* admin/gitmerge.el (gitmerge-missing):
[emacs.git] / etc / DEBUG
blob9fa6ac1d11c6cf1aff117e347c8335c3a71a5feb
1 Debugging GNU Emacs
3 Copyright (C) 1985, 2000-2017 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   CFLAGS='-O0 -g3' ./configure --enable-checking='yes,glyphs' --enable-check-lisp-object-type
21 The CFLAGS value is important: debugging optimized code can be very
22 hard.  (If the problem only happens with optimized code, you may need
23 to enable optimizations.  If that happens, try using -Og first,
24 instead of -O2, as the former will disable some optimizations that
25 make debugging some code exceptionally hard.)
27 Modern versions of GCC support more elaborate debug info that is
28 available by just using the -g3 compiler switch.  Try using -gdwarf-4
29 in addition to -g3, and if that fails, try -gdwarf-3.  This is
30 especially important if you have to debug optimized code.  More info
31 about this is available below; search for "analyze failed assertions".
33 The 2 --enable-* switches are optional.  They don't have any effect on
34 debugging with GDB, but will compile additional code that might catch
35 the problem you are debugging much earlier, in the form of assertion
36 violation.  The --enable-checking option also enables additional
37 functionality useful for debugging display problems; see more about
38 this below under "Debugging Emacs redisplay problems".
40 Emacs needs not be installed to be debugged, you can debug the binary
41 created in the 'src' directory.
43 *** Configuring GDB
45 When you debug Emacs with GDB, you should start GDB in the directory
46 where the Emacs executable was made (the 'src' directory in the Emacs
47 source tree).  That directory has a .gdbinit file that defines various
48 "user-defined" commands for debugging Emacs.  (These commands are
49 described below under "Examining Lisp object values" and "Debugging
50 Emacs Redisplay problems".)
52 Starting the debugger from Emacs, via the "M-x gdb" command (described
53 below), when the current buffer visits one of the Emacs C source files
54 will automatically start GDB in the 'src' directory.
56 Some GDB versions by default do not automatically load .gdbinit files
57 in the directory where you invoke GDB.  With those versions of GDB,
58 you will see a warning when GDB starts, like this:
60   warning: File ".../src/.gdbinit" auto-loading has been declined by your `auto-load safe-path' set to "$debugdir:$datadir/auto-load".
62 The simplest way to fix this is to add the following line to your
63 ~/.gdbinit file:
65   add-auto-load-safe-path /path/to/emacs/src/.gdbinit
67 There are other ways to overcome that difficulty, they are all
68 described in the node "Auto-loading safe path" in the GDB user manual.
69 If nothing else helps, type "source /path/to/.gdbinit RET" at the GDB
70 prompt, to unconditionally load the GDB init file.
72 *** Use the Emacs GDB UI front-end
74 We recommend using the GUI front-end for GDB provided by Emacs.  With
75 it, you can start GDB by typing "M-x gdb RET".  This will suggest the
76 file name of the default binary to debug; if the suggested default is
77 not the Emacs binary you want to debug, change the file name as
78 needed.  Alternatively, if you want to attach the debugger to an
79 already running Emacs process, change the GDB command shown in the
80 minibuffer to say this:
82    gdb -i=mi -p PID
84 where PID is the numerical process ID of the running Emacs process,
85 displayed by system utilities such as 'top' or 'ps' on Posix hosts and
86 Task Manager on MS-Windows.
88 Once the debugger starts, open the additional windows provided by the
89 GDB UI, by typing "M-x gdb-many-windows RET".  (Alternatively, click
90 Gud->GDB-MI->Display Other Windows" from the menu bar.)  At this
91 point, make your frame large enough (or full-screen) such that the
92 windows you just opened have enough space to show the content without
93 horizontal scrolling.
95 You can later restore your window configuration with the companion
96 command "M-x gdb-restore-windows RET", or by deselecting "Display
97 Other Windows" from the menu bar.
99 *** Setting initial breakpoints
101 Before you let Emacs run, you should now set breakpoints in the code
102 which you want to debug, so that Emacs stops there and lets GDB take
103 control.  If the code which you want to debug is executed under some
104 rare conditions, or only when a certain Emacs command is manually
105 invoked, then just set your breakpoint there, let Emacs run, and
106 trigger the breakpoint by invoking that command or reproducing those
107 rare conditions.
109 If you are less lucky, and the code in question is run very
110 frequently, you will have to find some way of avoiding triggering your
111 breakpoint when the conditions for the buggy behavior did not yet
112 happen.  There's no single recipe for this, you will have to be
113 creative and study the code to see what's appropriate.  Some useful
114 tricks for that:
116   . Make your breakpoint conditional on certain buffer or string
117     position.  For example:
119       (gdb) break foo.c:1234 if PT >= 9876
121   . Set a break point in some rarely called function, then create the
122     conditions for the bug, call that rare function, and when GDB gets
123     control, set the breakpoint in the buggy code, knowing that it
124     will now be called when the bug happens.
