Linux 后台开发常用调试工具是什么

发布时间:2022-01-21 09:59:05 作者:kk
来源:亿速云 阅读:104

本篇文章给大家分享的是有关Linux 后台开发常用调试工具是什么,小编觉得挺实用的,因此分享给大家学习,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获,话不多说,跟着小编一起来看看吧。

Linux入门

编译阶段

运行阶段

其他

02 编译阶段

nm(获取二进制文件里面包含的符号)

符号:函数、变量

参数:

strings(获取二进制文件里面的字符串常量)

功能:

获取二进制文件里面的字符串常量

用途:

比较重要的是检查KEY泄露

eg:strings | grep '^.\{16\}$' 查找中是否存在一行有16个字符的行,并显示出来。

选项:

#strings /lib/tls/libc.so.6 | grep GLIBCGLIBC_2.0GLIBC_2.1GLIBC_2.1.1……

这样就能看到glibc支持的版本。

strip(去除二进制文件里面包含的符号)

用途:

可执行程序减肥(通常只在已经调试和测试过的生成模块上,因为不能调试了)

反编译、反跟踪

readelf(显示目标文件详细信息)

nm 程序可用于列举符号及其类型和值,但是,要更仔细地研究目标文件中这些命名段的内容,需要使用功能更强大的工具。其中两种功能强大的工具是objdump和readelf。

readelf工具使用来显示一个或多个ELF格式文件信息的GNU工具。使用不同的参数可以查看ELF文件不同的的信息。

readelf  

objdump(尽可能反汇编出源代码)objdump –S

尽可能反汇编出源代码,尤其当编译的时候指定了-g参数时,效果比较明显。

addr2line(根据地址查找代码行)

当某个进程崩溃时,日志文件(/var/log/messages)中就会给出附加的信息,包括程序终止原因、故障地址,以及包含程序状态字(PSW)、通用寄存器和访问寄存器的简要寄存器转储。

eg:Mar 31 11:34:28 l02 kernel: failing address: 0

如果可执行文件包括调试符号(带-g编译的),使用addr2line,可以确定哪一行代码导致了问题。

eg:addr2line –e exe addr

其实gdb也有这个功能,不过addr2line的好处是,很多时候,bug很难重现,我们手上只有一份crash log。这样就可以利用addr2line找到对应的代码行,很方便。

注意:

  1. 该可执行程序用-g编译,使之带调试信息。
  2. 如果crash在一个so里面,那addr2line不能直接给出代码行。

参数:

03 运行阶段

调试程序的常见步骤:

1、确定运行时间主要花在用户态还是内核态(比较土的一个方法:程序暂时屏蔽daemon()调用,hardcode收到n个请求后exit(0),time一下程序……)。

2、如果是用户态,则使用gprof进行性能分析。

3、如果是内核态,则使用strace进行性能分析,另外可以使用其他工具(比如ltrace等)辅助。

ldd(显示程序需要使用的动态库和实际使用的动态库)

# ldd /bin/lslinux-gate.so.1 =>  (0xbfffe000)librt.so.1 => /lib/librt.so.1 (0xb7f0a000)libacl.so.1 => /lib/libacl.so.1 (0xb7f04000)libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7dc3000)libpthread.so.0 => /lib/libpthread.so.0 (0xb7dab000)/lib/ld-linux.so.2 (0xb7f1d000)libattr.so.1 => /lib/libattr.so.1 (0xb7da6000)

第一栏:需要用什么库;第二栏:实际用哪个库文件;第三栏:库文件装载地址。

如果缺少动态库,就会没有第二栏。

strace(跟踪当前系统调用)

结果默认输出到2。

如:strace -f -o ~/

使用 strace –e open ./prg 来看程序使用了哪些配置文件或日志文件,很方便。

例如:-e trace=open,close,rean,write 表示只跟踪这四个系统调用.

ltrace(跟踪当前库函数)

参数和strace很接近

time(查看程序执行时间、用户态时间、内核态时间)

# time ps aux | grep 'hi'1020 21804 0.0 0.0 1888 664 pts/6 S+ 17:46 0:00 grep hireal 0m0.009suser 0m0.000ssys 0m0.004s

注意:

time只跟踪父进程,所以不能fork

gprof(显示用户态各函数执行时间)

gprof原理:

在编译和链接程序的时候(使用 -pg 编译和链接选项),gcc在你应用程序的每个函数中都加入了一个名为mcount(or“_mcount”, or“__mcount”)的函数,也就是说-pg编译的应用程序里的每一个函数都会调用mcount, 而mcount会在内存中保存一张函数调用图,并通过函数调用堆栈的形式查找子函数和父函数的地址。这张调用图也保存了所有与函数相关的调用时间,调用次数等等的所有信息。

使用步骤:

1、使用 -pg 编译和链接应用程序

gcc -pg -o exec exec.c

如果需要库函数调用情况:

gcc -lc_p -gp -o exec exec.c

2、执行应用程序使之生成供gprof 分析的数据gmon.out

3、使用gprof 程序分析应用程序生成的数据

gprof exec gmon.out > profile.txt

注意:

