(mouse-buffer-menu-mode-groups): Added "Version Control" group.
[emacs.git] / etc / DEBUG
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1 Debugging GNU Emacs
2 Copyright (c) 1985, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
4    Permission is granted to anyone to make or distribute verbatim copies
5    of this document as received, in any medium, provided that the
6    copyright notice and permission notice are preserved,
7    and that the distributor grants the recipient permission
8    for further redistribution as permitted by this notice.
10    Permission is granted to distribute modified versions
11    of this document, or of portions of it,
12    under the above conditions, provided also that they
13    carry prominent notices stating who last changed them.
15 [People who debug Emacs on Windows using native Windows debuggers
16 should read the Windows-specific section near the end of this
17 document.]
19 It is a good idea to run Emacs under GDB (or some other suitable
20 debugger) *all the time*.  Then, when Emacs crashes, you will be able
21 to debug the live process, not just a core dump.  (This is especially
22 important on systems which don't support core files, and instead print
23 just the registers and some stack addresses.)
25 If Emacs hangs, or seems to be stuck in some infinite loop, typing
26 "kill -TSTP PID", where PID is the Emacs process ID, will cause GDB to
27 kick in, provided that you run under GDB.
29 ** Getting control to the debugger
31 `Fsignal' is a very useful place to put a breakpoint in.
32 All Lisp errors go through there.
34 It is useful, when debugging, to have a guaranteed way to return to
35 the debugger at any time.  When using X, this is easy: type C-c at the
36 window where Emacs is running under GDB, and it will stop Emacs just
37 as it would stop any ordinary program.  When Emacs is running in a
38 terminal, things are not so easy.
40 The src/.gdbinit file in the Emacs distribution arranges for SIGINT
41 (C-g in Emacs) to be passed to Emacs and not give control back to GDB.
42 On modern POSIX systems, you can override that with this command:
44    handle int stop nopass
46 After this `handle' command, SIGINT will return control to GDB.  If
47 you want the C-g to cause a QUIT within Emacs as well, omit the
48 `nopass'.
50 A technique that can work when `handle SIGINT' does not is to store
51 the code for some character into the variable stop_character.  Thus,
53     set stop_character = 29
55 makes Control-] (decimal code 29) the stop character.
56 Typing Control-] will cause immediate stop.  You cannot
57 use the set command until the inferior process has been started.
58 Put a breakpoint early in `main', or suspend the Emacs,
59 to get an opportunity to do the set command.
61 ** Examining Lisp object values.
63 When you have a live process to debug, and it has not encountered a
64 fatal error, you can use the GDB command `pr'.  First print the value
65 in the ordinary way, with the `p' command.  Then type `pr' with no
66 arguments.  This calls a subroutine which uses the Lisp printer.
68 Note: It is not a good idea to try `pr' if you know that Emacs is in
69 deep trouble: its stack smashed (e.g., if it encountered SIGSEGV due
70 to stack overflow), or crucial data structures, such as `obarray',
71 corrupted, etc.  In such cases, the Emacs subroutine called by `pr'
72 might make more damage, like overwrite some data that is important for
73 debugging the original problem.
75 Also, on some systems it is impossible to use `pr' if you stopped
76 Emacs while it was inside `select'.  This is in fact what happens if
77 you stop Emacs while it is waiting.  In such a situation, don't try to
78 use `pr'.  Instead, use `s' to step out of the system call.  Then
79 Emacs will be between instructions and capable of handling `pr'.
81 If you can't use `pr' command, for whatever reason, you can fall back
82 on lower-level commands.  Use the `xtype' command to print out the
83 data type of the last data value.  Once you know the data type, use
84 the command that corresponds to that type.  Here are these commands:
86     xint xptr xwindow xmarker xoverlay xmiscfree xintfwd xboolfwd xobjfwd
87     xbufobjfwd xkbobjfwd xbuflocal xbuffer xsymbol xstring xvector xframe
88     xwinconfig xcompiled xcons xcar xcdr xsubr xprocess xfloat xscrollbar
90 Each one of them applies to a certain type or class of types.
91 (Some of these types are not visible in Lisp, because they exist only
92 internally.)