126   . If the bug manifests itself as an error message, set a breakpoint
127     in Fsignal, and when it breaks, look at the backtrace to see what
128     triggers the error.
130 Some additional techniques are described below under "Getting control
131 to the debugger".
133 You are now ready to start your debugging session.
135 If you are starting a new Emacs session, type "run", followed by any
136 command-line arguments (e.g., "-Q") into the *gud-emacs* buffer and
137 press RET.
139 If you attached the debugger to a running Emacs, type "continue" into
140 the *gud-emacs* buffer and press RET.
142 Many variables you will encounter while debugging are Lisp objects.
143 These are normally displayed as opaque pointers or integers that are
144 hard to interpret, especially if they represent long lists.
145 (They are instead displayed as structures containing these opaque
146 values, if --enable-check-lisp-object-type is in effect.)  You can
147 use the 'pp' command to display them in their Lisp form.  That command
148 displays its output on the standard error stream, which you
149 can redirect to a file using "M-x redirect-debugging-output".
150 This means that if you attach GDB to a running Emacs that was invoked
151 from a desktop icon, chances are you will not see the output at all,
152 or it will wind up in an obscure place (check the documentation of
153 your desktop environment).
155 Additional information about displaying Lisp objects can be found
156 under "Examining Lisp object values" below.
158 The rest of this document describes specific useful techniques for
159 debugging Emacs; we suggest reading it in its entirety the first time
160 you are about to debug Emacs, then look up your specific issues
161 whenever you need.
163 Good luck!
165 ** When you are trying to analyze failed assertions or backtraces, it
166 is essential to compile Emacs with flags suitable for debugging.
167 With GCC 4.8 or later, you can invoke 'make' with CFLAGS="-Og -g3".
168 With older GCC or non-GCC compilers, you can use CFLAGS="-O0 -g3".
169 With GCC and higher optimization levels such as -O2, the
170 -fno-omit-frame-pointer and -fno-crossjumping options are often
171 essential.  The latter prevents GCC from using the same abort call for
172 all assertions in a given function, rendering the stack backtrace
173 useless for identifying the specific failed assertion.
174 Some versions of GCC support recent versions of the DWARF standard for
175 debugging info, but default to older versions; for example, they could
176 support -gdwarf-4 compiler option (for DWARF v4), but default to
177 version 2 of the DWARF standard.  For best results in debugging
178 abilities, find out the highest version of DWARF your GCC can support,
179 and use the corresponding -gdwarf-N switch instead of just -g (you
180 will still need -g3, as in "-gdwarf-4 -g3").
182 ** It is a good idea to run Emacs under GDB (or some other suitable
183 debugger) *all the time*.  Then, when Emacs crashes, you will be able
184 to debug the live process, not just a core dump.  (This is especially
185 important on systems which don't support core files, and instead print
186 just the registers and some stack addresses.)
188 ** If Emacs hangs, or seems to be stuck in some infinite loop, typing
189 "kill -TSTP PID", where PID is the Emacs process ID, will cause GDB to
190 kick in, provided that you run under GDB.
192 ** Getting control to the debugger
194 Setting a breakpoint in a strategic place, after loading Emacs into
195 the debugger, but before running it, is the most efficient way of
196 making sure control will be returned to the debugger when you need
197 that.
199 'Fsignal' is a very useful place to put a breakpoint in.  All Lisp
200 errors go through there.  If you are only interested in errors that
201 would fire the Lisp debugger, breaking at 'maybe_call_debugger' is
202 useful.
204 Another technique for get control to the debugger is to put a
205 breakpoint in some rarely used function.  One such convenient function
206 is Fredraw_display, which you can invoke at will interactively with
207 "M-x redraw-display RET".
209 It is also useful to have a guaranteed way to return to the debugger
210 at any arbitrary time.  When using X, this is easy: type C-z at the
211 window where you are interacting with GDB, and it will stop Emacs just
212 as it would stop any ordinary program.  (This doesn't work if GDB was
213 attached to a running Emacs process; in that case, you will need to
214 type C-z to the shell window from which Emacs was started, or use the
215 "kill -TSTP" method described below.)
217 When Emacs is displaying on a text terminal, things are not so easy,
218 so we describe the various alternatives below (however, those of them
219 that use signals only work on Posix systems).
221 The src/.gdbinit file in the Emacs distribution arranges for SIGINT
222 (C-g in Emacs on a text-mode frame) to be passed to Emacs and not give
223 control back to GDB.  On modern systems, you can override that with
224 this command:
226    handle SIGINT stop nopass
228 After this 'handle' command, SIGINT will return control to GDB.  If
229 you want the C-g to cause a quit within Emacs as well, omit the 'nopass'.
230 See the GDB manual for more details about signal handling and the
231 'handle' command.
