调试技巧总结
以下内容总结自debug hacks一书的高手们的调试技术一章
1.strace的使用技巧
strace name，以这样的方式运行程序，可以查看到程序运行时的系统调用，仅仅是系统调用。可以看到系统调用失败时的传参，或者卡在哪个函数位置等等。
-i选项可以看到每个系统调用的地址，那样在使用gdb调试时可以加断点。
-p选项可以attach上已经正在运行的程序
-o可以指定输出文件
-t和-tt可以指定系统调用时间，分别以秒和毫秒为单位。
2.objdump的使用技巧
objdump反汇编之后的文件往往很难看出来对应于c程序中的哪一行代码，这个时候可以指定-S和-l选项分别显示出源文件中的代码和行号，程序需要包含有调试信息，最好是没有优化选项的文件，但不一定完全对应，可以作为参考。
3.valgrind的使用技巧
valgrind可以对缓存，堆进行评测，检测POSIX线程冲突等。
最常用的内存检测，--tool=memcheck这个工具是valgrind的默认工具，可以不指定。
可以检测的内容有，内存泄露，非法内存访问，读取未初始化区域，访问已释放区域，内存双重释放，非法栈操作等等。但是valgrind对于栈上的空间检测不是很好。
4.kprobe的使用
这个属于内核调试技术，可以在不重新编译内核的基础上，在任何一个函数内加打印，或者做其他任何处理，当然需要有内核源码，做一个合适的操作。
比较好的一点是可以显示栈跟踪。这在调试中属于很好的技术。
5.jprobe的使用
与kprobe相同，可以检测任何一个内核函数的使用情况，但是jprobe的优点在于侦测函数的参数和被侦测函数的参数一样，可以很方便的打印出传参，而不像kprobe需要通过堆栈或者寄存器推理。
其实我觉得以上两个工具对应于gdb就是断点。
6.kprobe的强大之处
kproble强大他可以插入内核任意位置，而不像jprobe只能插入在函数的开头处，包括他还在可以插在某条指令执行后还是某条指令执行前。
7.kprobe替换内核函数
kprobe可以替换内核中的某个函数，这样就可以在内核不重新编译的情况下，调试某个函数的情况。
8.KAHO替换应用程序函数
类似于上一个kprobe的功能，这样可以省的再次编译大型的应用程序。
9.systemtap的使用
这个工具是利用kprobe实现的一个工具，但是他是类似于脚本语言的方式来使用的，更加方便。功能有，查看堆栈，内部数据，等等。在应用程序的调试中就是gdb工具。
10./proc/meminfo中的宝藏
这个可以用作内存检测，他与valgrind相比，valgrind必须在程序运行结束时才给出测试结果，但这个可以直接实时看到。
11./proc/<pid>/mem快速读取进程的内容
和gdb或者ptrace一样，是查看内存的功能，但是速度上要快。
12.oom killer
当内存不足时，系统会对每个应用进程进行评分，评分最高者被关闭。
13.错误注入
一般来讲，malloc都会是成功的，但是这样就很难检测一些如果分配失败时导致的错误。那么这个功能就是提高分配失败的概率，或者说指定分配失败。
需要连接一个failmalloc的库。方便测试失败情况。
这个的使用非常方便，首先到failmalloc的官网下载他的代码，并编译和安装他，
在每次运行时指定env的LD_PRELOAD参数为库所在目录及库名称，
另外一个这个库支持指定选项，有四个
FAILMALLOC_PROBABILITY
specifies how often it should fail between 0.0 and 1.0.
这个选项为失败的概率
FAILMALLOC_INTERVAL
specifies the interval of failures.
这个选项为每几次malloc出现一次失败。
FAILMALLOC_TIMES
specifies how many times failures may happen at most.
指定失败次数的上限
FAILMALLOC_SPACE
specifies the size of free space where memory can be allocated safely in bytes.
