; doc/emacs/misc.texi (Network Security): Fix typo.
[emacs.git] / etc / DEBUG
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1 Debugging GNU Emacs
3 Copyright (C) 1985, 2000-2018 Free Software Foundation, Inc.
4 See the end of the file for license conditions.
6 ** Preliminaries
8 This section can be skipped if you are already familiar with building
9 Emacs with debug info, configuring and starting GDB, and simple GDB
10 debugging techniques.
12 *** Configuring Emacs for debugging
14 It is best to configure and build Emacs with special options that will
15 make the debugging easier.  Here's the configure-time options we
16 recommend (they are in addition to any other options you might need,
17 such as --prefix):
19   ./configure --enable-checking='yes,glyphs' --enable-check-lisp-object-type \
20     CFLAGS='-O0 -g3'
22 The CFLAGS value is important: debugging optimized code can be very
23 hard.  (If the problem only happens with optimized code, you may need
24 to enable optimizations.  If that happens, try using -Og first,
25 instead of -O2, as the former will disable some optimizations that
26 make debugging some code exceptionally hard.)
28 Modern versions of GCC support more elaborate debug info that is
29 available by just using the -g3 compiler switch.  Try using -gdwarf-4
30 in addition to -g3, and if that fails, try -gdwarf-3.  This is
31 especially important if you have to debug optimized code.  More info
32 about this is available below; search for "analyze failed assertions".
34 The 2 --enable-* switches are optional.  They don't have any effect on
35 debugging with GDB, but will compile additional code that might catch
36 the problem you are debugging much earlier, in the form of assertion
37 violation.  The --enable-checking option also enables additional
38 functionality useful for debugging display problems; see more about
39 this below under "Debugging Emacs redisplay problems".
41 Emacs needs not be installed to be debugged, you can debug the binary
42 created in the 'src' directory.
44 *** Configuring GDB
46 To start GDB to debug Emacs, you can simply type "gdb ./emacs RET" at
47 the shell prompt (assuming you do that from the directory of the Emacs
48 executable, usually the 'src' sub-directory of the Emacs tree).
49 However, we recommend starting GDB from Emacs, see below.
51 When you debug Emacs with GDB, you should start GDB in the directory
52 where the Emacs executable was made (the 'src' directory in the Emacs
53 source tree).  That directory has a .gdbinit file that defines various
54 "user-defined" commands for debugging Emacs.  (These commands are
55 described below under "Examining Lisp object values" and "Debugging
56 Emacs Redisplay problems".)
58 Starting the debugger from Emacs, via the "M-x gdb" command (described
59 below), when the current buffer visits one of the Emacs C source files
60 will automatically start GDB in the 'src' directory.  If you invoke
61 "M-x gdb" from a buffer whose default directory is different, such as
62 from the "*scratch*" buffer, you can change the default directory with
63 the "M-x cd" command before starting the debugger.
65 Recent GDB versions by default do not automatically load .gdbinit
66 files in the directory where you invoke GDB.  With those versions of
67 GDB, you will see a warning when GDB starts, like this:
69   warning: File ".../src/.gdbinit" auto-loading has been declined by your `auto-load safe-path' set to "$debugdir:$datadir/auto-load".
71 The simplest way to fix this is to add the following line to your
72 ~/.gdbinit file (creating such a file if it doesn't already exist):
74   add-auto-load-safe-path /path/to/emacs/src/.gdbinit
76 There are other ways to overcome that difficulty, they are all
77 described in the node "Auto-loading safe path" in the GDB user manual.
78 If nothing else helps, type "source /path/to/.gdbinit RET" at the GDB
79 prompt, to unconditionally load the GDB init file.
81 Running GDB on macOS sometimes brings an error message like this:
83   Unable to find Mach task port for process-id NNN: (os/kern) failure (0x5).
85 To overcome this, search the Internet for the phrase "Unable to find
86 Mach task port for process-id", and you will find detailed
87 instructions to follow.
89 *** Use the Emacs GDB UI front-end
91 We recommend using the GUI front-end for GDB provided by Emacs.  With
92 it, you can start GDB by typing "M-x gdb RET".  This will suggest the
93 file name of the default binary to debug; if the suggested default is
94 not the Emacs binary you want to debug, change the file name as
95 needed.  Alternatively, if you want to attach the debugger to an
96 already running Emacs process, change the GDB command shown in the
97 minibuffer to say this:
99    gdb -i=mi -p PID
101 where PID is the numerical process ID of the running Emacs process,
102 displayed by system utilities such as 'top' or 'ps' on Posix hosts and
103 Task Manager on MS-Windows.
105 Once the debugger starts, open the additional windows provided by the
106 GDB UI, by typing "M-x gdb-many-windows RET".  (Alternatively, click
107 Gud->GDB-MI->Display Other Windows" from the menu bar.)  At this
108 point, make your frame large enough (or full-screen) such that the
109 windows you just opened have enough space to show the content without
110 horizontal scrolling.