233 A technique that can work when 'handle SIGINT' does not is to store
234 the code for some character into the variable stop_character.  Thus,
236     set stop_character = 29
238 makes Control-] (decimal code 29) the stop character.
239 Typing Control-] will cause immediate stop.  You cannot
240 use the set command until the inferior process has been started, so
241 start Emacs with the 'start' command, to get an opportunity to do the
242 above 'set' command.
244 On a Posix host, you can also send a signal using the 'kill' command
245 from a shell prompt, like this:
247    kill -TSTP Emacs-PID
249 where Emacs-PID is the process ID of Emacs being debugged.  Other
250 useful signals to send are SIGUSR1 and SIGUSR2; see "Error Debugging"
251 in the ELisp manual for how to use those.
253 When Emacs is displaying on a text terminal, it is useful to have a
254 separate terminal for the debug session.  This can be done by starting
255 Emacs as usual, then attaching to it from gdb with the 'attach'
256 command which is explained in the node "Attach" of the GDB manual.
258 On MS-Windows, you can alternatively start Emacs from its own separate
259 console by setting the new-console option before running Emacs under
260 GDB:
262   (gdb) set new-console 1
263   (gdb) run
265 If you do this, then typing C-c or C-BREAK into the console window
266 through which you interact with GDB will stop Emacs and return control
267 to the debugger, no matter if Emacs displays GUI or text-mode frames.
268 This is the only reliable alternative on MS-Windows to get control to
269 the debugger, besides setting breakpoints in advance.
271 ** Examining Lisp object values.
273 When you have a live process to debug, and it has not encountered a
274 fatal error, you can use the GDB command 'pr'.  First print the value
275 in the ordinary way, with the 'p' command.  Then type 'pr' with no
276 arguments.  This calls a subroutine which uses the Lisp printer.
278 You can also use 'pp value' to print the emacs value directly.
280 To see the current value of a Lisp Variable, use 'pv variable'.
282 These commands send their output to stderr; if that is closed or
283 redirected to some file you don't know, you won't see their output.
284 This is particularly so for Emacs invoked on MS-Windows from the
285 desktop shortcut.  You can use the command 'redirect-debugging-output'
286 to redirect stderr to a file.
288 Note: It is not a good idea to try 'pr', 'pp', or 'pv' if you know that Emacs
289 is in deep trouble: its stack smashed (e.g., if it encountered SIGSEGV
290 due to stack overflow), or crucial data structures, such as 'obarray',
291 corrupted, etc.  In such cases, the Emacs subroutine called by 'pr'
292 might make more damage, like overwrite some data that is important for
293 debugging the original problem.
295 Also, on some systems it is impossible to use 'pr' if you stopped
296 Emacs while it was inside 'select'.  This is in fact what happens if
297 you stop Emacs while it is waiting.  In such a situation, don't try to
298 use 'pr'.  Instead, use 's' to step out of the system call.  Then
299 Emacs will be between instructions and capable of handling 'pr'.
301 If you can't use 'pr' command, for whatever reason, you can use the
302 'xpr' command to print out the data type and value of the last data
303 value, For example:
305     p it->object
306     xpr
308 You may also analyze data values using lower-level commands.  Use the
309 'xtype' command to print out the data type of the last data value.
310 Once you know the data type, use the command that corresponds to that
311 type.  Here are these commands:
313     xint xptr xwindow xmarker xoverlay xmiscfree xintfwd xboolfwd xobjfwd
314     xbufobjfwd xkbobjfwd xbuflocal xbuffer xsymbol xstring xvector xframe
315     xwinconfig xcompiled xcons xcar xcdr xsubr xprocess xfloat xscrollbar
316     xchartable xsubchartable xboolvector xhashtable xlist xcoding
317     xcharset xfontset xfont
319 Each one of them applies to a certain type or class of types.
320 (Some of these types are not visible in Lisp, because they exist only
321 internally.)
323 Each x... command prints some information about the value, and
324 produces a GDB value (subsequently available in $) through which you
325 can get at the rest of the contents.
327 In general, most of the rest of the contents will be additional Lisp
328 objects which you can examine in turn with the x... commands.
330 Even with a live process, these x...  commands are useful for
331 examining the fields in a buffer, window, process, frame or marker.
332 Here's an example using concepts explained in the node "Value History"
333 of the GDB manual to print values associated with the variable
334 called frame.  First, use these commands:
336   cd src
337   gdb emacs
338   b set_frame_buffer_list
339   r -q
341 Then Emacs hits the breakpoint:
343   (gdb) p frame
344   $1 = 139854428
345   (gdb) xpr
346   Lisp_Vectorlike
347   PVEC_FRAME
348   $2 = (struct frame *) 0x8560258
349   "emacs@localhost"
350   (gdb) p *$
351   $3 = {
352     size = 1073742931,
353     next = 0x85dfe58,
354     name = 140615219,
355     [...]
356   }
358 Now we can use 'pp' to print the frame parameters:
360   (gdb) pp $->param_alist
361   ((background-mode . light) (display-type . color) [...])