指定申请内存失败的上限，即低于或者等于该值才会申请失败，超过该值必定成功。
14.oprofile的使用
这个工具可以查看一个程序的性能，比如l2级缓存的命中，各个函数的运行时间等等，并且这个工具可以生成图表。
最常用的是各个函数的运行时间。
类似的工具还有gprof，但是功能上差很多
另外一个要注意的是，oprofile在虚拟机下不支持按事件计数。比较明显的是各个函数的运行时间检测不支持。
下面详细描述一次oprofile的使用过程：
源码：
#include <stdio.h>
int fun(int s,int i)
{
printf("s = %d\n , i = %d\n",s,i);
s = s+i;
return s;
}
int main()
{
int i = 0;
int sum = 0;
for(;i<0x10000;i++)
sum = fun(sum,i);
printf("sum = %x\n",sum);
return 0;
}
接着是初始化oprofile
[root@localhost oprofile-1.1.0]# opcontrol --init
指定监听事件，这里使用默认事件，在cpu的时钟下采样，每10000个时钟采一次，不记录内核，只记录应用程序
[root@localhost oprofile-1.1.0]# opcontrol --event=CPU_CLK_UNHALTED:10000:0:0:1
开始分析
[root@localhost oprofile-1.1.0]# opcontrol --start
Using 2.6+ OProfile kernel interface.
Using log file /var/lib/oprofile/samples/oprofiled.log
Daemon started.
Profiler running.
运行程序，结束之后，停止分析
[root@localhost oprofile-1.1.0]# opcontrol --stop
查看结果
[root@localhost oprofile-1.1.0]# opreport --merge=cpu -d a.out
CPU: Core 2, speed 2666.13 MHz (estimated)
Counted CPU_CLK_UNHALTED events (Clock cycles when not halted) with a unit mask of 0x00 (Unhalted core cycles) count 10000
Processes with a thread ID of 32720
Processes with a thread ID of all
vma samples % samples % symbol name
004004c4 226 61.9178 756 59.9524 fun
004004c4 12 5.3097 34 4.4974
004004cc 4 1.7699 25 3.3069
004004da 2 0.8850 17 2.2487
004004e7 4 1.7699 20 2.6455
004004ec 23 10.1770 97 12.8307
004004ef 130 57.5221 378 50.0000
004004f2 32 14.1593 96 12.6984
004004f5 19 8.4071 89 11.7725
004004f7 139 38.0822 505 40.0476 main
0040050f 3 2.1583 18 3.5644
00400519 3 2.1583 23 4.5545
0040051e 7 5.0360 25 4.9505
00400521 92 66.1871 299 59.2079
00400525 9 6.4748 33 6.5347
0040052c 25 17.9856 107 21.1881
这里的a.out是指定镜像，只查看该程序的函数。可以看出，main函数和fun函数各占了本次运行的比例。这只是一个简单的例子，如果对于一个大型的程序，就可以针对这个结果，优化函数，
这里还可以查看代码级的分析结果。
[root@localhost oprofile-1.1.0]# opannotate --merge=cpu -s a.out
/*
* Command line: opannotate --merge=cpu -s a.out
*
* Interpretation of command line:
* Output annotated source file with samples
* Output all files
*
* CPU: Core 2, speed 2666.13 MHz (estimated)
* Counted CPU_CLK_UNHALTED events (Clock cycles when not halted) with a unit mask of 0x00 (Unhalted core cycles) count 10000
* Processes with a thread ID of 32720
* Processes with a thread ID of all
*/
/*
* Total samples for file : "/root/czh/oprofile-1.1.0/test.c"
*
* 365 100.000 1261 100.000
*/
:#include <stdio.h>
:
:int fun(int s,int i)
16 4.3836 59 4.6788 :{ /* fun total: 226 61.9178 756 59.9524 */
6 1.6438 37 2.9342 : printf("s = %d\n , i = %d\n",s,i);
153 41.9178 475 37.6685 : s = s+i;
32 8.7671 96 7.6130 : return s;
19 5.2055 89 7.0579 :}
:
:
:int main()
:{ /* main total: 139 38.0822 505 40.0476 */
: int i = 0;
: int sum = 0;
126 34.5205 439 34.8136 : for(;i<0x10000;i++)
13 3.5616 66 5.2339 : sum = fun(sum,i);
: printf("sum = %x\n",sum);
: return 0;
:}
可以清楚的看到哪一行的代码占用的时间最多。
注意，如果在虚拟机下运行，是不支持基于事件采样的，只能基于时间采用，但是这个采样率太低，效果很差。
加载模块前先运行modprobe oprofile timer=1
可以通过dmesg查看是否是以timer运行的
15.vprobe
找不到相关资料
16.查看x86机器是否支持64位
这一点可以通过查看cpu自带的寄存器内容或者/proc/cpuinfo中的内容
