C/C++ DEBUG
gdb
- 编译时 -ggdb 添加调试信息。
- gdbgui 基于浏览器的 gdb 调试。
starti可以进行指令执行；layout asm/src可以查看相应的汇编/源代码；（如下，查看 $rsp 寄存器的地址所指定的值（main函数的返回地址））
异常
处理规则
C++中，异常不可以忽略，当异常找不到匹配的catch字句时，会调用系统的库函数terminate()（在头文件中）。
默认情况下，terminate（）函数调用标准C库函数abort（）使程序终止而退出。
当调用abort函数时，程序不会调用正常的终止函数，全局对象和静态对象的析构函数不会执行。
设置异常堆栈处理函数
std::set_terminate
处理未设置异常处理函数的异常（即通过throw抛出的异常）：
- 对于数组越界异常（未定义行为，Undefined Behavior, UB），无法捕获；
异常信号
当程序出现异常时通常伴随着会收到一个由内核发过来的异常信号，如当对内存出现非法访问时将收到段错误信号SIGSEGV，然后才退出。
利用这一点，当我们在收到异常信号后将程序的调用栈进行输出，它通常是利用signal()函数。
异常代码行定位
backtrace
出现崩溃退出时把当前调用栈通过终端打印出来并定位问题的方法。
在Linux上的C/C++编程环境下，我们可以通过如下三个函数来获取程序的调用栈信息。
#include <execinfo.h>
/* Store up to SIZE return address of the current program state in
ARRAY and return the exact number of values stored. */
int backtrace(void **array, int size);
/* Return names of functions from the backtrace list in ARRAY in a newly
malloc()ed memory block. */
char **backtrace_symbols(void *const *array, int size);
/* This function is similar to backtrace_symbols() but it writes the result
immediately to a file. */
void backtrace_symbols_fd(void *const *array, int size, int fd);
它们由GNU C Library提供，关于它们更详细的介绍可参考Linux Programmer’s Manual中关于backtrack相关函数的介绍。
backtrace需要注意的地方：
backtrace的实现依赖于栈指针（fp寄存器），在gcc编译过程中任何非零的优化等级（-On参数）或加入了栈指针优化参数-fomit-frame-pointer后多将不能正确得到程序栈信息；- 内联函数没有栈帧，它在编译过程中被展开在调用的位置；
- 尾调用优化（Tail-call Optimization）将复用当前函数栈，而不再生成新的函数栈，这将导致栈信息不能正确被获取。
对于静态链接文件的错误信息，获取到的错误信息如下:
Dump stack start...
backtrace() returned 9 addresses
[00] [0x401806]
[01] [0x401925]
[02] [0x40a2a0]
[03] [0x401793]
[04] [0x4017cc]
[05] [0x401988]
[06] [0x401dda]
[07] [0x403677]
[08] [0x401675]
Dump stack end...
对于动态链接的错误信息，获取到的堆栈信息如下所示：
Dump stack start...
backtrace() returned 9 addresses
[00] ./dynamic.out(+0x12bb) [0x55be3cc4a2bb]
[01] ./dynamic.out(+0x13da) [0x55be3cc4a3da]
[02] /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(+0x42520) [0x7f1e1c42c520]
[03] ./libadd.so(add1+0x1e) [0x7f1e1c61e137]
[04] ./libadd.so(add+0x20) [0x7f1e1c61e170]
[05] ./dynamic.out(+0x143d) [0x55be3cc4a43d]
[06] /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(+0x29d90) [0x7f1e1c413d90]
[07] /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0x80) [0x7f1e1c413e40]
[08] ./dynamic.out(+0x11c5) [0x55be3cc4a1c5]
Dump stack end...
Segmentation fault
addr2line
通过 -g的debug信息，获取错误的行号信息。
静态链接情况下的错误信息分析定位
编译成一个可执行文件并执行的错误，通过addr2line命令可以得到：
# addr2line -e ${exe_name} ${error_address}
$ addr2line -e static.out 0x401793
# 输出结果类似如下信息，可以看出行号信息
/home/share/work/backtrace/add.c:10
动态链接情况下的错误信息分析定位
按照上面方法，得不到正确的信息
因为，动态链接库是程序运行时动态加载的，其加载地址也是每次可能都是不一样（ASLR：Address Space Layout Randomization）。
注意到add+0x1c描述出错的地方发生在符号add1偏移0x1a处的地方，获取 add1 在程序中的入口地址再加上偏移量0x1a也能得到正常的出错地址。
得到函数add的入口地址再上偏移量来得到正确的地址（推荐）
通过 nm 获取符号 add1 的地址
$ nm -n libadd.so | grep add1
0000000000001119 T add1
# add1的地址为 0x1119，然后加上偏移地址0x1a即`0x1119 + 0x1e = 0x1137`，通过 addr2line 可以定位到行。
$ addr2line -e libadd.so 0x1137
~/backtrace/add.c:10
示例
add.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int add1(int num)
{
int ret = 0x00;
int *pTemp = NULL;
*pTemp = 0x01; /* 这将导致一个段错误，致使程序崩溃退出 */
ret = num + *pTemp;
return ret;
}
int add(int num)
{
int ret = 0x00;
ret = add1(num);
return ret;
}
dump.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h> /* for signal */
#include <execinfo.h> /* for backtrace() */
#define BACKTRACE_SIZE 16
void dump(void)
{
int j, nptrs;
void *buffer[BACKTRACE_SIZE];
char **strings;
nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SIZE);
printf("backtrace() returned %d addresses\n", nptrs);
strings = backtrace_symbols(buffer, nptrs);
if (strings == NULL) {
perror("backtrace_symbols");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (j = 0; j < nptrs; j++)
printf(" [%02d] %s\n", j, strings[j]);
free(strings);
}
void signal_handler(int signo)
{
#if 0
char buff[64] = {0x00};
sprintf(buff,"cat /proc/%d/maps", getpid());
system((const char*) buff);
#endif
printf("\n=========>>>catch signal %d <<<=========\n", signo);
printf("Dump stack start...\n");
dump();
printf("Dump stack end...\n");
signal(signo, SIG_DFL); /* 恢复信号默认处理 */
raise(signo); /* 重新发送信号 */
}
backtrace.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h> /* for signal */
#include <execinfo.h> /* for backtrace() */
extern void dump(void);
extern void signal_handler(int signo);
extern int add(int num);
int main(int argc, char *argv[])
{
int sum = 0x00;
signal(SIGSEGV, signal_handler); /* 为SIGSEGV信号安装新的处理函数 */
sum = add(sum);
printf(" sum = %d \n", sum);
return 0x00;
}
Makefile