363 The Emacs C code heavily uses macros defined in lisp.h.  So suppose
364 we want the address of the l-value expression near the bottom of
365 'add_command_key' from keyboard.c:
367   XVECTOR (this_command_keys)->contents[this_command_key_count++] = key;
369 XVECTOR is a macro, so GDB only knows about it if Emacs has been compiled with
370 preprocessor macro information.  GCC provides this if you specify the options
371 '-gdwarf-N' (where N is 2 or higher) and '-g3'.  In this case, GDB can
372 evaluate expressions like "p XVECTOR (this_command_keys)".
374 When this information isn't available, you can use the xvector command in GDB
375 to get the same result.  Here is how:
377   (gdb) p this_command_keys
378   $1 = 1078005760
379   (gdb) xvector
380   $2 = (struct Lisp_Vector *) 0x411000
381   0
382   (gdb) p $->contents[this_command_key_count]
383   $3 = 1077872640
384   (gdb) p &$
385   $4 = (int *) 0x411008
387 Here's a related example of macros and the GDB 'define' command.
388 There are many Lisp vectors such as 'recent_keys', which contains the
389 last 300 keystrokes.  We can print this Lisp vector
391   p recent_keys
392   pr
394 But this may be inconvenient, since 'recent_keys' is much more verbose
395 than 'C-h l'.  We might want to print only the last 10 elements of
396 this vector.  'recent_keys' is updated in keyboard.c by the command
398   XVECTOR (recent_keys)->contents[recent_keys_index] = c;
400 So we define a GDB command 'xvector-elts', so the last 10 keystrokes
401 are printed by
403   xvector-elts recent_keys recent_keys_index 10
405 where you can define xvector-elts as follows:
407   define xvector-elts
408   set $i = 0
409   p $arg0
410   xvector
411   set $foo = $
412   while $i < $arg2
413   p $foo->contents[$arg1-($i++)]
414   pr
415   end
416   document xvector-elts
417   Prints a range of elements of a Lisp vector.
418   xvector-elts  v n i
419   prints 'i' elements of the vector 'v' ending at the index 'n'.
420   end
422 ** Getting Lisp-level backtrace information within GDB
424 The most convenient way is to use the 'xbacktrace' command.  This
425 shows the names of the Lisp functions that are currently active.
427 If that doesn't work (e.g., because the 'backtrace_list' structure is
428 corrupted), type "bt" at the GDB prompt, to produce the C-level
429 backtrace, and look for stack frames that call Ffuncall.  Select them
430 one by one in GDB, by typing "up N", where N is the appropriate number
431 of frames to go up, and in each frame that calls Ffuncall type this:
433    p *args
434    pr
436 This will print the name of the Lisp function called by that level
437 of function calling.
439 By printing the remaining elements of args, you can see the argument
440 values.  Here's how to print the first argument:
442    p args[1]
443    pr
445 If you do not have a live process, you can use xtype and the other
446 x...  commands such as xsymbol to get such information, albeit less
447 conveniently.  For example:
449    p *args
450    xtype
452 and, assuming that "xtype" says that args[0] is a symbol:
454    xsymbol
456 ** Debugging Emacs redisplay problems
458 If you configured Emacs with --enable-checking='glyphs', you can use redisplay
459 tracing facilities from a running Emacs session.
461 The command "M-x trace-redisplay RET" will produce a trace of what redisplay
462 does on the standard error stream.  This is very useful for understanding the
463 code paths taken by the display engine under various conditions, especially if
464 some redisplay optimizations produce wrong results.  (You know that redisplay
465 optimizations might be involved if "M-x redraw-display RET", or even just
466 typing "M-x", causes Emacs to correct the bad display.)  Since the cursor
467 blinking feature triggers periodic redisplay cycles, we recommend disabling
468 'blink-cursor-mode' before invoking 'trace-redisplay', so that you have less
469 clutter in the trace.  You can also have up to 30 last trace messages dumped to
470 standard error by invoking the 'dump-redisplay-history' command.
472 To find the code paths which were taken by the display engine, search xdisp.c
473 for the trace messages you see.
475 The command 'dump-glyph-matrix' is useful for producing on standard error
476 stream a full dump of the selected window's glyph matrix.  See the function's
477 doc string for more details.  If you are debugging redisplay issues in
478 text-mode frames, you may find the command 'dump-frame-glyph-matrix' useful.
480 Other commands useful for debugging redisplay are 'dump-glyph-row' and
481 'dump-tool-bar-row'.
483 If you run Emacs under GDB, you can print the contents of any glyph matrix by
484 just calling that function with the matrix as its argument.  For example, the
485 following command will print the contents of the current matrix of the window
486 whose pointer is in 'w':
488   (gdb) p dump_glyph_matrix (w->current_matrix, 2)
490 (The second argument 2 tells dump_glyph_matrix to print the glyphs in
491 a long form.)
