深入探究Linux调试技术：Linux Debug (linuxdebug)
Linux Debug是指在Linux系统中对程序进行调试的技术。在Linux发行版中，包含了多种用于调试的工具，例如GDB、strace、perf等。这些工具可以帮助开发者查找程序中的错误，优化程序性能，提高程序的可靠性。
本文将介绍Linux Debug技术的原理和使用方法，帮助开发者了解如何使用这些工具进行程序调试。
一、GDB调试工具
GDB是Linux中最常用的调试工具之一，它可以在运行程序时跟踪程序的状态，查找程序中的错误。
1.基本使用方法
使用GDB需要先编译程序时启用调试选项（-g），然后在运行程序时加上-g选项，这样GDB就可以对程序进行跟踪。使用GDB启动程序后，可以通过命令行输入不同的命令来查看程序的状态，例如：
（1）break：设置程序中断点
（2）run：启动程序
（3）step：单步执行程序
（4）print：查看变量的值
GDB的命令行操作比较繁琐，但它可以提供各种深入的调试功能，非常适合用于排查程序问题。
2.高级调试功能
除了基本的命令行操作外，GDB还提供了一些高级调试功能，例如：
（1）远程调试：GDB支持通过SSH连接到远程机器上，从而在远程机器上进行调试。使用这个功能可以方便地对分布式系统进行调试。
（2）断点恢复：GDB支持在程序崩溃时进行断点恢复，这样可以避免在程序崩溃后需要重新设置断点。
（3）条件断点：GDB支持在设置断点时加上条件，只有满足条件时才会产生中断。
二、strace系统调用跟踪工具
strace是一种能够跟踪程序所调用的系统调用的工具，通过跟踪系统调用，可以了解程序的运行情况，找到程序的问题。
1.基本使用方法
使用strace调试程序很简单，只需要在运行程序时加上strace的命令即可，例如：strace -o log.txt ./helloworld。这样运行程序时就会把系统调用信息输出到log.txt文件中。
2.工具使用注意事项
strace的输出信息比较冗长，需要进行过滤和分析。用户可以使用grep命令等对输出信息进行过滤，找到所需信息。
三、perf性能压测工具
perf是一种性能压测工具，可以帮助开发者了解程序的瓶颈所在，进而对程序进行优化。
1.基本使用方法
使用perf进行性能压测很简单，只需要在运行程序时加上perf的命令即可，例如：perf stat ./helloworld。这样运行程序时就会输出程序的性能信息。
2.工具使用注意事项
perf输出的信息也很冗长，需要进行分析和过滤。开发者可以根据perf的分析结果对程序进行优化，提高程序的性能。
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本文介绍了Linux Debug技术的三种常用工具：GDB、strace、perf。通过这些工具的使用，开发者可以更加方便地查找程序中的错误，优化程序性能，提高程序的可靠性。
需要注意的是，在使用这些工具时需要对Linux系统和程序的运行机制有一定的了解，只有这样才能更加高效地使用这些工具。希望本文对广大开发者有所帮助。
相关问题拓展阅读：
在linux下编译软件和第三方库时不分debug和release吗
Linux系统编译软件是有debug版和release版本的区分。Linux下在开发软件的过程中，会编译成debug版的，用于程序调试。以gcc/g++编译命令来说，在编译产生.o文件时（必须是产生.o文件的那一步才能编译成调试版），加入-g编译选项，编译出来的就是debug版，这个版本可以用gdb调试。
而如果软件开发完成需要发布的时候，就需要在编译时加上-O选项（不能加-g选项了），表示对代码进行编译优化，这时编译出来的软件就相当于是release版本了。
如何在Android 或Linux 下，做Suspend /Resume 的Debug
在Linux或Android下，做power management 的调适时，常遇到没有足够的information，可以做为debug时的依据和参考
我们整理了几个常用的参数或Command，可供设计者，得到足够的Informaiton 做Suspend / Resume的function Debug。
加boot 参数 no_console_suspend
基本上我们常常使用console做为suspend function的debug的Information source，但原始的source code在suspend过程中，会将console关掉。所以我们扰锋看到一定程度後就再也看不到message了。
但是我们并不知道在Suspend的过程中老李配，系统到底发生了什麼事，可能造成无法suspend。
为此，我们就会在kernel 启动参数中加上no_console_suspend这个参数。在AM/DM37x APM中是修改boot.scr档案参数
#!/bin/sh
cat boot.cmd
if fatload mmcuImage
then
echo ***** Kernel: /dev/mmcblk0p1/uImage *****
fi
