Debugging und Profiling von Linux-Anwendungen mit GDB und strace

Debugging und Profiling sind entscheidende Fähigkeiten im Werkzeugkasten eines Entwicklers, insbesondere bei der Arbeit mit systemnahen Anwendungen. Egal, ob Sie einen Segmentation Fault in einem C-Programm verfolgen oder verstehen möchten, warum ein Daemon stillschweigend scheitert – der Umgang mit Tools wie GDB (GNU Debugger) und strace kann Ihre Effizienz und Ihr Verständnis des Programmverhaltens erheblich verbessern. In diesem Leitfaden werden wir tief in diese beiden leistungsstarken Tools eintauchen und untersuchen, wie sie funktionieren, wie man sie effektiv einsetzt und wie sie sich ergänzen, um komplexe Probleme zu diagnostizieren und zu lösen.

Die Essenz des Debuggens und Profilings

Was ist Debugging? Debugging ist der systematische Prozess der Identifizierung, Isolierung und Behebung von Fehlern – Fehlern oder unerwartetem Verhalten in Ihrem Code. Es ist ein integraler Bestandteil der Entwicklung, der die Qualität und Stabilität der Software sicherstellt. Während Hochsprachen interaktive Debugger bieten können, erfordern kompilierte Sprachen wie C und C++ oft robuste Tools wie GDB für eine zeilenweise Inspektion.

Was ist Profiling? Profiling hingegen befasst sich mit der Leistungsanalyse. Es hilft Ihnen zu verstehen, wo Ihre Anwendung Zeit verbringt, welche Funktionen häufig aufgerufen werden und wie Systemressourcen genutzt werden. Während GDB beim Debuggen helfen kann, bietet strace einen Einblick in die Interaktion eines Programms mit dem Betriebssystem und eignet sich daher ideal für die Performance-Optimierung und die Analyse der Ursachen von Laufzeitproblemen.

Praktische Anwendung von GDB

Was ist GDB? GDB ist der Standard-Debugger für GNU-Systeme. Es ermöglicht Ihnen, den internen Zustand eines Programms während seiner Ausführung oder nach einem Absturz zu inspizieren. Mit GDB können Sie Breakpoints setzen, Code schrittweise durchgehen, Variablen inspizieren, Call Stacks anzeigen und sogar den Programmfluss ändern.

Vorbereitung Ihres Programms Um Ihr Programm mit GDB debugfähig zu machen, kompilieren Sie es mit Debug-Symbolen mit dem -g Flag: gcc -g -o myapp myapp.c Damit werden Symbolinformationen wie Funktionsnamen, Variablentypen und Zeilennummern eingebettet, die für sinnvolles Debugging unerlässlich sind.

Grundlegende GDB-Befehle Hier sind einige grundlegende Befehle, die Sie häufig verwenden werden: gdb ./myapp # Starten Sie GDB mit Ihrem Programm run # Starten Sie das Programm innerhalb von GDB break main # Setzen Sie einen Breakpoint bei der Funktion "main" break filename:line# Brechen Sie an einer bestimmten Zeile next # Springen Sie über eine Funktion step # Springen Sie in eine Funktion continue # Fortsetzen der Programmausführung print varname # Inspektion des Werts einer Variablen backtrace # Aktuellen Funktionsaufrufstapel anzeigen quit # GDB beenden

Quelle: https://www.linuxjournal.com/content/debugging-and-profiling-linux-applications-gdb-and-strace