493 The Emacs display code includes special debugging code, but it is normally
494 disabled.  Configuring Emacs with --enable-checking='yes,glyphs' enables it.
496 Building Emacs like that activates many assertions which scrutinize
497 display code operation more than Emacs does normally.  (To see the
498 code which tests these assertions, look for calls to the 'eassert'
499 macros.)  Any assertion that is reported to fail should be investigated.
501 When you debug display problems running emacs under X, you can use
502 the 'ff' command to flush all pending display updates to the screen.
504 The src/.gdbinit file defines many useful commands for dumping redisplay
505 related data structures in a terse and user-friendly format:
507  'ppt' prints value of PT, narrowing, and gap in current buffer.
508  'pit' dumps the current display iterator 'it'.
509  'pwin' dumps the current window 'win'.
510  'prow' dumps the current glyph_row 'row'.
511  'pg' dumps the current glyph 'glyph'.
512  'pgi' dumps the next glyph.
513  'pgrow' dumps all glyphs in current glyph_row 'row'.
514  'pcursor' dumps current output_cursor.
516 The above commands also exist in a version with an 'x' suffix which takes an
517 object of the relevant type as argument.  For example, 'pgrowx' dumps all
518 glyphs in its argument, which must be of type 'struct glyph_row'.
520 Since redisplay is performed by Emacs very frequently, you need to place your
521 breakpoints cleverly to avoid hitting them all the time, when the issue you are
522 debugging did not (yet) happen.  Here are some useful techniques for that:
524  . Put a breakpoint at 'Fredraw_display' before running Emacs.  Then do
525    whatever is required to reproduce the bad display, and invoke "M-x
526    redraw-display".  The debugger will kick in, and you can set or enable
527    breakpoints in strategic places, knowing that the bad display will be
528    redrawn from scratch.
530  . For debugging incorrect cursor position, a good place to put a breakpoint is
531    in 'set_cursor_from_row'.  The first time this function is called as part of
532    'redraw-display', Emacs is redrawing the minibuffer window, which is usually
533    not what you want; type "continue" to get to the call you want.  In general,
534    always make sure 'set_cursor_from_row' is called for the right window and
535    buffer by examining the value of w->contents: it should be the buffer whose
536    display you are debugging.
538  . 'set_cursor_from_row' is also a good place to look at the contents of a
539    screen line (a.k.a. "glyph row"), by means of the 'pgrow' GDB command.  Of
540    course, you need first to make sure the cursor is on the screen line which
541    you want to investigate.  If you have set a breakpoint in 'Fredraw_display',
542    as advised above, move cursor to that line before invoking 'redraw-display'.
544  . If the problem happens only at some specific buffer position or for some
545    specific rarely-used character, you can make your breakpoints conditional on
546    those values.  The display engine maintains the buffer and string position
547    it is processing in the it->current member; for example, the buffer
548    character position is in it->current.pos.charpos.  Most redisplay functions
549    accept a pointer to a 'struct it' object as their argument, so you can make
550    conditional breakpoints in those functions, like this:
552     (gdb) break x_produce_glyphs if it->current.pos.charpos == 1234
554    For conditioning on the character being displayed, use it->c or
555    it->char_to_display.
557  . You can also make the breakpoints conditional on what object is being used
558    for producing glyphs for display.  The it->method member has the value
559    GET_FROM_BUFFER for displaying buffer contents, GET_FROM_STRING for
560    displaying a Lisp string (e.g., a 'display' property or an overlay string),
561    GET_FROM_IMAGE for displaying an image, etc.  See 'enum it_method' in
562    dispextern.h for the full list of values.
564 ** Following longjmp call.
566 Recent versions of glibc (2.4+?) encrypt stored values for setjmp/longjmp which
567 prevents GDB from being able to follow a longjmp call using 'next'.  To
568 disable this protection you need to set the environment variable
569 LD_POINTER_GUARD to 0.
571 ** Using GDB in Emacs
573 Debugging with GDB in Emacs offers some advantages over the command line (See
574 the GDB Graphical Interface node of the Emacs manual).  There are also some
575 features available just for debugging Emacs:
577 1) The command gud-print is available on the tool bar (the 'p' icon) and
578    allows the user to print the s-expression of the variable at point,
579    in the GUD buffer.
581 2) Pressing 'p' on a component of a watch expression that is a lisp object
582    in the speedbar prints its s-expression in the GUD buffer.
584 3) The STOP button on the tool bar and the Signals->STOP menu-bar menu
585    item are adjusted so that they send SIGTSTP instead of the usual
586    SIGINT.
588 4) The command gud-pv has the global binding 'C-x C-a C-v' and prints the
589    value of the lisp variable at point.
591 ** Debugging what happens while preloading and dumping Emacs
593 Debugging 'temacs' is useful when you want to establish whether a
594 problem happens in an undumped Emacs.  To run 'temacs' under a
595 debugger, type "gdb temacs", then start it with 'r -batch -l loadup'.
