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偵錯元件

開發軟體時，開發人員必須處理程式當機問題，以及找出錯誤來源Fuchsia 提供一組有助找出及診斷的工具以便解決元件相關問題核心程式碼中偵錯。

分析當機事件

Fuchsia 在開機時啟動名為 crashanalyzer 的程式，藉此回報計畫當機並列印至系統記錄中當機執行緒的回溯追蹤記錄。雖然您可以查看執行階段的記錄，也就是回溯追蹤記錄，直接探索這些作業內容編碼方式是使用堆疊記憶體位址參照，而非指向程式來源檔案中的對應行。

[klog][I] devmgr: crash_analyzer_listener: analyzing exception type 0x108
[klog][I] <== fatal exception: process crasher[42410] thread initial-thread[42424]
[klog][I] <== fatal page fault, PC at 0x1e1888dbbbd7
[klog][I]  CS:                   0 RIP:     0x1e1888dbbbd7 EFL:            0x10246 CR2:                  0
[klog][I]  RAX:                  0 RBX:                0x1 RCX:     0x721ad98697c6 RDX:     0x77accb36f264
[klog][I]  RSI:                  0 RDI:                  0 RBP:     0x2781c4816f90 RSP:     0x2781c4816f80
[klog][I]   R8:                  0  R9:                  0 R10:                  0 R11:              0x246
[klog][I]  R12:     0x773bf11dcda0 R13:     0x773bf11dcdd0 R14:               0x16 R15:         0x78050d69
[klog][I]  errc:               0x6
[klog][I] bottom of user stack:
[klog][I] 0x00002781c4816f80: f11dcda0 0000773b 9ccd2b38 000039b2 |....;w..8+...9..|
[klog][I] 0x00002781c4816f90: c4816fd0 00002781 88dbbba7 00001e18 |.o...'..........|
[klog][I] 0x00002781c4816fa0: 00000008 00000000 9ccd2b38 000039b2 |........8+...9..|
[klog][I] 0x00002781c4816fb0: f11dcf70 0000773b f11dcf70 0000773b |p...;w..p...;w..|
[klog][I] 0x00002781c4816fc0: cb36f570 000077ac f11dcdd0 0000773b |p.6..w......;w..|
[klog][I] 0x00002781c4816fd0: c4816ff0 00002781 cb2b0d0f 000077ac |.o...'....+..w..|
[klog][I] 0x00002781c4816fe0: 00000054 00000000 f11dcf70 0000773b |T.......p...;w..|
[klog][I] 0x00002781c4816ff0: f11dcfe0 0000773b 00000000 00000000 |....;w..........|
[klog][I] arch: x86_64
[klog][I] dso: id=a94c78564173530d51670b6586b1aa471e004f06 base=0x7d3506a49000 name=libfdio.so
[klog][I] dso: id=a61961ba9776a67a00fb322af9ebbdcfd1ce3f62 base=0x77accb297000 name=libc.so
[klog][I] dso: id=760f1e6e47d3dd8b6a19150aa47241279ec75a9c base=0x721ad9863000 name=<vDSO>
[klog][I] dso: id=b18462140c6784a53736105bbf3021852eeda68c base=0x1e1888dbb000 name=app:crasher
[klog][I] bt#01: pc 0x1e1888dbbbd7 sp 0x2781c4816f80 (app:crasher,0xbd7)
[klog][I] bt#02: pc 0x1e1888dbbba7 sp 0x2781c4816fa0 (app:crasher,0xba7)
[klog][I] bt#03: pc 0x77accb2b0d0f sp 0x2781c4816fe0 (libc.so,0x19d0f)
[klog][I] bt#04: pc 0 sp 0x2781c4817000
[klog][I] bt#05: end

這是因為系統會將偵錯符號從核心二進位檔中移除建立元件如要正確分析當機記錄，您必須將這些符號重新套用至返回追蹤，以查看與來源相關的呼叫堆疊以及程式碼行號當您呼叫 ffx log 指令時，開發人員工具透過名為 symbolizer 的額外二進位檔處理原始記錄檔將本機建構設定中的符號重新套用至。

ffx log

您看到的輸出內容會包含重新套用至 Backtrace 的符號：

[klog][I] devmgr: crash_analyzer_listener: analyzing exception type 0x108
... same output as "raw" backtrace ...
start of symbolized stack:
[klog][I] #01: blind_write at ../../src/developer/forensics/crasher/cpp/crasher.c:21
[klog][I] #02: main at ../../src/developer/forensics/crasher/cpp/crasher.c:137
[klog][I] #03: start_main at ../../zircon/third_party/ulib/musl/src/env/__libc_start_main.c:49
[klog][I] #04: unknown, can't find pc, sp or app/library in line
end of symbolized stack