程序必须通过正常途径退出(exit()、main返回),kill无效。对后台常驻程序的调试——我的比较土方法是,屏蔽daemon()调用,程序hardcode收到n个请求后exit(0)。

有时不太准。

只管了用户态时间消耗,没有管内核态消耗。

gdb core exec (gdb查看core文件) 准备生成core:

启动程序前,ulimit -c unlimited,设置core文件不限制大小。(相反,ulimit -c 0,可以阻止生成core文件)

默认在可执行程序的路径,生成的是名字为core的文件,新的core会覆盖旧的。

设置core文件名字:

/proc/sys/kernel/core_uses_pid 可以控制产生的core文件的文件名中是否添加pid作为扩展,1为扩展,否则为0。

proc/sys/kernel/core_pattern 可以设置格式化的core文件保存位置或文件名,比如原来文件内容是core,可以修改为:

echo "/data/core/core-%e-%p-%t" > core_pattern

以下是参数列表:

使用gdb查看core:

gdb  

opprofile (查看CPU耗在哪)

常用命令

使用oprofile进行cpu使用情况检测,需要经过初始化、启动检测、导出检测数据、查看检测结果等步骤,以下为常用的oprofile命令。

初始化

检测控制

查看检测结果

linux # opreportCPU: Core 2, speed 2128.07 MHz (estimated) Counted CPU_CLK_UNHALTED events (Clock cycles when not halted) with a unit mask of 0x00 (Unhalted core cycles) count 100000CPU_CLK_UNHALT.........|   samples |           %| ------------------------   31645719     87.6453      no-vmlinux       4361113     10.3592      libend.so       7683      0.1367      libpython2.4.so.1.0        7046      0.1253      op_test

valgrind(检查内存错误)

使用步骤:

1、官网下载并安装valgrind。

2、-g编译的程序都可以使用。

官网的示例代码test.c

#include void f(void){  int* x = malloc(10 * sizeof(int));  x[10] = 0;        // problem 1: heap block overrun}                    // problem 2: memory leak -- x not freedint main(void){  f();  return 0;}

编译程序gcc -Wall -g -o test test.c

3、valgrind启动程序,屏幕输出结果。

valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./test

注意:

valgrind只能查找堆内存的访问错误,对栈上的对象和静态对象没办法。

valgrind会影响进程性能,据说可能慢20倍,所以在性能要求高的情况下,只能使用mtrace这种轻量级的工具了(但是mtrace只能识别简单的内存错误)。

如果程序生成的core的堆栈是错乱的,那么基本上是stackoverflow了。这种情况,可以通过在编译的时候,加上 –fstack-protector-all-D_FORTIFY_SOURCE=2 来检测。Stack-protector-all 会在每个函数里加上堆栈保护的代码,并在堆栈上留上指纹。(记录下,没用过)

因为valgrind 查不了栈和静态对象的内存访问越界,这类问题,可以通过使用gcc的-fmudflap –lmudflap 来检测。(记录下,没用过)

全局变量的类型不一致的问题,现在还找到比较好的方法,这从另一个方面说明全局对象不是个好的设计,这给调试带来了麻烦。

mtrace(检查内存错误)

mtrace是glibc內提供的工具,原理很简单,就是把你程序中malloc()和free()的位置全部下來,最后两辆配对,沒有配对到的就是memory leak。

使用的步骤如下:

1、代码中添加mtrace()

#include #include int main(void){  int *p;  int i;#ifdef DEBUG  setenv("MALLOC_TRACE", "./memleak.log", 1);  mtrace();#endif  p=(int *)malloc(1000);  return 0;}

这段代码malloc了一个空间,却沒有free掉。我们添加9-12行的mtrace调用。

2、编译gcc -g -DDEBUG -o test1 test1.c

3、执行./test1,在目录里会发现./memleak.log

4、使用mtrace memleak.log 查看信息。

# mtrace test1 memleak.log- 0x0804a008 Free 3 was never alloc'd 0xb7e31cbe- 0x0804a100 Free 4 was never alloc'd 0xb7ec3e3f- 0x0804a120 Free 5 was never alloc'd 0xb7ec3e47Memory not freed:-----------------Address     Size     Caller0x0804a4a8    0x3e8  at /home/illidanliu/test1.c:14

可以看到test1.c没有对应的free()。

04 其他

proc文件系统

内核的窗口。

proc文件系统是一个伪文件系统,它存在内存当中,而不占用外存空间。

用户和应用程序可以通过proc得到系统的信息,并可以改变内核的某些参数。

proc/目录结构(部分):

proc//目录结构(部分):

系统日志

/var/log/下的日志文件:

什么是Linux系统

Linux是一种免费使用和自由传播的类UNIX操作系统,是一个基于POSIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统,使用Linux能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议。

以上就是Linux 后台开发常用调试工具是什么,小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注亿速云行业资讯频道。

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  1. Linux中strace与gdb调试工具介绍
  2. Linux调试工具GDB使用简易教程

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