597 If you need to debug what happens during dumping, start it with 'r -batch -l
598 loadup dump' instead.  For debugging the bootstrap dumping, use "loadup
599 bootstrap" instead of "loadup dump".
601 If temacs actually succeeds when running under GDB in this way, do not
602 try to run the dumped Emacs, because it was dumped with the GDB
603 breakpoints in it.
605 ** If you encounter X protocol errors
607 The X server normally reports protocol errors asynchronously,
608 so you find out about them long after the primitive which caused
609 the error has returned.
611 To get clear information about the cause of an error, try evaluating
612 (x-synchronize t).  That puts Emacs into synchronous mode, where each
613 Xlib call checks for errors before it returns.  This mode is much
614 slower, but when you get an error, you will see exactly which call
615 really caused the error.
617 You can start Emacs in a synchronous mode by invoking it with the -xrm
618 option, like this:
620     emacs -xrm "emacs.synchronous: true"
622 Setting a breakpoint in the function 'x_error_quitter' and looking at
623 the backtrace when Emacs stops inside that function will show what
624 code causes the X protocol errors.
626 Note that the -xrm option may have no effect when you make an Emacs
627 process invoked with the -nw option a server and want to trace X
628 protocol errors from subsequent invocations of emacsclient in a GUI
629 frame.  In that case calling the initial Emacs via
631 emacs -nw --eval '(setq x-command-line-resources "emacs.synchronous: true")'
633 should give more reliable results.
635 Some bugs related to the X protocol disappear when Emacs runs in a
636 synchronous mode.  To track down those bugs, we suggest the following
637 procedure:
639   - Run Emacs under a debugger and put a breakpoint inside the
640     primitive function which, when called from Lisp, triggers the X
641     protocol errors.  For example, if the errors happen when you
642     delete a frame, put a breakpoint inside 'Fdelete_frame'.
644   - When the breakpoint breaks, step through the code, looking for
645     calls to X functions (the ones whose names begin with "X" or
646     "Xt" or "Xm").
648   - Insert calls to 'XSync' before and after each call to the X
649     functions, like this:
651        XSync (f->output_data.x->display_info->display, 0);
653     where 'f' is the pointer to the 'struct frame' of the selected
654     frame, normally available via XFRAME (selected_frame).  (Most
655     functions which call X already have some variable that holds the
656     pointer to the frame, perhaps called 'f' or 'sf', so you shouldn't
657     need to compute it.)
659     If your debugger can call functions in the program being debugged,
660     you should be able to issue the calls to 'XSync' without recompiling
661     Emacs.  For example, with GDB, just type:
663        call XSync (f->output_data.x->display_info->display, 0)
665     before and immediately after the suspect X calls.  If your
666     debugger does not support this, you will need to add these pairs
667     of calls in the source and rebuild Emacs.
669     Either way, systematically step through the code and issue these
670     calls until you find the first X function called by Emacs after
671     which a call to 'XSync' winds up in the function
672     'x_error_quitter'.  The first X function call for which this
673     happens is the one that generated the X protocol error.
675   - You should now look around this offending X call and try to figure
676     out what is wrong with it.
678 ** If Emacs causes errors or memory leaks in your X server
680 You can trace the traffic between Emacs and your X server with a tool
681 like xmon.
683 Xmon can be used to see exactly what Emacs sends when X protocol errors
684 happen.  If Emacs causes the X server memory usage to increase you can
685 use xmon to see what items Emacs creates in the server (windows,
686 graphical contexts, pixmaps) and what items Emacs delete.  If there
687 are consistently more creations than deletions, the type of item
688 and the activity you do when the items get created can give a hint where
689 to start debugging.
691 ** If the symptom of the bug is that Emacs fails to respond
693 Don't assume Emacs is 'hung'--it may instead be in an infinite loop.
694 To find out which, make the problem happen under GDB and stop Emacs
695 once it is not responding.  (If Emacs is using X Windows directly, you
696 can stop Emacs by typing C-z at the GDB job.  On MS-Windows, run Emacs
697 as usual, and then attach GDB to it -- that will usually interrupt
698 whatever Emacs is doing and let you perform the steps described
699 below.)
701 Then try stepping with 'step'.  If Emacs is hung, the 'step' command
702 won't return.  If it is looping, 'step' will return.
704 If this shows Emacs is hung in a system call, stop it again and
705 examine the arguments of the call.  If you report the bug, it is very
706 important to state exactly where in the source the system call is, and
707 what the arguments are.
709 If Emacs is in an infinite loop, try to determine where the loop
710 starts and ends.  The easiest way to do this is to use the GDB command
711 'finish'.  Each time you use it, Emacs resumes execution until it
712 exits one stack frame.  Keep typing 'finish' until it doesn't
713 return--that means the infinite loop is in the stack frame which you
714 just tried to finish.