如果您有手動擷取的回溯追蹤記錄，可以執行相同程序：以及如何使用 ffx debug symbolize 指令傳遞內容。

使用適當符號化的反向追蹤，您就可以直接發現導致程式碼當機

逐步偵錯

光是知道程式當機的地方，可能不夠充分診斷問題。有時需要逐步完成甚至是檢查記憶體中的變數狀態為了支援這項功能 Fuchsia 針對名為 zxdb 的核心程式碼提供偵錯工具。

zxdb 工具是連線至執行中 debug_agent 元件的用戶端並在目標裝置上顯示相應的內容您可以使用 zxdb 指令來設定 debug_agent 可附加至特定程序並設定中斷點。偵錯 zxdb 會附加至執行中的程序，可讓您逐步完成以及檢查堆疊框架

這張圖表顯示 Fuchsia 偵錯工具 (zxdb) 與
在 Fuchsia 裝置上運作的 debug_agent 服務執行互動式
程序偵錯。

設定偵錯工作階段需要下列高階步驟：

在目標裝置上執行 debug_agent 元件。
執行 zxdb 用戶端，並連線至目標裝置。
設定 zxdb 的位置以尋找偵錯符號。

啟動偵錯工作階段最簡單的方法，是使用 ffx debug connect 指令，上述所有操作都會在您的 Fuchsia 本機版本環境中執行。不過，如果您需要設定所以需要分開管理

偵錯工作階段啟用後，系統會將您帶往 [zxdb] 提示偵錯工具指令您可以使用 zxdb 來設定要附加的 debug_agent 並使用名稱篩選器套用至處理程序，並設定待處理中斷點比對程序正在執行。

以下範例會在主執行緒上設定待處理中斷點，在並等待執行「hello-world」程序開始日期：

[zxdb] attach hello-world
Waiting for process matching "hello-world"

[zxdb] break main
Breakpoint 1 (Software) on Global, Enabled, stop=All, @ main
Pending: No matches for location, it will be pending library loads.

將偵錯工具附加到處理程序後，即可使用 zxdb 指令控管及檢查程序狀態以下是一些常用指令：

`step`	瀏覽執行緒中的下一行程式碼
`next`	逐步執行執行緒中的下一行程式碼
`continue`	繼續執行，直到下一個中斷點、例外狀況或結束
`frame`	列出或選取目前的堆疊框架
`print`	評估運算式並輸出結果

練習：使用 Fuchsia 偵錯工具

在本練習中，您將使用 Fuchsia 偵錯工具 (zxdb) 檢查執行中的 echo-args 元件的執行個體，並瞭解當機原因。

啟動模擬器

如果您還沒有執行中的執行個體，請啟動模擬器：

啟動新的模擬器執行個體：

ffx emu start --headless

啟動完成後，模擬器會顯示下列訊息並會傳回：

Logging to "$HOME/.local/share/Fuchsia/ffx/emu/instances/fuchsia-emulator/emulator.log"
Waiting for Fuchsia to start (up to 60 seconds)........
Emulator is ready.

啟動套件伺服器，讓模擬器載入軟體套件：
```
fx serve
```

啟動偵錯工作階段

模擬器啟動後，使用下列指令啟動 zxdb 偵錯工作階段： ffx debug connect 指令：

ffx debug connect

Connecting (use "disconnect" to cancel)...
Connected successfully.
👉 To get started, try "status" or "help".
[zxdb]

成功連線後，zxdb 提示就準備好接受指令。

附加至元件

啟動元件前，請先設定 zxdb 以附加至 echo-args。這樣就能在程序開始時立即附加偵錯工具：

[zxdb] attach echo-args

在 greeting() 函式上設定中斷點：

[zxdb] break greeting

偵錯工具準備就緒後，請啟動新的 echo-args 元件執行個體：

ffx component run /core/ffx-laboratory:echo-args fuchsia-pkg://fuchsia.com/echo-args#meta/echo-args.cm