94 Each x... command prints some information about the value, and
95 produces a GDB value (subsequently available in $) through which you
96 can get at the rest of the contents.
98 In general, most of the rest of the contents will be additional Lisp
99 objects which you can examine in turn with the x... commands.
101 Even with a live process, these x...  commands are useful for
102 examining the fields in a buffer, window, process, frame or marker.
103 Here's an example using concepts explained in the node "Value History"
104 of the GDB manual to print the variable frame from this line in
105 xmenu.c:
107                   buf.frame_or_window = frame;
109 First, use these commands:
111     cd src
112     gdb emacs
113     b xmenu.c:1296
114     r -q 
116 Then type C-x 5 2 to create a new frame, and it hits the breakpoint:
118     (gdb) p frame
119     $1 = 1077872640
120     (gdb) xtype
121     Lisp_Vectorlike
122     PVEC_FRAME
123     (gdb) xframe
124     $2 = (struct frame *) 0x3f0800
125     (gdb) p *$
126     $3 = {
127       size = 536871989, 
128       next = 0x366240, 
129       name = 809661752, 
130       [...]
131     }
132     (gdb) p $3->name
133     $4 = 809661752
135 Now we can use `pr' to print the name of the frame:
137     (gdb) pr
138     "emacs@steenrod.math.nwu.edu"
140 The Emacs C code heavily uses macros defined in lisp.h.  So suppose
141 we want the address of the l-value expression near the bottom of
142 `add_command_key' from keyboard.c:
144   XVECTOR (this_command_keys)->contents[this_command_key_count++] = key;
146 XVECTOR is a macro, and therefore GDB does not know about it.
147 GDB cannot evaluate "p XVECTOR (this_command_keys)".
149 However, you can use the xvector command in GDB to get the same
150 result.  Here is how:
152     (gdb) p this_command_keys
153     $1 = 1078005760
154     (gdb) xvector
155     $2 = (struct Lisp_Vector *) 0x411000
156     0
157     (gdb) p $->contents[this_command_key_count]
158     $3 = 1077872640
159     (gdb) p &$
160     $4 = (int *) 0x411008
162 Here's a related example of macros and the GDB `define' command.
163 There are many Lisp vectors such as `recent_keys', which contains the
164 last 100 keystrokes.  We can print this Lisp vector
166 p recent_keys
169 But this may be inconvenient, since `recent_keys' is much more verbose
170 than `C-h l'.  We might want to print only the last 10 elements of
171 this vector.  `recent_keys' is updated in keyboard.c by the command
173   XVECTOR (recent_keys)->contents[recent_keys_index] = c;
175 So we define a GDB command `xvector-elts', so the last 10 keystrokes
176 are printed by 
178     xvector-elts recent_keys recent_keys_index 10
180 where you can define xvector-elts as follows:
182     define xvector-elts
183     set $i = 0
184     p $arg0
185     xvector
186     set $foo = $
187     while $i < $arg2
188     p $foo->contents[$arg1-($i++)] 
189     pr
190     end
191     document xvector-elts
192     Prints a range of elements of a Lisp vector.
193     xvector-elts  v n i
194     prints `i' elements of the vector `v' ending at the index `n'.
195     end
197 ** Getting Lisp-level backtrace information within GDB
199 The most convenient way is to use the `xbacktrace' command.  This
200 shows the names of the Lisp functions that are currently active.
202 If that doesn't work (e.g., because the `backtrace_list' structure is
203 corrupted), type "bt" at the GDB prompt, to produce the C-level
204 backtrace, and look for stack frames that call Ffuncall.  Select them
205 one by one in GDB, by typing "up N", where N is the appropriate number
206 of frames to go up, and in each frame that calls Ffuncall type this:
208    p *args
209    pr
211 This will print the name of the Lisp function called by that level
212 of function calling.