716 Stop Emacs again, and use 'finish' repeatedly again until you get back
717 to that frame.  Then use 'next' to step through that frame.  By
718 stepping, you will see where the loop starts and ends.  Also, examine
719 the data being used in the loop and try to determine why the loop does
720 not exit when it should.
722 On GNU and Unix systems, you can also trying sending Emacs SIGUSR2,
723 which, if 'debug-on-event' has its default value, will cause Emacs to
724 attempt to break it out of its current loop and into the Lisp
725 debugger.  (See the node "Debugging" in the ELisp manual for the
726 details about the Lisp debugger.)  This feature is useful when a
727 C-level debugger is not conveniently available.
729 ** If certain operations in Emacs are slower than they used to be, here
730 is some advice for how to find out why.
732 Stop Emacs repeatedly during the slow operation, and make a backtrace
733 each time.  Compare the backtraces looking for a pattern--a specific
734 function that shows up more often than you'd expect.
736 If you don't see a pattern in the C backtraces, get some Lisp
737 backtrace information by typing "xbacktrace" or by looking at Ffuncall
738 frames (see above), and again look for a pattern.
740 When using X, you can stop Emacs at any time by typing C-z at GDB.
741 When not using X, you can do this with C-g.  On non-Unix platforms,
742 such as MS-DOS, you might need to press C-BREAK instead.
744 ** If GDB does not run and your debuggers can't load Emacs.
746 On some systems, no debugger can load Emacs with a symbol table,
747 perhaps because they all have fixed limits on the number of symbols
748 and Emacs exceeds the limits.  Here is a method that can be used
749 in such an extremity.  Do
751     nm -n temacs > nmout
752     strip temacs
753     adb temacs
754     0xd:i
755     0xe:i
756     14:i
757     17:i
758     :r -l loadup   (or whatever)
760 It is necessary to refer to the file 'nmout' to convert
761 numeric addresses into symbols and vice versa.
763 It is useful to be running under a window system.
764 Then, if Emacs becomes hopelessly wedged, you can create another
765 window to do kill -9 in.  kill -ILL is often useful too, since that
766 may make Emacs dump core or return to adb.
768 ** Debugging incorrect screen updating on a text terminal.
770 To debug Emacs problems that update the screen wrong, it is useful
771 to have a record of what input you typed and what Emacs sent to the
772 screen.  To make these records, do
774 (open-dribble-file "~/.dribble")
775 (open-termscript "~/.termscript")
777 The dribble file contains all characters read by Emacs from the
778 terminal, and the termscript file contains all characters it sent to
779 the terminal.  The use of the directory '~/' prevents interference
780 with any other user.
782 If you have irreproducible display problems, put those two expressions
783 in your ~/.emacs file.  When the problem happens, exit the Emacs that
784 you were running, kill it, and rename the two files.  Then you can start
785 another Emacs without clobbering those files, and use it to examine them.
787 An easy way to see if too much text is being redrawn on a terminal is to
788 evaluate '(setq inverse-video t)' before you try the operation you think
789 will cause too much redrawing.  This doesn't refresh the screen, so only
790 newly drawn text is in inverse video.
792 ** Debugging LessTif
794 If you encounter bugs whereby Emacs built with LessTif grabs all mouse
795 and keyboard events, or LessTif menus behave weirdly, it might be
796 helpful to set the 'DEBUGSOURCES' and 'DEBUG_FILE' environment
797 variables, so that one can see what LessTif was doing at this point.
798 For instance
800   export DEBUGSOURCES="RowColumn.c:MenuShell.c:MenuUtil.c"
801   export DEBUG_FILE=/usr/tmp/LESSTIF_TRACE
802   emacs &
804 causes LessTif to print traces from the three named source files to a
805 file in '/usr/tmp' (that file can get pretty large).  The above should
806 be typed at the shell prompt before invoking Emacs, as shown by the
807 last line above.
809 Running GDB from another terminal could also help with such problems.
810 You can arrange for GDB to run on one machine, with the Emacs display
811 appearing on another.  Then, when the bug happens, you can go back to
812 the machine where you started GDB and use the debugger from there.
814 ** Debugging problems which happen in GC
816 The array 'last_marked' (defined on alloc.c) can be used to display up
817 to 500 last objects marked by the garbage collection process.
818 Whenever the garbage collector marks a Lisp object, it records the
819 pointer to that object in the 'last_marked' array, which is maintained
820 as a circular buffer.  The variable 'last_marked_index' holds the
821 index into the 'last_marked' array one place beyond where the pointer
822 to the very last marked object is stored.
824 The single most important goal in debugging GC problems is to find the
825 Lisp data structure that got corrupted.  This is not easy since GC
826 changes the tag bits and relocates strings which make it hard to look
827 at Lisp objects with commands such as 'pr'.  It is sometimes necessary
828 to convert Lisp_Object variables into pointers to C struct's manually.
