fbaee841e2ed2c11ecbbda26f39eeec1da23d6c3/debuginfo...

然后，在 gdb 中，输入 run，后跟您希望程序启动的任何参数。

(gdb) run arguments

提示 另外，您可以使用 gdb --args application arguments... 在启动 gdb 时传递参数，然后在 gdb 中仅使用 run 而不带参数。例如，要调试用 Python 编写的应用程序，请运行 gdb --args /usr/bin/python /path/to/application。

现在执行任何必要的步骤来触发 Bug。gdb 会在应用程序崩溃时自动暂停它，并提示输入命令。如果出现冻结或其他类似问题，也可以按 Ctrl+c 返回到命令提示符。

然后启用日志记录到文件。

(gdb) set logging enabled on

提示 默认文件名是 gdb.txt。可以在 gdb 中使用 set logging file trace.log 指定备用文件名。

最后，将后向跟踪写入当前工作目录中指定的​​文件。

(gdb) thread apply all backtrace full

附加到现有进程

如果要调试的程序已在运行，则需要先找到其进程 ID。可以使用 pidof(1) 或 pgrep(1) 等工具。例如：

$ pidof python3

907171 491909

如果输出未给出唯一的 ID，您可以尝试更多过滤或查看 ps aux 或 pstree --show-pids 的输出。

由于受限的 ptrace scope，普通用户附加默认不起作用。可以通过 echo 0 > /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope 临时降低限制，或者可以使用 sudo 以特权用户身份运行 gdb。

启动 gdb 并将其附加到进程。

$ gdb --pid=PID

gdb 会询问是否在此调试会话中启用 Debuginfod，您应该回答 y。

请注意，附加到进程会使其暂停，并且需要显式地继续执行。这取代了 #启动程序的新实例 部分工作流程中的 run 命令。

(gdb) continue

现在执行任何必要的步骤来在附加的进程中触发 Bug。然后，像在 #启动程序的新实例 中一样，继续启用日志记录并获取跟踪。

检查先前的崩溃

要调试已崩溃的应用程序，您需要对它的 core dump 调用 gdb。有关详细信息，请参阅 Core dump#Analyzing a core dump。

如果崩溃程序的调试信息不可用且未获得正确的后向跟踪，您可能需要 重新构建包 并再次重现崩溃。

手动获取调试信息

首先要做的是获取需要 重新构建 或 安装调试包 的软件包的名称。

[...]
Backtrace was generated from '/usr/bin/epiphany'

(no debugging symbols found)
Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".
(no debugging symbols found)
[...]

例如，对于上面跟踪中的摘录，可以使用 pacman 获取相关软件包的名称。

$ pacman -Qo /lib/libthread_db.so.1

/lib/libthread_db.so.1 is owned by glibc 2.5-8

该软件包在版本 2.5-8 中称为 glibc。对每个需要调试信息的软件包重复此步骤。

安装调试包

注意 Arch Linux 不会在 Arch Linux Archive 中存档调试包。

一些镜像当前在可访问的仓库中分发调试包。这些是由 Arch Linux 控制的赞助镜像，并有权访问调试仓库。

• https://geo.mirror.pkgbuild.com (GeoDNS 镜像)

要安装一个包，您可以直接从仓库安装。例如：

# pacman -U https://geo.mirror.pkgbuild.com/core-debug/os/x86_64/zstd-debug-1.5.2-2-x86_64.pkg.tar.zst

警告 来自一个 镜像 的调试包与来自另一个镜像的常规包不兼容，如果两个镜像不同步，则会出现不匹配的构建。在这种情况下，避免混合使用来自不同镜像的包（这会导致 部分升级），而是将所有仓库指向 debug 镜像。

另一种选择是将仓库添加到您的 pacman 配置中。

/etc/pacman.conf

# Testing Repositories

[core-testing-debug]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

[extra-testing-debug]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

[multilib-testing-debug]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

# Stable repositories

[core-debug]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

[extra-debug]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

[multilib-debug]
Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

将带有调试包的镜像放在 mirrorlist 文件中的第一个位置。

/etc/pacman.d/mirrorlist

Server = https://geo.mirror.pkgbuild.com/$repo/os/$arch
...