214 By printing the remaining elements of args, you can see the argument
215 values.  Here's how to print the first argument:
216   
217    p args[1]
218    pr
220 If you do not have a live process, you can use xtype and the other
221 x...  commands such as xsymbol to get such information, albeit less
222 conveniently.  For example:
224    p *args
225    xtype
227 and, assuming that "xtype" says that args[0] is a symbol:
229    xsymbol 
231 ** Debugging what happens while preloading and dumping Emacs
233 Type `gdb temacs' and start it with `r -batch -l loadup dump'.
235 If temacs actually succeeds when running under GDB in this way, do not
236 try to run the dumped Emacs, because it was dumped with the GDB
237 breakpoints in it.
239 ** Debugging `temacs'
241 Debugging `temacs' is useful when you want to establish whether a
242 problem happens in an undumped Emacs.  To run `temacs' under a
243 debugger, type "gdb temacs", then start it with `r -batch -l loadup'.
245 ** If you encounter X protocol errors
247 Try evaluating (x-synchronize t).  That puts Emacs into synchronous
248 mode, where each Xlib call checks for errors before it returns.  This
249 mode is much slower, but when you get an error, you will see exactly
250 which call really caused the error.
252 You can start Emacs in a synchronous mode by invoking it with the -xrm
253 option, like this:
255     emacs -xrm "emacs.synchronous: true"
257 Setting a breakpoint in the function `x_error_quitter' and looking at
258 the backtrace when Emacs stops inside that function will show what
259 code causes the X protocol errors.
261 ** If the symptom of the bug is that Emacs fails to respond
263 Don't assume Emacs is `hung'--it may instead be in an infinite loop.
264 To find out which, make the problem happen under GDB and stop Emacs
265 once it is not responding.  (If Emacs is using X Windows directly, you
266 can stop Emacs by typing C-z at the GDB job.)  Then try stepping with
267 `step'.  If Emacs is hung, the `step' command won't return.  If it is
268 looping, `step' will return.
270 If this shows Emacs is hung in a system call, stop it again and
271 examine the arguments of the call.  If you report the bug, it is very
272 important to state exactly where in the source the system call is, and
273 what the arguments are.
275 If Emacs is in an infinite loop, try to determine where the loop
276 starts and ends.  The easiest way to do this is to use the GDB command
277 `finish'.  Each time you use it, Emacs resumes execution until it
278 exits one stack frame.  Keep typing `finish' until it doesn't
279 return--that means the infinite loop is in the stack frame which you
280 just tried to finish.
282 Stop Emacs again, and use `finish' repeatedly again until you get back
283 to that frame.  Then use `next' to step through that frame.  By
284 stepping, you will see where the loop starts and ends.  Also, examine
285 the data being used in the loop and try to determine why the loop does
286 not exit when it should.
288 ** If certain operations in Emacs are slower than they used to be, here
289 is some advice for how to find out why.
291 Stop Emacs repeatedly during the slow operation, and make a backtrace
292 each time.  Compare the backtraces looking for a pattern--a specific
293 function that shows up more often than you'd expect.
295 If you don't see a pattern in the C backtraces, get some Lisp
296 backtrace information by typing "xbacktrace" or by looking at Ffuncall
297 frames (see above), and again look for a pattern.
299 When using X, you can stop Emacs at any time by typing C-z at GDB.
300 When not using X, you can do this with C-g.  On non-Unix platforms,
301 such as MS-DOS, you might need to press C-BREAK instead.
303 ** If GDB does not run and your debuggers can't load Emacs.
305 On some systems, no debugger can load Emacs with a symbol table,
306 perhaps because they all have fixed limits on the number of symbols
307 and Emacs exceeds the limits.  Here is a method that can be used
308 in such an extremity.  Do
310     nm -n temacs > nmout
311     strip temacs
312     adb temacs
313     0xd:i
314     0xe:i
315     14:i
316     17:i
317     :r -l loadup   (or whatever)
319 It is necessary to refer to the file `nmout' to convert
320 numeric addresses into symbols and vice versa.