echo ***** RootFS: /dev/mmcblk0p2 *****
# Pantherboard DVI output
#setenv bootargs ‘console=ttyO2,115200n8 androidboot.console=ttyO2 mem=512M root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext3 rootdelay=1 init=/init ip=off omap_vout.vid1_static_vrfb_alloc=y omapdss.def_disp=dvi vram=32M omapfb.mode=dvi:1280x720MR-32 omapfb.vram=0:16M mpurate=1000’
# Pantherboard LCD output
setenv bootargs ‘console=ttyO2,115200n8 androidboot.console=ttyO2 mem=512M root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext3 rootdelay=1 init=/init ip=off omap_vout.vid1_static_vrfb_alloc=y omapdss.def_disp=lcd omapfb.mode=lcd:800x480MR-32 vram=8M omapfb.vram=0:8M mpurate=1000’
将no_console_suspend加上去到boot 参数後就好了
setenv bootargs ‘console=ttyO2,115200n8 androidboot.console=ttyO2 mem=512M root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext3 rootdelay=1 init=/init ip=off omap_vout.vid1_static_vrfb_alloc=y omapdss.def_disp=lcd omapfb.mode=lcd:800x480MR-32 vram=8M omapfb.vram=0:8M mpurate=1000 no_console_suspend’
如果是OMAP4 APM的话，请修改Kernel 参数的所在档案即可(在U-boot Source code中)
这个是基本的参数，所以在Android或Linux上都可以使用。 kernel把console suspend掉侍指以後， 不管里面出了什麼事情， 在Console上都看不到。 而使用这个参数後，大部分在suspend/resume时候的死机都可以通过Console看到kernel Panic的信息， 这样我们才会知道是哪里出了问题。 因为有的时候resume出错， 或者suspend到很後面出错的console不加这个参数都看不到。
但这个参数在TI OMAP3/OMAP4/AM37x/DM37x有可能造成有时Suspend 完当掉或是resume 失败的问题，假如已经抓到问题在那的时候，您就可以将这个参数Disable，不然很可能就会Debug不下去。
initcall_debug
这个同样kernel参数，使用的时机是，当我们不知道是那个driver在suspend/resume过程中出错的时候，可以使用这个参数来找出问题所在。在下完这个参数後，Kernel在suspend时，会将每个driver或task的状况report出来。我们可以藉由这些information，Check 在suspend时，每个task和driver是否已经完成进suspend 的相关准备工作…
打开这个参数的方法有二种
一种是在console下Command，启动这个function…
echo 1 > /sys/module/kernel/parameters/initcall_debug
echo 9 > /proc/sys/kernel/printk
其中上面的之一条命令是打开initcall_debug， 这个是所有的kernel都会有的。
而第二条命令是要提高kernel message 级别，因为initcall的这些信息都是KERN_DEBUG级别的， 所以需要提高printk的级别才可以看到， 要不然suspend/resume的时候挂了，你就没有机会看到这些信息了。
另一种启动方法是写在kernel的启动参数下，就可以了。
setenv bootargs ‘console=ttyO2,115200n8 androidboot.console=ttyO2 mem=512M root=/dev/mmcblk0p2 rw rootfstype=ext3 rootdelay=1 init=/init ip=off omap_vout.vid1_static_vrfb_alloc=y omapdss.def_disp=lcd omapfb.mode=lcd:800x480MR-32 vram=8M omapfb.vram=0:8M mpurate=1000 initcall_debug no_console_suspend’