重新构建包

如果调试信息未通过 debuginfod 暴露（例如，当包来自 AUR 时），则可以从源代码重新构建它。有关 官方仓库 中的包，请参阅 ABS，或者有关 AUR 中的包，请参阅 AUR#Acquire build files。

要设置所需的 #编译选项，如果您只将 makepkg 用于调试目的，可以修改 makepkg 配置文件。在其他情况下，您应该只为要重新构建的每个包修改其 PKGBUILD 文件。

编译选项

从 pacman 4.1 开始，makepkg.conf(5) 在 DEBUG_CFLAGS 和 DEBUG_CXXFLAGS 中具有调试编译标志。要使用它们，请启用 debug makepkg 选项，并禁用 strip。

这些设置将强制使用调试符号进行编译，并禁用从可执行文件中剥离它们。

/etc/makepkg.conf

OPTIONS+=(debug !strip)

要将此设置应用于单个包，请修改 PKGBUILD。

PKGBUILD

options=(debug !strip)

或者，您可以将调试信息放入一个单独的包中，方法是同时启用 debug 和 strip。这样，调试符号将从主包中剥离，并与源代码文件一起（以帮助在调试器中进行单步调试）放入一个单独的 pkgbase-debug 包中。如果包包含非常大的二进制文件（例如，包含调试符号后超过 1GB），这会很有优势，因为这可能会导致冻结和其他奇怪、不受欢迎的行为。

注意 仅安装新编译的调试包是不够的，因为调试器会检查包含调试符号的文件是否与相关的库和可执行文件是同一构建的。您必须同时安装重新编译的两个包。在 Arch 中，调试符号文件安装在 /usr/lib/debug/ 下，源代码文件安装在 /usr/src/debug 下。有关调试包的更多信息，请参阅 GDB 文档。

glibc

某些包（如 glibc）会被剥离。检查 PKGBUILD 中的相关部分，例如：

strip $STRIP_BINARIES usr/bin/{gencat,getconf,getent,iconv,iconvconfig} \
                      usr/bin/{ldconfig,locale,localedef,makedb} \
                      usr/bin/{pcprofiledump,pldd,rpcgen,sln,sprof} \
                      usr/lib/getconf/*

strip $STRIP_STATIC usr/lib/*.a

strip $STRIP_SHARED usr/lib/{libanl,libBrokenLocale,libcidn,libcrypt}-*.so \
                    usr/lib/libnss_{compat,db,dns,files,hesiod,nis,nisplus}-*.so \
                    usr/lib/{libdl,libm,libnsl,libresolv,librt,libutil}-*.so \
                    usr/lib/{libmemusage,libpcprofile,libSegFault}.so \
                    usr/lib/{audit,gconv}/*.so

并在适当的时候删除它们。

Clang

使用 Clang 作为编译器的包将无法使用 debug 选项进行构建，因为调试标志 -fvar-tracking-assignments' 未被处理（例如，以前的 js78 PKGBUILD）。

在 build() 函数的顶部添加以下内容，以仅为受影响的包移除该标志。

build() {
  CFLAGS=${CFLAGS/-fvar-tracking-assignments}
  CXXFLAGS=${CXXFLAGS/-fvar-tracking-assignments}
[...]

LTO

使用 链接时优化 (LTO)，在编译和调试器期间都会使用更多内存[1][2]。根据应用程序，特别是如果它是像 Firefox 或 Qt 这样的大型应用程序，可能会超出可用内存。如果发生这种情况，请在构建应用程序时不使用 LTO。

官方仓库中的所有包通常都使用 LTO 构建。

构建和安装包

在 PKGBUILD 的目录中，使用 makepkg 从源代码构建包。这可能需要一些时间。

$ makepkg

然后安装构建好的包。

# pacman -U glibc-2.26-1-x86_64.pkg.tar.gz

参见

• Debian:HowToGetABacktrace
• Gentoo:Project:Quality Assurance/Backtraces
• Fedora:StackTraces
• GNOME - 获取堆栈跟踪
• gdb 迷你入门