探索偵錯工作階段

到達 greeting() 的中斷點時，執行作業就會停止並偵錯工具等待新指令。使用 list 指令顯示執行作業的位置目前已暫停：

荒漠油廠

[zxdb] list
  18
  19 // Return a proper greeting for the list
  20 fn greeting(names: &Vec<String>) -> String {
  21     // Join the list of names based on length
▶ 22     match names.len() {
  23         0 => String::from("Nobody"),
  24         1 => names.join(""),
  25         2 => names.join(" and "),
  26         _ => names.join(", "),
  27     }
  28 }
  29

C++

[zxdb] list
  17 
  18 // Return a proper greeting for the list
▶ 19 std::string greeting(std::vector<std::string>& names) {
  20   // Join the list of names based on length
  21   auto number_of_names = names.size();
  22   switch (number_of_names) {
  23     case 0:
  24       return "Nobody!";
  25     case 1:
  26       return join(names, "");
  27     case 2:
  28       return join(names, " and ");
  29     default:

print 指令會輸出目前堆疊中所有變數的狀態相框。顯示 names 目前的值：

荒漠油廠

[zxdb] print names
vec!["Alice", "Bob", "Spot"]

C++

[zxdb] print names
{"Alice", "Bob", "Spot"}

使用 next 指令逐步執行 greeting() 函式數次：

[zxdb] next

如要讓程式繼續完成，請使用 continue 指令：

[zxdb] continue

結束偵錯工作階段，返回終端機：

[zxdb] exit

加入一些當機程式碼

接著，您要在 src/main.rs 中新增一些程式碼，造成元件停止運作或是恐慌。如要模擬這種行為，只需新增 assert!(false) 巨集即可收集到引數後：

荒漠油廠

echo-args/src/main.rs：

#[fuchsia::main(logging = true)]
async fn main() -> Result<(), anyhow::Error> {
    // ...

    // Simulate a crash 
    assert!(false, "fake crash");

    // Print a greeting to syslog
    info!("Hello, {}!", greeting(&args));

    Ok(())
}

C++

echo-args/main.cc：

int main(int argc, const char* argv[], char* envp[]) {
  // ...

  // Simulate a crash 
  std::strlen(nullptr);

  // Print a greeting to syslog
  FX_LOGS(INFO) << "Hello, " << echo::greeting(arguments) << "!" << std::endl;

  return 0;
}

再次執行 fx build 以重新建構元件：

fx build

使用 zxdb 啟動新的偵錯工作階段：

ffx debug connect

針對當機時的堆疊框架進行偵錯

設定要附加至 echo-args 元件的偵錯工具：

[zxdb] attach echo-args

啟動新的元件執行個體：

ffx component run /core/ffx-laboratory:echo-args fuchsia-pkg://fuchsia.com/echo-args#meta/echo-args.cm

這次偵錯工具偵測到已擲回例外狀況。使用「frame」用於檢查當機時間點的堆疊追蹤：

荒漠油廠

[zxdb] frame
▶ 0 abort() • abort.c:7
  1 panic_abort::__rust_start_panic::abort() • panic_abort/src/lib.rs:43
  2 panic_abort::__rust_start_panic(…) • panic_abort/src/lib.rs:38
  3 std::panicking::rust_panic(…) • library/std/src/panicking.rs:672
  4 std::panicking::rust_panic_with_hook(…) • library/std/src/panicking.rs:642
  5 std::panicking::begin_panic::$({closure#0}<&str>)() • rust/library/std/src/panicking.rs:544
  6 std::sys_common::backtrace::$(__rust_end_short_backtrace<std::panicking::begin_panic::{closure#0}, !>)(…) • rust/library/std/src/sys_common/backtrace.rs:144
  7 std::panicking::begin_panic<…>(…) • rust/library/std/src/panicking.rs:543
  8 echo_args::main::component_entry_point::$({generator#0})(…) • main.rs:18
  9 core::future::from_generator::$({impl#1})::$(poll<echo_args::main::component_entry_point::{generator#0}>)(…) • rust/library/core/src/future/mod.rs:80
  10 core::future::future::$({impl#1})::$(poll<&mut core::future::from_generator::GenFuture<echo_args::main::component_entry_point::{generator#0}>>)(…) • future/future.rs:119
  11 futures_util::future::future::FutureExt::$(poll_unpin<core::pin::Pin<&mut core::future::from_generator::GenFuture<echo_args::main::component_entry_point::{generator#0}>>>)(…) • future/future/mod.rs:562
  12 fuchsia_async::runtime::fuchsia::executor::local::MainTask::$(poll<core::pin::Pin<&mut core::future::from_generator::GenFuture<echo_args::main::component_entry_point::{generator#0}>>>)(…) • fuchsia/src/lib/fuchsia-async/src/runtime/fuchsia/executor/local.rs:444
  13 fuchsia_async::runtime::fuchsia::executor::local::LocalExecutor::$(run_singlethreaded<core::future::from_generator::GenFuture<echo_args::main::component_entry_point::{generator#0}>>)(…) • fuchsia/src/lib/fuchsia-async/src/runtime/fuchsia/executor/local.rs:73
  14 fuchsia::$(main_singlethreaded<fuchsia::init_logging_for_component_with_executor::{closure#0}, core::future::from_generator::GenFuture<echo_args::main::component_entry_point::{generator#0}>, core::result::Result<(), anyhow::Error>>)(…) • fuchsia/src/lib/fuchsia/src/lib.rs:152
  15 echo_args::main() • main.rs:7
  16 core::ops::function::FnOnce::call_once<…>(…) • /b/s/w/ir/x/w/rust/library/core/src/ops/function.rs:227
  17 std::sys_common::backtrace::__rust_begin_short_backtrace<…>(…) • rust/library/std/src/sys_common/backtrace.rs:125
  18 std::rt::lang_start::$({closure#0}<core::result::Result<(), anyhow::Error>>)() • rust/library/std/src/rt.rs:63
  19 core::ops::function::impls::$({impl#2})::call_once<…>(…) • /b/s/w/ir/x/w/rust/library/core/src/ops/function.rs:259 (inline)
  20 std::panicking::try::do_call<…>(…) • library/std/src/panicking.rs:403 (inline)
  21 std::panicking::try<…>(…) • library/std/src/panicking.rs:367 (inline)
  22 std::panic::catch_unwind<…>(…) • library/std/src/panic.rs:129 (inline)
  23 std::rt::lang_start_internal::$({closure#2})() • library/std/src/rt.rs:45 (inline)
  24 std::panicking::try::$(do_call<std::rt::lang_start_internal::{closure#2}, isize>)(…) • library/std/src/panicking.rs:403 (inline)
  25 std::panicking::$(try<isize, std::rt::lang_start_internal::{closure#2}>)(…) • library/std/src/panicking.rs:367 (inline)
  26 std::panic::$(catch_unwind<std::rt::lang_start_internal::{closure#2}, isize>)(…) • library/std/src/panic.rs:129 (inline)
  27 std::rt::lang_start_internal(…) • library/std/src/rt.rs:45
  28 std::rt::lang_start<…>(…) • rust/library/std/src/rt.rs:62
  29 $elf(main) + 0x1f
  30 «libc startup» (-r expands)
  31 «libc startup» (-r expands)
  32 $elf(_start) + 0x11

請注意，堆疊追蹤中的第 8 行代表 src/main.rs 中發生當機情形，對應於程式碼的 assert!() 巨集。

C++

[zxdb] frame
▶ 0 strlen(…) • strlen.c:21
  1 main(…) • main.cc:27
  2 «libc startup» (-r expands)
  3 «libc startup» (-r expands)
  4 $elf(_start) + 0x11

請注意，堆疊追蹤中的第 1 行代表 main.cc 中發生當機情形，對應 nullptr 參照。

目前的堆疊框架 (頁框 0) 位於系統程式庫的深處，但只要在指令前加上頁框編號擷取及寫入堆疊追蹤

傳送畫面編號如下：

荒漠油廠

[zxdb] frame 8 print args
vec!["Alice", "Bob", "Spot"]

C++

[zxdb] frame 1 print arguments
{"Alice", "Bob", "Spot"}

結束偵錯工作階段，返回終端機：

[zxdb] exit

刪除執行個體

使用下列指令清除 echo-args 執行個體：

ffx component destroy /core/ffx-laboratory:echo-args

元件測試

打造凝聚性產品