同样的，这个参数也有可能造成AM37x/DM37x/OMAP4 APM发生进suspend当掉的问题。所以一旦知道问题所在，麻烦请将这个参数Disable掉。
suspend_test
这个方法可以用rtc这种软件的方式来做循环的suspend/resume， 尽管对於Android这样并不是很足够， （还要再模拟一个POWER_KEY上去才够）， 但是对於测试Driver的稳定性， 还是有一定用处的。不要认为suspend了几次可以，那麼就可以通过几千次的测试。这个suspend是5秒钟用RTC唤醒，然後回到Android後5秒钟又会自动睡下去，但是对於通用Linux，你可以写个script来让他起来一会再睡下去，或许这个工具比较有用rtcwakeup（google rtcwakeup)。
使用方法：
编译一个有这个功能的kernel， make menuconfig 以後选上
CONFIG_PM_DEBUG=y
CONFIG_PM_TEST_SUSPEND=y
这两个选项，烧写新的kernel，然後打开你需要测试的Device， 比如WIFI，3G
echo “core” > /sys/power/pm_test
echo “mem” > /sys/power/state
这样， 它就会循环休眠和唤醒了。
wakelock
Android和Linux在Power Management相关的更大的就是wakelock机制的有无。Android有时候会碰到suspend进不去，或者suspend到最後又莫名奇妙的wake up的问题。这些都有可能是wakelock引起的，或者说是wakelock的使用者引起的。怎麼fine tune呢，使用Console在Android 系统下设定：
echo 15 > /sys/module/wakelock/parameters/debug_mask
echo 15 > /sys/module/userwakelock/parameters/debug_mask
15是代表16进制的F， 在wakelock里面就是把所有的debug信息打开， 起码现在是这样设定的。如果以後不够用了，可能就会改成255.
这样你能看到kernel和frameworks层对於wakelock的操作、申请及释放。这样看申请和释放成对否就可以了。
注意： wakelock有一种是timeout的，就是说多少毫秒以後，会自动释放，对於这些wakelock，申请和释放可能是不成对的。
power.0
有时看到系统suspend到了最後， 然後遇到power.0後suspend失败，然後整个系统又resume回来。这个是android专有的，因为power.0是android注册到suspend最後的一个行程， 它会在CPU进入suspend之前检查一下有没有wakelock存在， 如果这时候还有没有释放的wakelock， 那麼它会return -EBUSY然後导致整个suspend失败。 Check这个问题的方法就是把上面wakelock的debug信息打开，然後看看是哪个去申请了wakelock，然後Release它。
这个错误的错误信息大概是这样的：
pm_noirq_op(): platform_pm_suspend_noirq+0x0/0x38 returns -11
PM: Device power.0 failed to suspend late: error -11
earlysuspend
在android里面中另外一个和Power Management有相关的机制叫earlysuspend， 同样可以打开debug message，用来做Android earlysuspend debug之用：
echo 15 > /sys/module/earlysuspend/parameters/debug_mask
来把相关的debug信息印出来， 例如那个earlysuspend要被call之类的。
suspend/resume 时间 fine tune
有的时候你要调试suspend/resume的时间太慢的问题。 一种方法是用initcall_debug， 然後把printk的时间戳打上， 然後看那个process最慢，再来Check原因是什麼
我有一个patch，专门用来调试这个问题的，但是upstream不接受， 说非要用这种折磨人的方法才行， 但是如果你想用可以下下来打上去用一下。
地址在这里:
用法是, 打上这个PATCH以後, 在KERNEL里面选择上PM_DEBUG， SUSPEND_DEVICE_TIME_DEBUG 这两个选项。
然後
echo
微秒
> /sys/power/device_suspend_time_threshold
比如
echo> /sys/power/device_suspend_time_threshold
注意这里是微秒哦。 。 。 它会把在suspend/resume的时候慢的那些driver打出来，然後你去干掉它。 。
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