112 You can later restore your window configuration with the companion
113 command "M-x gdb-restore-windows RET", or by deselecting "Display
114 Other Windows" from the menu bar.
116 *** Setting initial breakpoints
118 Before you let Emacs run, you should now set breakpoints in the code
119 which you want to debug, so that Emacs stops there and lets GDB take
120 control.  If the code which you want to debug is executed under some
121 rare conditions, or only when a certain Emacs command is manually
122 invoked, then just set your breakpoint there, let Emacs run, and
123 trigger the breakpoint by invoking that command or reproducing those
124 rare conditions.
126 If you are less lucky, and the code in question is run very
127 frequently, you will have to find some way of avoiding triggering your
128 breakpoint when the conditions for the buggy behavior did not yet
129 happen.  There's no single recipe for this, you will have to be
130 creative and study the code to see what's appropriate.  Some useful
131 tricks for that:
133   . Make your breakpoint conditional on certain buffer or string
134     position.  For example:
136       (gdb) break foo.c:1234 if PT >= 9876
138   . Set a break point in some rarely called function, then create the
139     conditions for the bug, call that rare function, and when GDB gets
140     control, set the breakpoint in the buggy code, knowing that it
141     will now be called when the bug happens.
143   . If the bug manifests itself as an error message, set a breakpoint
144     in Fsignal, and when it breaks, look at the backtrace to see what
145     triggers the error.
147 Some additional techniques are described below under "Getting control
148 to the debugger".
150 You are now ready to start your debugging session.
152 *** Running Emacs from GDB
154 If you are starting a new Emacs session, type "run", followed by any
155 command-line arguments (e.g., "-Q") into the *gud-emacs* buffer and
156 press RET.  If you ran GDB outside of Emacs, type "run" followed by
157 the command-line arguments at the GDB prompt instead.
159 If you attached the debugger to a running Emacs, type "continue" into
160 the *gud-emacs* buffer and press RET.
162 Many variables you will encounter while debugging are Lisp objects.
163 These are normally displayed as opaque pointers or integers that are
164 hard to interpret, especially if they represent long lists.
165 (They are instead displayed as structures containing these opaque
166 values, if --enable-check-lisp-object-type is in effect.)  You can
167 use the 'pp' command to display them in their Lisp form.  That command
168 displays its output on the standard error stream, which you
169 can redirect to a file using "M-x redirect-debugging-output".
170 This means that if you attach GDB to a running Emacs that was invoked
171 from a desktop icon, chances are you will not see the output at all,
172 or it will wind up in an obscure place (check the documentation of
173 your desktop environment).
175 Additional information about displaying Lisp objects can be found
176 under "Examining Lisp object values" below.
178 The rest of this document describes specific useful techniques for
179 debugging Emacs; we suggest reading it in its entirety the first time
180 you are about to debug Emacs, then look up your specific issues
181 whenever you need.
183 Good luck!
185 ** When you are trying to analyze failed assertions or backtraces, it
186 is essential to compile Emacs with flags suitable for debugging.
187 With GCC 4.8 or later, you can invoke 'make' with CFLAGS="-Og -g3".
188 With older GCC or non-GCC compilers, you can use CFLAGS="-O0 -g3".
189 With GCC and higher optimization levels such as -O2, the
190 -fno-omit-frame-pointer and -fno-crossjumping options are often
191 essential.  The latter prevents GCC from using the same abort call for
192 all assertions in a given function, rendering the stack backtrace
193 useless for identifying the specific failed assertion.
194 Some versions of GCC support recent versions of the DWARF standard for
195 debugging info, but default to older versions; for example, they could
196 support -gdwarf-4 compiler option (for DWARF v4), but default to
197 version 2 of the DWARF standard.  For best results in debugging
198 abilities, find out the highest version of DWARF your GCC can support,
199 and use the corresponding -gdwarf-N switch instead of just -g (you
200 will still need -g3, as in "-gdwarf-4 -g3").
202 ** It is a good idea to run Emacs under GDB (or some other suitable
203 debugger) *all the time*.  Then, when Emacs crashes, you will be able
204 to debug the live process, not just a core dump.  (This is especially
205 important on systems which don't support core files, and instead print
206 just the registers and some stack addresses.)
208 ** If Emacs hangs, or seems to be stuck in some infinite loop, typing
209 "kill -TSTP PID", where PID is the Emacs process ID, will cause GDB to
210 kick in, provided that you run under GDB.
212 ** Getting control to the debugger
214 Setting a breakpoint in a strategic place, after loading Emacs into
215 the debugger, but before running it, is the most efficient way of
216 making sure control will be returned to the debugger when you need
217 that.
219 'Fsignal' is a very useful place to put a breakpoint in.  All Lisp
220 errors go through there.  If you are only interested in errors that
221 would fire the Lisp debugger, breaking at 'maybe_call_debugger' is
222 useful.
224 Another technique for getting control to the debugger is to put a
225 breakpoint in some rarely used function.  One such convenient function
226 is Fredraw_display, which you can invoke at will interactively with
227 "M-x redraw-display RET".