322 It is useful to be running under a window system.
323 Then, if Emacs becomes hopelessly wedged, you can create
324 another window to do kill -9 in.  kill -ILL is often
325 useful too, since that may make Emacs dump core or return
326 to adb.
329 ** Debugging incorrect screen updating.
331 To debug Emacs problems that update the screen wrong, it is useful
332 to have a record of what input you typed and what Emacs sent to the
333 screen.  To make these records, do
335 (open-dribble-file "~/.dribble")
336 (open-termscript "~/.termscript")
338 The dribble file contains all characters read by Emacs from the
339 terminal, and the termscript file contains all characters it sent to
340 the terminal.  The use of the directory `~/' prevents interference
341 with any other user.
343 If you have irreproducible display problems, put those two expressions
344 in your ~/.emacs file.  When the problem happens, exit the Emacs that
345 you were running, kill it, and rename the two files.  Then you can start
346 another Emacs without clobbering those files, and use it to examine them.
348 An easy way to see if too much text is being redrawn on a terminal is to
349 evaluate `(setq inverse-video t)' before you try the operation you think
350 will cause too much redrawing.  This doesn't refresh the screen, so only
351 newly drawn text is in inverse video.
353 The Emacs display code includes special debugging code, but it is
354 normally disabled.  You can enable it by building Emacs with the
355 pre-processing symbol GLYPH_DEBUG defined.  Here's one easy way,
356 suitable for Unix and GNU systems, to build such a debugging version:
358          MYCPPFLAGS='-DGLYPH_DEBUG=1' make
360 Building Emacs like that activates many assertions which scrutinize
361 display code operation more than Emacs does normally.  (To see the
362 code which tests these assertions, look for calls to the `xassert'
363 macros.)  Any assertion that is reported to fail should be
364 investigated.
366 Building with GLYPH_DEBUG defined also defines several helper
367 functions which can help debugging display code.  One such function is
368 `dump_glyph_matrix'.  If you run Emacs under GDB, you can print the
369 contents of any glyph matrix by just calling that function with the
370 matrix as its argument.  For example, the following command will print
371 the contents of the current matrix of the window whose pointer is in
372 `w':
374   (gdb) p dump_glyph_matrix (w->current_matrix, 2)
376 (The second argument 2 tells dump_glyph_matrix to print the glyphs in
377 a long form.)  You can dump the selected window's current glyph matrix
378 interactively with "M-x dump-glyph-matrix RET"; see the documentation
379 of this function for more details.
381 Several more functions for debugging display code are available in
382 Emacs compiled with GLYPH_DEBUG defined; type "C-h f dump- TAB" and
383 "C-h f trace- TAB" to see the full list.
386 ** Debugging LessTif
388 If you encounter bugs whereby Emacs built with LessTif grabs all mouse
389 and keyboard events, or LessTif menus behave weirdly, it might be
390 helpful to set the `DEBUGSOURCES' and `DEBUG_FILE' environment
391 variables, so that one can see what LessTif was doing at this point.
392 For instance
393   
394   export DEBUGSOURCES="RowColumn.c:MenuShell.c:MenuUtil.c"
395   export DEBUG_FILE=/usr/tmp/LESSTIF_TRACE
396   emacs &
398 causes LessTif to print traces from the three named source files to a
399 file in `/usr/tmp' (that file can get pretty large).  The above should
400 be typed at the shell prompt before invoking Emacs, as shown by the
401 last line above.
403 Running GDB from another terminal could also help with such problems.
404 You can arrange for GDB to run on one machine, with the Emacs display
405 appearing on another.  Then, when the bug happens, you can go back to
406 the machine where you started GDB and use the debugger from there.
409 ** Debugging problems which happen in GC
411 The array `last_marked' (defined on alloc.c) can be used to display up
412 to 500 last objects marked by the garbage collection process.
413 Whenever the garbage collector marks a Lisp object, it records the
414 pointer to that object in the `last_marked' array.  The variable
415 `last_marked_index' holds the index into the `last_marked' array one
416 place beyond where the pointer to the very last marked object is
417 stored.
419 The single most important goal in debugging GC problems is to find the
420 Lisp data structure that got corrupted.  This is not easy since GC
421 changes the tag bits and relocates strings which make it hard to look
422 at Lisp objects with commands such as `pr'.  It is sometimes necessary
423 to convert Lisp_Object variables into pointers to C struct's manually.
424 Use the `last_marked' array and the source to reconstruct the sequence
425 that objects were marked.
427 Once you discover the corrupted Lisp object or data structure, it is
428 useful to look at it in a fresh Emacs session and compare its contents
429 with a session that you are debugging.
431 ** Debugging problems with non-ASCII characters
433 If you experience problems which seem to be related to non-ASCII
434 characters, such as \201 characters appearing in the buffer or in your
435 files, set the variable byte-debug-flag to t.  This causes Emacs to do
436 some extra checks, such as look for broken relations between byte and
437 character positions in buffers and strings; the resulting diagnostics
438 might pinpoint the cause of the problem.
440 ** Debugging the TTY (non-windowed) version
442 The most convenient method of debugging the character-terminal display
443 is to do that on a window system such as X.  Begin by starting an
444 xterm window, then type these commands inside that window:
446   $ tty
447   $ echo $TERM
449 Let's say these commands print "/dev/ttyp4" and "xterm", respectively.
451 Now start Emacs (the normal, windowed-display session, i.e. without
452 the `-nw' option), and invoke "M-x gdb RET emacs RET" from there.  Now
453 type these commands at GDB's prompt:
455   (gdb) set args -nw -t /dev/ttyp4
456   (gdb) set environment TERM xterm
457   (gdb) run
459 The debugged Emacs should now start in no-window mode with its display
460 directed to the xterm window you opened above.
462 ** Running Emacs built with malloc debugging packages
464 If Emacs exhibits bugs that seem to be related to use of memory
465 allocated off the heap, it might be useful to link Emacs with a
466 special debugging library, such as Electric Fence (a.k.a. efence) or
467 GNU Checker, which helps find such problems.
469 Emacs compiled with such packages might not run without some hacking,
470 because Emacs replaces the system's memory allocation functions with
471 its own versions, and because the dumping process might be
472 incompatible with the way these packages use to track allocated
473 memory.  Here are some of the changes you might find necessary
474 (SYSTEM-NAME and MACHINE-NAME are the names of your OS- and
475 CPU-specific headers in the subdirectories of `src'):
477   - In src/s/SYSTEM-NAME.h add "#define SYSTEM_MALLOC".
479   - In src/m/MACHINE-NAME.h add "#define CANNOT_DUMP" and
480     "#define CANNOT_UNEXEC".
482   - Configure with a different --prefix= option.  If you use GCC,
483     version 2.7.2 is preferred, as some malloc debugging packages
484     work a lot better with it than with 2.95 or later versions.
486   - Type "make" then "make -k install".
488   - If required, invoke the package-specific command to prepare
489     src/temacs for execution.
491   - cd ..; src/temacs
493 (Note that this runs `temacs' instead of the usual `emacs' executable.
494 This avoids problems with dumping Emacs mentioned above.)
496 Some malloc debugging libraries might print lots of false alarms for
497 bitfields used by Emacs in some data structures.  If you want to get
498 rid of the false alarms, you will have to hack the definitions of
499 these data structures on the respective headers to remove the `:N'
500 bitfield definitions (which will cause each such field to use a full
501 int).
503 ** Some suggestions for debugging on MS Windows:
505    (written by Marc Fleischeuers, Geoff Voelker and Andrew Innes)
507 To debug Emacs with Microsoft Visual C++, you either start emacs from
508 the debugger or attach the debugger to a running emacs process.
510 To start emacs from the debugger, you can use the file bin/debug.bat.
511 The Microsoft Developer studio will start and under Project, Settings,
512 Debug, General you can set the command-line arguments and Emacs's
513 startup directory.  Set breakpoints (Edit, Breakpoints) at Fsignal and
514 other functions that you want to examine.  Run the program (Build,
515 Start debug).  Emacs will start and the debugger will take control as
516 soon as a breakpoint is hit.
518 You can also attach the debugger to an already running Emacs process.
519 To do this, start up the Microsoft Developer studio and select Build,
520 Start debug, Attach to process.  Choose the Emacs process from the
521 list.  Send a break to the running process (Debug, Break) and you will
522 find that execution is halted somewhere in user32.dll.  Open the stack
523 trace window and go up the stack to w32_msg_pump.  Now you can set
524 breakpoints in Emacs (Edit, Breakpoints).  Continue the running Emacs
525 process (Debug, Step out) and control will return to Emacs, until a
526 breakpoint is hit.
528 To examine the contents of a Lisp variable, you can use the function
529 'debug_print'.  Right-click on a variable, select QuickWatch (it has
530 an eyeglass symbol on its button in the toolbar), and in the text
531 field at the top of the window, place 'debug_print(' and ')' around
532 the expression.  Press 'Recalculate' and the output is sent to stderr,
533 and to the debugger via the OutputDebugString routine.  The output
534 sent to stderr should be displayed in the console window that was
535 opened when the emacs.exe executable was started.  The output sent to
536 the debugger should be displayed in the 'Debug' pane in the Output
537 window.  If Emacs was started from the debugger, a console window was
538 opened at Emacs' startup; this console window also shows the output of
539 'debug_print'.
541 For example, start and run Emacs in the debugger until it is waiting
542 for user input.  Then click on the `Break' button in the debugger to
543 halt execution.  Emacs should halt in `ZwUserGetMessage' waiting for
544 an input event.  Use the `Call Stack' window to select the procedure
545 `w32_msp_pump' up the call stack (see below for why you have to do
546 this).  Open the QuickWatch window and enter
547 "debug_print(Vexec_path)".  Evaluating this expression will then print
548 out the contents of the Lisp variable `exec-path'.
550 If QuickWatch reports that the symbol is unknown, then check the call
551 stack in the `Call Stack' window.  If the selected frame in the call
552 stack is not an Emacs procedure, then the debugger won't recognize
553 Emacs symbols.  Instead, select a frame that is inside an Emacs
554 procedure and try using `debug_print' again.
556 If QuickWatch invokes debug_print but nothing happens, then check the
557 thread that is selected in the debugger.  If the selected thread is
558 not the last thread to run (the "current" thread), then it cannot be
559 used to execute debug_print.  Use the Debug menu to select the current
560 thread and try using debug_print again.  Note that the debugger halts
561 execution (e.g., due to a breakpoint) in the context of the current
562 thread, so this should only be a problem if you've explicitly switched
563 threads.
565 It is also possible to keep appropriately masked and typecast Lisp
566 symbols in the Watch window, this is more convenient when steeping
567 though the code.  For instance, on entering apply_lambda, you can
568 watch (struct Lisp_Symbol *) (0xfffffff & args[0]).
570 Optimizations often confuse the MS debugger.  For example, the
571 debugger will sometimes report wrong line numbers, e.g., when it
572 prints the backtrace for a crash.  It is usually best to look at the
573 disassembly to determine exactly what code is being run--the
574 disassembly will probably show several source lines followed by a
575 block of assembler for those lines.  The actual point where Emacs
576 crashes will be one of those source lines, but not neccesarily the one
577 that the debugger reports.
579 Another problematic area with the MS debugger is with variables that
580 are stored in registers: it will sometimes display wrong values for
581 those variables.  Usually you will not be able to see any value for a
582 register variable, but if it is only being stored in a register
583 temporarily, you will see an old value for it.  Again, you need to
584 look at the disassembly to determine which registers are being used,
585 and look at those registers directly, to see the actual current values
586 of these variables.