830 Use the 'last_marked' array and the source to reconstruct the sequence
831 that objects were marked.  In general, you need to correlate the
832 values recorded in the 'last_marked' array with the corresponding
833 stack frames in the backtrace, beginning with the innermost frame.
834 Some subroutines of 'mark_object' are invoked recursively, others loop
835 over portions of the data structure and mark them as they go.  By
836 looking at the code of those routines and comparing the frames in the
837 backtrace with the values in 'last_marked', you will be able to find
838 connections between the values in 'last_marked'.  E.g., when GC finds
839 a cons cell, it recursively marks its car and its cdr.  Similar things
840 happen with properties of symbols, elements of vectors, etc.  Use
841 these connections to reconstruct the data structure that was being
842 marked, paying special attention to the strings and names of symbols
843 that you encounter: these strings and symbol names can be used to grep
844 the sources to find out what high-level symbols and global variables
845 are involved in the crash.
847 Once you discover the corrupted Lisp object or data structure, grep
848 the sources for its uses and try to figure out what could cause the
849 corruption.  If looking at the sources doesn't help, you could try
850 setting a watchpoint on the corrupted data, and see what code modifies
851 it in some invalid way.  (Obviously, this technique is only useful for
852 data that is modified only very rarely.)
854 It is also useful to look at the corrupted object or data structure in
855 a fresh Emacs session and compare its contents with a session that you
856 are debugging.
858 ** Debugging problems with non-ASCII characters
860 If you experience problems which seem to be related to non-ASCII
861 characters, such as \201 characters appearing in the buffer or in your
862 files, set the variable byte-debug-flag to t.  This causes Emacs to do
863 some extra checks, such as look for broken relations between byte and
864 character positions in buffers and strings; the resulting diagnostics
865 might pinpoint the cause of the problem.
867 ** Debugging the TTY (non-windowed) version
869 The most convenient method of debugging the character-terminal display
870 is to do that on a window system such as X.  Begin by starting an
871 xterm window, then type these commands inside that window:
873   $ tty
874   $ echo $TERM
876 Let's say these commands print "/dev/ttyp4" and "xterm", respectively.
878 Now start Emacs (the normal, windowed-display session, i.e. without
879 the '-nw' option), and invoke "M-x gdb RET emacs RET" from there.  Now
880 type these commands at GDB's prompt:
882   (gdb) set args -nw -t /dev/ttyp4
883   (gdb) set environment TERM xterm
884   (gdb) run
886 The debugged Emacs should now start in no-window mode with its display
887 directed to the xterm window you opened above.
889 Similar arrangement is possible on a character terminal by using the
890 'screen' package.
892 On MS-Windows, you can start Emacs in its own separate console by
893 setting the new-console option before running Emacs under GDB:
895   (gdb) set new-console 1
896   (gdb) run
898 ** Running Emacs built with malloc debugging packages
900 If Emacs exhibits bugs that seem to be related to use of memory
901 allocated off the heap, it might be useful to link Emacs with a
902 special debugging library, such as Electric Fence (a.k.a. efence) or
903 GNU Checker, which helps find such problems.
905 Emacs compiled with such packages might not run without some hacking,
906 because Emacs replaces the system's memory allocation functions with
907 its own versions, and because the dumping process might be
908 incompatible with the way these packages use to track allocated
909 memory.  Here are some of the changes you might find necessary:
911   - Edit configure, to set system_malloc and CANNOT_DUMP to "yes".
913   - Configure with a different --prefix= option.  If you use GCC,
914     version 2.7.2 is preferred, as some malloc debugging packages
915     work a lot better with it than with 2.95 or later versions.
917   - Type "make" then "make -k install".
919   - If required, invoke the package-specific command to prepare
920     src/temacs for execution.
922   - cd ..; src/temacs
924 (Note that this runs 'temacs' instead of the usual 'emacs' executable.
925 This avoids problems with dumping Emacs mentioned above.)
927 Some malloc debugging libraries might print lots of false alarms for
928 bitfields used by Emacs in some data structures.  If you want to get
929 rid of the false alarms, you will have to hack the definitions of
930 these data structures on the respective headers to remove the ':N'
931 bitfield definitions (which will cause each such field to use a full
932 int).
934 ** How to recover buffer contents from an Emacs core dump file
936 The file etc/emacs-buffer.gdb defines a set of GDB commands for
937 recovering the contents of Emacs buffers from a core dump file.  You
938 might also find those commands useful for displaying the list of
939 buffers in human-readable format from within the debugger.
942 This file is part of GNU Emacs.
944 GNU Emacs is free software: you can redistribute it and/or modify
945 it under the terms of the GNU General Public License as published by
946 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
947 (at your option) any later version.
949 GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
950 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
951 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
952 GNU General Public License for more details.
954 You should have received a copy of the GNU General Public License
955 along with GNU Emacs.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
958 Local variables:
959 mode: outline
960 paragraph-separate: "[  \f]*$"
961 end: