受限情况下的程序调试

说明

• 嵌入式开发中，有些情况无法使用gdb调试，例如：

1. 平台不支持，例如：之前使用一款RK的芯片，芯片原厂告知不支持gdb调试，原厂未移植成功。
2. 资源受限，例如：低端产品资源不足或者缺失部分资源（内存，存储空间或者CPU性能不足，物理接口只有串口，等等），导致gdb无法运行。
3. 特殊时期，产品无法使用gdb调试，例如：测试，生产，售后都无法再通过gdb调试。

• 在C/C++开发中，gdb的使用对于程序崩溃问题定位非常高效，无法使用gdb，也没有其它调试的手段的情况下，定位偶发性的崩溃问题无异于大海捞针，有效的信息非常少。

调试方式

定位问题需要的调试信息

• 不管是通过gdb调试还是其它方式，定位问题都需要一些关键信息，如下：

1. 出问题的代码行和参数值。
2. 出问题时的函数调用栈。

支持gdb，其它因素导致不能使用gdb的情况

• gdb调试非常方便和能够帮助我们快速定位问题，因此在这种情况下，我们应该尽可能的创建条件来使用gdb。
• 使用gdb调试需要更改编译配置，会增大程序和库的文件大小。

gdbserver

• 有些平台可能运行不了gdb，但是可以试下gdbserver，大部分嵌入式平台都推荐使用gdbserver的方式而不是直接运行gdb。
• 前提是：设备需要支持网络。
• 使用方式略。

coredump

• coredump是程序崩溃后Linux内核将调试信息保存为存储空间的文件，用户可以在其它平台通过coredump文件对程序进行分析。
• 前提是：

1. coredump支持程序崩溃情况。
2. coredump文件需要占用一定存储空间，文件大小可能会比较大。

• 使用方式略。

coredump + 优化使用方式

• 使用coredump可能会存在两个问题，如下：

1. 采用-g编译的程序和库，文件大小可能大大增加。
2. 生成的coredump文件较大，设备存储不了

• 减小文件大小，可以使用strip后的Debug版本的程序进行测试，再使用未strip的Debug版本的程序进行coredump调试,因为strip版本只是去掉了调试信息和符号表，但是两个程序代码段，函数地址等都没有变化，strip程序奔溃后coredump信息能够在未strip的程序调试使用。
• 文件存储，可以采用tmpfs（内存文件系统），将文件放在内存中，或者NFS（网络文件系统），设备起来后连上网络，自动mount远程目录，将coredump文件存储到远程目录中，甚至设备中不存储测试程序直接运行远程的程序。

无法使用gdb的情况

• 大部分无法使用gdb的情况，其它复杂的调试工具也是无法使用的；通常只能依靠代码的方式来帮助调试，例如：调试打印，日志等。

定位出问题的代码行和参数值

• C/C++编程中，常见的崩溃问题很大概率是指针问题，如果没有使用任何调试手段，出问题后没有任何信息，很难定位是哪行代码导致的，就像大海捞针一样。

指针问题

• 常见的处理方式是：对每个指针操作，先判断指针是否为NULL；
• 缺陷：判空操作虽然可以避免程序崩溃，但是也会掩盖问题，例如：预期指针是不可能为空，但是指针出现为空了，加上判空处理后，程序执行分支不符合预期，程序未崩溃，并且可能没产生明显现象，导致问题被掩盖。
• 正确做法：使用断言可以处理该问题，如果指针预期不为空，则加上断言判断，当问题出现，程序崩溃后，会打印出崩溃的代码行；如果指针预期可能为空，则使用if判断并加上打印，打印执行分支。

QT中使用：Q_CHECK_PTR(m_Loading);

Launcher: UserInterface/MainWidget/WarningWidget/Phone_PopupWidget.cpp:119: void Phone_PopupWidget::hidePopup(): Assertion `m_Loading' failed.

• 崩溃问题可以使用backtrace来定位，使用方式
• 普通问题只能通过log和打印调试信息来定位，因此在debug阶段log信息越丰富越详细越好。

获取函数调用栈

• 只知道出问题的代码行，不清楚函数的调用关系，也无法确定问题。
• 程序崩溃可以通过backtrace来打印函数调用栈。
• 普通问题只能通过log和调试信息来确定函数调用栈，debug模式下，每个函数在函数入口处打印函数名等信息，这样就可以实现打印函数调用栈。