229 It is also useful to have a guaranteed way to return to the debugger
230 at any arbitrary time.  When using X, this is easy: type C-z at the
231 window where you are interacting with GDB, and it will stop Emacs just
232 as it would stop any ordinary program.  (This doesn't work if GDB was
233 attached to a running Emacs process; in that case, you will need to
234 type C-z to the shell window from which Emacs was started, or use the
235 "kill -TSTP" method described below.)
237 When Emacs is displaying on a text terminal, things are not so easy,
238 so we describe the various alternatives below (however, those of them
239 that use signals only work on Posix systems).
241 The src/.gdbinit file in the Emacs distribution arranges for SIGINT
242 (C-g in Emacs on a text-mode frame) to be passed to Emacs and not give
243 control back to GDB.  On modern systems, you can override that with
244 this command:
246    handle SIGINT stop nopass
248 After this 'handle' command, SIGINT will return control to GDB.  If
249 you want the C-g to cause a quit within Emacs as well, omit the 'nopass'.
250 See the GDB manual for more details about signal handling and the
251 'handle' command.
253 A technique that can work when 'handle SIGINT' does not is to store
254 the code for some character into the variable stop_character.  Thus,
256     set stop_character = 29
258 makes Control-] (decimal code 29) the stop character.
259 Typing Control-] will cause immediate stop.  You cannot
260 use the set command until the inferior process has been started, so
261 start Emacs with the 'start' command, to get an opportunity to do the
262 above 'set' command.
264 On a Posix host, you can also send a signal using the 'kill' command
265 from a shell prompt, like this:
267    kill -TSTP Emacs-PID
269 where Emacs-PID is the process ID of Emacs being debugged.  Other
270 useful signals to send are SIGUSR1 and SIGUSR2; see "Error Debugging"
271 in the ELisp manual for how to use those.
273 When Emacs is displaying on a text terminal, it is useful to have a
274 separate terminal for the debug session.  This can be done by starting
275 Emacs as usual, then attaching to it from gdb with the 'attach'
276 command which is explained in the node "Attach" of the GDB manual.
278 On MS-Windows, you can alternatively start Emacs from its own separate
279 console by setting the new-console option before running Emacs under
280 GDB:
282   (gdb) set new-console 1
283   (gdb) run
285 If you do this, then typing C-c or C-BREAK into the console window
286 through which you interact with GDB will stop Emacs and return control
287 to the debugger, no matter if Emacs displays GUI or text-mode frames.
288 This is the only reliable alternative on MS-Windows to get control to
289 the debugger, besides setting breakpoints in advance.
291 ** Examining Lisp object values.
293 When you have a live process to debug, and it has not encountered a
294 fatal error, you can use the GDB command 'pr'.  First print the value
295 in the ordinary way, with the 'p' command.  Then type 'pr' with no
296 arguments.  This calls a subroutine which uses the Lisp printer.
298 You can also use 'pp value' to print the emacs value directly.
300 To see the current value of a Lisp Variable, use 'pv variable'.
302 These commands send their output to stderr; if that is closed or
303 redirected to some file you don't know, you won't see their output.
304 This is particularly so for Emacs invoked on MS-Windows from the
305 desktop shortcut.  You can use the command 'redirect-debugging-output'
306 to redirect stderr to a file.
308 Note: It is not a good idea to try 'pr', 'pp', or 'pv' if you know that Emacs
309 is in deep trouble: its stack smashed (e.g., if it encountered SIGSEGV
310 due to stack overflow), or crucial data structures, such as 'obarray',
311 corrupted, etc.  In such cases, the Emacs subroutine called by 'pr'
312 might make more damage, like overwrite some data that is important for
313 debugging the original problem.
315 Also, on some systems it is impossible to use 'pr' if you stopped
316 Emacs while it was inside 'select'.  This is in fact what happens if
317 you stop Emacs while it is waiting.  In such a situation, don't try to
318 use 'pr'.  Instead, use 's' to step out of the system call.  Then
319 Emacs will be between instructions and capable of handling 'pr'.
321 If you can't use 'pr' command, for whatever reason, you can use the
322 'xpr' command to print out the data type and value of the last data
323 value, For example:
325     p it->object
326     xpr
328 You may also analyze data values using lower-level commands.  Use the
329 'xtype' command to print out the data type of the last data value.
330 Once you know the data type, use the command that corresponds to that
331 type.  Here are these commands:
333     xint xptr xwindow xmarker xoverlay xmiscfree xintfwd xboolfwd xobjfwd
334     xbufobjfwd xkbobjfwd xbuflocal xbuffer xsymbol xstring xvector xframe
335     xwinconfig xcompiled xcons xcar xcdr xsubr xprocess xfloat xscrollbar
336     xchartable xsubchartable xboolvector xhashtable xlist xcoding
337     xcharset xfontset xfont
339 Each one of them applies to a certain type or class of types.
340 (Some of these types are not visible in Lisp, because they exist only
341 internally.)
343 Each x... command prints some information about the value, and
344 produces a GDB value (subsequently available in $) through which you
345 can get at the rest of the contents.
347 In general, most of the rest of the contents will be additional Lisp
348 objects which you can examine in turn with the x... commands.
350 Even with a live process, these x...  commands are useful for
351 examining the fields in a buffer, window, process, frame or marker.
352 Here's an example using concepts explained in the node "Value History"
353 of the GDB manual to print values associated with the variable
354 called frame.  First, use these commands:
356   cd src
357   gdb emacs
358   b set_frame_buffer_list
359   r -q
361 Then Emacs hits the breakpoint:
363   (gdb) p frame
364   $1 = 139854428
365   (gdb) xpr
366   Lisp_Vectorlike
367   PVEC_FRAME
368   $2 = (struct frame *) 0x8560258
369   "emacs@localhost"
370   (gdb) p *$
371   $3 = {
372     size = 1073742931,
373     next = 0x85dfe58,
374     name = 140615219,
375     [...]
376   }
378 Now we can use 'pp' to print the frame parameters:
380   (gdb) pp $->param_alist
381   ((background-mode . light) (display-type . color) [...])
383 The Emacs C code heavily uses macros defined in lisp.h.  So suppose
384 we want the address of the l-value expression near the bottom of
385 'add_command_key' from keyboard.c:
387   XVECTOR (this_command_keys)->contents[this_command_key_count++] = key;
389 XVECTOR is a macro, so GDB only knows about it if Emacs has been compiled with
390 preprocessor macro information.  GCC provides this if you specify the options
391 '-gdwarf-N' (where N is 2 or higher) and '-g3'.  In this case, GDB can
392 evaluate expressions like "p XVECTOR (this_command_keys)".
394 When this information isn't available, you can use the xvector command in GDB
395 to get the same result.  Here is how:
397   (gdb) p this_command_keys
398   $1 = 1078005760
399   (gdb) xvector
400   $2 = (struct Lisp_Vector *) 0x411000
401   0
402   (gdb) p $->contents[this_command_key_count]
403   $3 = 1077872640
404   (gdb) p &$
405   $4 = (int *) 0x411008
407 Here's a related example of macros and the GDB 'define' command.
408 There are many Lisp vectors such as 'recent_keys', which contains the
409 last 300 keystrokes.  We can print this Lisp vector
411   p recent_keys
412   pr
414 But this may be inconvenient, since 'recent_keys' is much more verbose
415 than 'C-h l'.  We might want to print only the last 10 elements of
416 this vector.  'recent_keys' is updated in keyboard.c by the command
418   XVECTOR (recent_keys)->contents[recent_keys_index] = c;
420 So we define a GDB command 'xvector-elts', so the last 10 keystrokes
421 are printed by
423   xvector-elts recent_keys recent_keys_index 10
425 where you can define xvector-elts as follows:
427   define xvector-elts
428   set $i = 0
429   p $arg0
430   xvector
431   set $foo = $
432   while $i < $arg2
433   p $foo->contents[$arg1-($i++)]
434   pr
435   end
436   document xvector-elts
437   Prints a range of elements of a Lisp vector.
438   xvector-elts  v n i
439   prints 'i' elements of the vector 'v' ending at the index 'n'.
440   end
442 ** Getting Lisp-level backtrace information within GDB
444 The most convenient way is to use the 'xbacktrace' command.  This
445 shows the names of the Lisp functions that are currently active.
447 If that doesn't work (e.g., because the 'backtrace_list' structure is
448 corrupted), type "bt" at the GDB prompt, to produce the C-level
449 backtrace, and look for stack frames that call Ffuncall.  Select them
450 one by one in GDB, by typing "up N", where N is the appropriate number
451 of frames to go up, and in each frame that calls Ffuncall type this:
453    p *args
454    pr
456 This will print the name of the Lisp function called by that level
457 of function calling.
459 By printing the remaining elements of args, you can see the argument
460 values.  Here's how to print the first argument:
462    p args[1]
463    pr
465 If you do not have a live process, you can use xtype and the other
466 x...  commands such as xsymbol to get such information, albeit less
467 conveniently.  For example:
469    p *args
470    xtype
472 and, assuming that "xtype" says that args[0] is a symbol:
474    xsymbol
476 ** Debugging Emacs redisplay problems
478 If you configured Emacs with --enable-checking='glyphs', you can use redisplay
479 tracing facilities from a running Emacs session.
481 The command "M-x trace-redisplay RET" will produce a trace of what redisplay
482 does on the standard error stream.  This is very useful for understanding the
483 code paths taken by the display engine under various conditions, especially if
484 some redisplay optimizations produce wrong results.  (You know that redisplay
485 optimizations might be involved if "M-x redraw-display RET", or even just
486 typing "M-x", causes Emacs to correct the bad display.)  Since the cursor
487 blinking feature triggers periodic redisplay cycles, we recommend disabling
488 'blink-cursor-mode' before invoking 'trace-redisplay', so that you have less
489 clutter in the trace.  You can also have up to 30 last trace messages dumped to
490 standard error by invoking the 'dump-redisplay-history' command.
492 To find the code paths which were taken by the display engine, search xdisp.c
493 for the trace messages you see.
495 The command 'dump-glyph-matrix' is useful for producing on standard error
496 stream a full dump of the selected window's glyph matrix.  See the function's
497 doc string for more details.  If you are debugging redisplay issues in
498 text-mode frames, you may find the command 'dump-frame-glyph-matrix' useful.
500 Other commands useful for debugging redisplay are 'dump-glyph-row' and
501 'dump-tool-bar-row'.
503 If you run Emacs under GDB, you can print the contents of any glyph matrix by
504 just calling that function with the matrix as its argument.  For example, the
505 following command will print the contents of the current matrix of the window
506 whose pointer is in 'w':
508   (gdb) p dump_glyph_matrix (w->current_matrix, 2)
510 (The second argument 2 tells dump_glyph_matrix to print the glyphs in
511 a long form.)
513 The Emacs display code includes special debugging code, but it is normally
514 disabled.  Configuring Emacs with --enable-checking='yes,glyphs' enables it.
516 Building Emacs like that activates many assertions which scrutinize
517 display code operation more than Emacs does normally.  (To see the
518 code which tests these assertions, look for calls to the 'eassert'
519 macros.)  Any assertion that is reported to fail should be investigated.
521 When you debug display problems running emacs under X, you can use
522 the 'ff' command to flush all pending display updates to the screen.
524 The src/.gdbinit file defines many useful commands for dumping redisplay
525 related data structures in a terse and user-friendly format:
527  'ppt' prints value of PT, narrowing, and gap in current buffer.
528  'pit' dumps the current display iterator 'it'.
529  'pwin' dumps the current window 'win'.
530  'prow' dumps the current glyph_row 'row'.
531  'pg' dumps the current glyph 'glyph'.
532  'pgi' dumps the next glyph.
533  'pgrow' dumps all glyphs in current glyph_row 'row'.
534  'pcursor' dumps current output_cursor.
536 The above commands also exist in a version with an 'x' suffix which takes an
537 object of the relevant type as argument.  For example, 'pgrowx' dumps all
538 glyphs in its argument, which must be of type 'struct glyph_row'.
540 Since redisplay is performed by Emacs very frequently, you need to place your
541 breakpoints cleverly to avoid hitting them all the time, when the issue you are
542 debugging did not (yet) happen.  Here are some useful techniques for that:
544  . Put a breakpoint at 'Fredraw_display' before running Emacs.  Then do
545    whatever is required to reproduce the bad display, and invoke "M-x
546    redraw-display".  The debugger will kick in, and you can set or enable
547    breakpoints in strategic places, knowing that the bad display will be
548    redrawn from scratch.
550  . For debugging incorrect cursor position, a good place to put a breakpoint is
551    in 'set_cursor_from_row'.  The first time this function is called as part of
552    'redraw-display', Emacs is redrawing the minibuffer window, which is usually
553    not what you want; type "continue" to get to the call you want.  In general,
554    always make sure 'set_cursor_from_row' is called for the right window and
555    buffer by examining the value of w->contents: it should be the buffer whose
556    display you are debugging.
558  . 'set_cursor_from_row' is also a good place to look at the contents of a
559    screen line (a.k.a. "glyph row"), by means of the 'pgrow' GDB command.  Of
560    course, you need first to make sure the cursor is on the screen line which
561    you want to investigate.  If you have set a breakpoint in 'Fredraw_display',
562    as advised above, move cursor to that line before invoking 'redraw-display'.
564  . If the problem happens only at some specific buffer position or for some
565    specific rarely-used character, you can make your breakpoints conditional on
566    those values.  The display engine maintains the buffer and string position
567    it is processing in the it->current member; for example, the buffer
568    character position is in it->current.pos.charpos.  Most redisplay functions
569    accept a pointer to a 'struct it' object as their argument, so you can make
570    conditional breakpoints in those functions, like this:
572     (gdb) break x_produce_glyphs if it->current.pos.charpos == 1234
574    For conditioning on the character being displayed, use it->c or
575    it->char_to_display.
577  . You can also make the breakpoints conditional on what object is being used
578    for producing glyphs for display.  The it->method member has the value
579    GET_FROM_BUFFER for displaying buffer contents, GET_FROM_STRING for
580    displaying a Lisp string (e.g., a 'display' property or an overlay string),
581    GET_FROM_IMAGE for displaying an image, etc.  See 'enum it_method' in
582    dispextern.h for the full list of values.
584 ** Following longjmp call.
586 Recent versions of glibc (2.4+?) encrypt stored values for setjmp/longjmp which
587 prevents GDB from being able to follow a longjmp call using 'next'.  To
588 disable this protection you need to set the environment variable
589 LD_POINTER_GUARD to 0.
591 ** Using GDB in Emacs
593 Debugging with GDB in Emacs offers some advantages over the command line (See
594 the GDB Graphical Interface node of the Emacs manual).  There are also some
595 features available just for debugging Emacs:
597 1) The command gud-print is available on the tool bar (the 'p' icon) and
598    allows the user to print the s-expression of the variable at point,
599    in the GUD buffer.
601 2) Pressing 'p' on a component of a watch expression that is a lisp object
602    in the speedbar prints its s-expression in the GUD buffer.
604 3) The STOP button on the tool bar and the Signals->STOP menu-bar menu
605    item are adjusted so that they send SIGTSTP instead of the usual
606    SIGINT.
608 4) The command gud-pv has the global binding 'C-x C-a C-v' and prints the
609    value of the lisp variable at point.
611 ** Debugging what happens while preloading and dumping Emacs
613 Debugging 'temacs' is useful when you want to establish whether a
614 problem happens in an undumped Emacs.  To run 'temacs' under a
615 debugger, type "gdb temacs", then start it with 'r -batch -l loadup'.
617 If you need to debug what happens during dumping, start it with 'r -batch -l
618 loadup dump' instead.  For debugging the bootstrap dumping, use "loadup
619 bootstrap" instead of "loadup dump".
621 If temacs actually succeeds when running under GDB in this way, do not
622 try to run the dumped Emacs, because it was dumped with the GDB
623 breakpoints in it.
625 ** If you encounter X protocol errors
627 The X server normally reports protocol errors asynchronously,
628 so you find out about them long after the primitive which caused
629 the error has returned.
631 To get clear information about the cause of an error, try evaluating
632 (x-synchronize t).  That puts Emacs into synchronous mode, where each
633 Xlib call checks for errors before it returns.  This mode is much
634 slower, but when you get an error, you will see exactly which call
635 really caused the error.
637 You can start Emacs in a synchronous mode by invoking it with the -xrm
638 option, like this:
640     emacs -xrm "emacs.synchronous: true"
642 Setting a breakpoint in the function 'x_error_quitter' and looking at
643 the backtrace when Emacs stops inside that function will show what
644 code causes the X protocol errors.
646 Note that the -xrm option may have no effect when you make an Emacs
647 process invoked with the -nw option a server and want to trace X
648 protocol errors from subsequent invocations of emacsclient in a GUI
649 frame.  In that case calling the initial Emacs via
651   emacs -nw --eval '(setq x-command-line-resources "emacs.synchronous: true")'
653 should give more reliable results.
655 For X protocol errors related to displaying unusual characters or to
656 font-related customizations, try invoking Emacs like this:
658   XFT_DEBUG=16 emacs -xrm "emacs.synchronous: true"
660 This should produce information from the libXft library which could
661 give useful hints regarding font-related problems in that library.
663 Some bugs related to the X protocol disappear when Emacs runs in a
664 synchronous mode.  To track down those bugs, we suggest the following
665 procedure:
667   - Run Emacs under a debugger and put a breakpoint inside the
668     primitive function which, when called from Lisp, triggers the X
669     protocol errors.  For example, if the errors happen when you
670     delete a frame, put a breakpoint inside 'Fdelete_frame'.
672   - When the breakpoint breaks, step through the code, looking for
673     calls to X functions (the ones whose names begin with "X" or
674     "Xt" or "Xm").
676   - Insert calls to 'XSync' before and after each call to the X
677     functions, like this:
679        XSync (f->output_data.x->display_info->display, 0);
681     where 'f' is the pointer to the 'struct frame' of the selected
682     frame, normally available via XFRAME (selected_frame).  (Most
683     functions which call X already have some variable that holds the
684     pointer to the frame, perhaps called 'f' or 'sf', so you shouldn't
685     need to compute it.)
687     If your debugger can call functions in the program being debugged,
688     you should be able to issue the calls to 'XSync' without recompiling
689     Emacs.  For example, with GDB, just type:
691        call XSync (f->output_data.x->display_info->display, 0)
693     before and immediately after the suspect X calls.  If your
694     debugger does not support this, you will need to add these pairs
695     of calls in the source and rebuild Emacs.
697     Either way, systematically step through the code and issue these
698     calls until you find the first X function called by Emacs after
699     which a call to 'XSync' winds up in the function
700     'x_error_quitter'.  The first X function call for which this
701     happens is the one that generated the X protocol error.
703   - You should now look around this offending X call and try to figure
704     out what is wrong with it.
706 ** If Emacs causes errors or memory leaks in your X server
708 You can trace the traffic between Emacs and your X server with a tool
709 like xmon.
711 Xmon can be used to see exactly what Emacs sends when X protocol errors
712 happen.  If Emacs causes the X server memory usage to increase you can
713 use xmon to see what items Emacs creates in the server (windows,
714 graphical contexts, pixmaps) and what items Emacs delete.  If there
715 are consistently more creations than deletions, the type of item
716 and the activity you do when the items get created can give a hint where
717 to start debugging.
719 ** If the symptom of the bug is that Emacs fails to respond
721 Don't assume Emacs is 'hung'--it may instead be in an infinite loop.
722 To find out which, make the problem happen under GDB and stop Emacs
723 once it is not responding.  (If Emacs is using X Windows directly, you
724 can stop Emacs by typing C-z at the GDB job.  On MS-Windows, run Emacs
725 as usual, and then attach GDB to it -- that will usually interrupt
726 whatever Emacs is doing and let you perform the steps described
727 below.)
729 Then try stepping with 'step'.  If Emacs is hung, the 'step' command
730 won't return.  If it is looping, 'step' will return.
732 If this shows Emacs is hung in a system call, stop it again and
733 examine the arguments of the call.  If you report the bug, it is very
734 important to state exactly where in the source the system call is, and
735 what the arguments are.
737 If Emacs is in an infinite loop, try to determine where the loop
738 starts and ends.  The easiest way to do this is to use the GDB command
739 'finish'.  Each time you use it, Emacs resumes execution until it
740 exits one stack frame.  Keep typing 'finish' until it doesn't
741 return--that means the infinite loop is in the stack frame which you
742 just tried to finish.
744 Stop Emacs again, and use 'finish' repeatedly again until you get back
745 to that frame.  Then use 'next' to step through that frame.  By
746 stepping, you will see where the loop starts and ends.  Also, examine
747 the data being used in the loop and try to determine why the loop does
748 not exit when it should.
750 On GNU and Unix systems, you can also trying sending Emacs SIGUSR2,
751 which, if 'debug-on-event' has its default value, will cause Emacs to
752 attempt to break it out of its current loop and into the Lisp
753 debugger.  (See the node "Debugging" in the ELisp manual for the
754 details about the Lisp debugger.)  This feature is useful when a
755 C-level debugger is not conveniently available.
757 ** If certain operations in Emacs are slower than they used to be, here
758 is some advice for how to find out why.
760 Stop Emacs repeatedly during the slow operation, and make a backtrace
761 each time.  Compare the backtraces looking for a pattern--a specific
762 function that shows up more often than you'd expect.
764 If you don't see a pattern in the C backtraces, get some Lisp
765 backtrace information by typing "xbacktrace" or by looking at Ffuncall
766 frames (see above), and again look for a pattern.
768 When using X, you can stop Emacs at any time by typing C-z at GDB.
769 When not using X, you can do this with C-g.  On non-Unix platforms,
770 such as MS-DOS, you might need to press C-BREAK instead.
772 ** If GDB does not run and your debuggers can't load Emacs.
774 On some systems, no debugger can load Emacs with a symbol table,
775 perhaps because they all have fixed limits on the number of symbols
776 and Emacs exceeds the limits.  Here is a method that can be used
777 in such an extremity.  Do
779     nm -n temacs > nmout
780     strip temacs
781     adb temacs
782     0xd:i
783     0xe:i
784     14:i
785     17:i
786     :r -l loadup   (or whatever)
788 It is necessary to refer to the file 'nmout' to convert
789 numeric addresses into symbols and vice versa.
791 It is useful to be running under a window system.
792 Then, if Emacs becomes hopelessly wedged, you can create another
793 window to do kill -9 in.  kill -ILL is often useful too, since that
794 may make Emacs dump core or return to adb.
796 ** Debugging incorrect screen updating on a text terminal.
798 To debug Emacs problems that update the screen wrong, it is useful
799 to have a record of what input you typed and what Emacs sent to the
800 screen.  To make these records, do
802 (open-dribble-file "~/.dribble")
803 (open-termscript "~/.termscript")
805 The dribble file contains all characters read by Emacs from the
806 terminal, and the termscript file contains all characters it sent to
807 the terminal.  The use of the directory '~/' prevents interference
808 with any other user.
810 If you have irreproducible display problems, put those two expressions
811 in your ~/.emacs file.  When the problem happens, exit the Emacs that
812 you were running, kill it, and rename the two files.  Then you can start
813 another Emacs without clobbering those files, and use it to examine them.
815 An easy way to see if too much text is being redrawn on a terminal is to
816 evaluate '(setq inverse-video t)' before you try the operation you think
817 will cause too much redrawing.  This doesn't refresh the screen, so only
818 newly drawn text is in inverse video.
820 ** Debugging LessTif
822 If you encounter bugs whereby Emacs built with LessTif grabs all mouse
823 and keyboard events, or LessTif menus behave weirdly, it might be
824 helpful to set the 'DEBUGSOURCES' and 'DEBUG_FILE' environment
825 variables, so that one can see what LessTif was doing at this point.
826 For instance
828   export DEBUGSOURCES="RowColumn.c:MenuShell.c:MenuUtil.c"
829   export DEBUG_FILE=/usr/tmp/LESSTIF_TRACE
830   emacs &
832 causes LessTif to print traces from the three named source files to a
833 file in '/usr/tmp' (that file can get pretty large).  The above should
834 be typed at the shell prompt before invoking Emacs, as shown by the
835 last line above.
837 Running GDB from another terminal could also help with such problems.
838 You can arrange for GDB to run on one machine, with the Emacs display
839 appearing on another.  Then, when the bug happens, you can go back to
840 the machine where you started GDB and use the debugger from there.
842 ** Debugging problems which happen in GC
844 The array 'last_marked' (defined on alloc.c) can be used to display up
845 to the 512 most-recent objects marked by the garbage collection process.
846 Whenever the garbage collector marks a Lisp object, it records the
847 pointer to that object in the 'last_marked' array, which is maintained
848 as a circular buffer.  The variable 'last_marked_index' holds the
849 index into the 'last_marked' array one place beyond where the pointer
850 to the very last marked object is stored.
852 The single most important goal in debugging GC problems is to find the
853 Lisp data structure that got corrupted.  This is not easy since GC
854 changes the tag bits and relocates strings which make it hard to look
855 at Lisp objects with commands such as 'pr'.  It is sometimes necessary
856 to convert Lisp_Object variables into pointers to C struct's manually.
858 Use the 'last_marked' array and the source to reconstruct the sequence
859 that objects were marked.  In general, you need to correlate the
860 values recorded in the 'last_marked' array with the corresponding
861 stack frames in the backtrace, beginning with the innermost frame.
862 Some subroutines of 'mark_object' are invoked recursively, others loop
863 over portions of the data structure and mark them as they go.  By
864 looking at the code of those routines and comparing the frames in the
865 backtrace with the values in 'last_marked', you will be able to find
866 connections between the values in 'last_marked'.  E.g., when GC finds
867 a cons cell, it recursively marks its car and its cdr.  Similar things
868 happen with properties of symbols, elements of vectors, etc.  Use
869 these connections to reconstruct the data structure that was being
870 marked, paying special attention to the strings and names of symbols
871 that you encounter: these strings and symbol names can be used to grep
872 the sources to find out what high-level symbols and global variables
873 are involved in the crash.
875 Once you discover the corrupted Lisp object or data structure, grep
876 the sources for its uses and try to figure out what could cause the
877 corruption.  If looking at the sources doesn't help, you could try
878 setting a watchpoint on the corrupted data, and see what code modifies
879 it in some invalid way.  (Obviously, this technique is only useful for
880 data that is modified only very rarely.)
882 It is also useful to look at the corrupted object or data structure in
883 a fresh Emacs session and compare its contents with a session that you
884 are debugging.
886 ** Debugging problems with non-ASCII characters
888 If you experience problems which seem to be related to non-ASCII
889 characters, such as \201 characters appearing in the buffer or in your
890 files, set the variable byte-debug-flag to t.  This causes Emacs to do
891 some extra checks, such as look for broken relations between byte and
892 character positions in buffers and strings; the resulting diagnostics
893 might pinpoint the cause of the problem.
895 ** Debugging the TTY (non-windowed) version
897 The most convenient method of debugging the character-terminal display
898 is to do that on a window system such as X.  Begin by starting an
899 xterm window, then type these commands inside that window:
901   $ tty
902   $ echo $TERM
904 Let's say these commands print "/dev/ttyp4" and "xterm", respectively.
906 Now start Emacs (the normal, windowed-display session, i.e. without
907 the '-nw' option), and invoke "M-x gdb RET emacs RET" from there.  Now
908 type these commands at GDB's prompt:
910   (gdb) set args -nw -t /dev/ttyp4
911   (gdb) set environment TERM xterm
912   (gdb) run
914 The debugged Emacs should now start in no-window mode with its display
915 directed to the xterm window you opened above.
917 Similar arrangement is possible on a character terminal by using the
918 'screen' package.
920 On MS-Windows, you can start Emacs in its own separate console by
921 setting the new-console option before running Emacs under GDB:
923   (gdb) set new-console 1
924   (gdb) run
926 ** Running Emacs built with malloc debugging packages
928 If Emacs exhibits bugs that seem to be related to use of memory
929 allocated off the heap, it might be useful to link Emacs with a
930 special debugging library, such as Electric Fence (a.k.a. efence) or
931 GNU Checker, which helps find such problems.
933 Emacs compiled with such packages might not run without some hacking,
934 because Emacs replaces the system's memory allocation functions with
935 its own versions, and because the dumping process might be
936 incompatible with the way these packages use to track allocated
937 memory.  Here are some of the changes you might find necessary:
939   - Edit configure, to set system_malloc and CANNOT_DUMP to "yes".
941   - Configure with a different --prefix= option.  If you use GCC,
942     version 2.7.2 is preferred, as some malloc debugging packages
943     work a lot better with it than with 2.95 or later versions.
945   - Type "make" then "make -k install".
947   - If required, invoke the package-specific command to prepare
948     src/temacs for execution.
950   - cd ..; src/temacs
952 (Note that this runs 'temacs' instead of the usual 'emacs' executable.
953 This avoids problems with dumping Emacs mentioned above.)
955 Some malloc debugging libraries might print lots of false alarms for
956 bitfields used by Emacs in some data structures.  If you want to get
957 rid of the false alarms, you will have to hack the definitions of
958 these data structures on the respective headers to remove the ':N'
959 bitfield definitions (which will cause each such field to use a full
960 int).
962 ** How to recover buffer contents from an Emacs core dump file
964 The file etc/emacs-buffer.gdb defines a set of GDB commands for
965 recovering the contents of Emacs buffers from a core dump file.  You
966 might also find those commands useful for displaying the list of
967 buffers in human-readable format from within the debugger.
970 This file is part of GNU Emacs.
972 GNU Emacs is free software: you can redistribute it and/or modify
973 it under the terms of the GNU General Public License as published by
974 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
975 (at your option) any later version.
977 GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
978 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
979 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
980 GNU General Public License for more details.
982 You should have received a copy of the GNU General Public License
983 along with GNU Emacs.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
986 Local variables:
987 mode: outline
988 paragraph-separate: "[  \f]*$"
989 end: