[Workflow] Try to fix code-formatter failing to find changes in some cases.
[llvm-project.git] / lldb / docs / use / symbolication.rst
blob5b9e48e7b60ce69ef0e0c3caa4a5a86a2ad4de50
1 Symbolication
2 =============
4 LLDB is separated into a shared library that contains the core of the debugger,
5 and a driver that implements debugging and a command interpreter. LLDB can be
6 used to symbolicate your crash logs and can often provide more information than
7 other symbolication programs:
9 - Inlined functions
10 - Variables that are in scope for an address, along with their locations
12 The simplest form of symbolication is to load an executable:
14 .. code-block:: text
16    (lldb) target create --no-dependents --arch x86_64 /tmp/a.out
18 We use the ``--no-dependents`` flag with the ``target create`` command so that
19 we don't load all of the dependent shared libraries from the current system.
20 When we symbolicate, we are often symbolicating a binary that was running on
21 another system, and even though the main executable might reference shared
22 libraries in ``/usr/lib``, we often don't want to load the versions on the
23 current computer.
25 Using the ``image list`` command will show us a list of all shared libraries
26 associated with the current target. As expected, we currently only have a
27 single binary:
29 .. code-block:: text
31    (lldb) image list
32    [  0] 73431214-6B76-3489-9557-5075F03E36B4 0x0000000100000000 /tmp/a.out
33          /tmp/a.out.dSYM/Contents/Resources/DWARF/a.out
35 Now we can look up an address:
37 .. code-block:: text
39    (lldb) image lookup --address 0x100000aa3
40          Address: a.out[0x0000000100000aa3] (a.out.__TEXT.__text + 131)
41          Summary: a.out`main + 67 at main.c:13
43 Since we haven't specified a slide or any load addresses for individual
44 sections in the binary, the address that we use here is a file address. A file
45 address refers to a virtual address as defined by each object file.
47 If we didn't use the ``--no-dependents`` option with ``target create``, we
48 would have loaded all dependent shared libraries:
50 .. code-block:: text
52    (lldb) image list
53    [  0] 73431214-6B76-3489-9557-5075F03E36B4 0x0000000100000000 /tmp/a.out
54          /tmp/a.out.dSYM/Contents/Resources/DWARF/a.out
55    [  1] 8CBCF9B9-EBB7-365E-A3FF-2F3850763C6B 0x0000000000000000 /usr/lib/system/libsystem_c.dylib
56    [  2] 62AA0B84-188A-348B-8F9E-3E2DB08DB93C 0x0000000000000000 /usr/lib/system/libsystem_dnssd.dylib
57    [  3] C0535565-35D1-31A7-A744-63D9F10F12A4 0x0000000000000000 /usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib
58    ...
60 Now if we do a lookup using a file address, this can result in multiple matches
61 since most shared libraries have a virtual address space that starts at zero:
63 .. code-block:: text
65    (lldb) image lookup -a 0x1000
66          Address: a.out[0x0000000000001000] (a.out.__PAGEZERO + 4096)
68          Address: libsystem_c.dylib[0x0000000000001000] (libsystem_c.dylib.__TEXT.__text + 928)
69          Summary: libsystem_c.dylib`mcount + 9
71          Address: libsystem_dnssd.dylib[0x0000000000001000] (libsystem_dnssd.dylib.__TEXT.__text + 456)
72          Summary: libsystem_dnssd.dylib`ConvertHeaderBytes + 38
74          Address: libsystem_kernel.dylib[0x0000000000001000] (libsystem_kernel.dylib.__TEXT.__text + 1116)
75          Summary: libsystem_kernel.dylib`clock_get_time + 102
76    ...
78 To avoid getting multiple file address matches, you can specify the name of the
79 shared library to limit the search:
81 .. code-block:: text
83    (lldb) image lookup -a 0x1000 a.out
84          Address: a.out[0x0000000000001000] (a.out.__PAGEZERO + 4096)
86 Defining Load Addresses for Sections
87 ------------------------------------
89 When symbolicating your crash logs, it can be tedious if you always have to
90 adjust your crashlog-addresses into file addresses. To avoid having to do any
91 conversion, you can set the load address for the sections of the modules in
92 your target. Once you set any section load address, lookups will switch to
93 using load addresses. You can slide all sections in the executable by the same
94 amount, or set the load address for individual sections. The ``target modules
95 load --slide`` command allows us to set the load address for all sections.
97 Below is an example of sliding all sections in a.out by adding 0x123000 to each
98 section's file address:
100 .. code-block:: text
102    (lldb) target create --no-dependents --arch x86_64 /tmp/a.out
103    (lldb) target modules load --file a.out --slide 0x123000
106 It is often much easier to specify the actual load location of each section by
107 name. Crash logs on macOS have a Binary Images section that specifies that
108 address of the __TEXT segment for each binary. Specifying a slide requires
109 requires that you first find the original (file) address for the __TEXT
110 segment, and subtract the two values. If you specify the address of the __TEXT
111 segment with ``target modules load section address``, you don't need to do any
112 calculations. To specify the load addresses of sections we can specify one or
113 more section name + address pairs in the ``target modules load`` command:
115 .. code-block:: text
117    (lldb) target create --no-dependents --arch x86_64 /tmp/a.out
118    (lldb) target modules load --file a.out __TEXT 0x100123000
120 We specified that the __TEXT section is loaded at 0x100123000. Now that we have
121 defined where sections have been loaded in our target, any lookups we do will
122 now use load addresses so we don't have to do any math on the addresses in the
123 crashlog backtraces, we can just use the raw addresses:
125 .. code-block:: text
127    (lldb) image lookup --address 0x100123aa3
128          Address: a.out[0x0000000100000aa3] (a.out.__TEXT.__text + 131)
129          Summary: a.out`main + 67 at main.c:13
131 Loading Multiple Executables
132 ----------------------------
134 You often have more than one executable involved when you need to symbolicate a
135 crash log. When this happens, you create a target for the main executable or
136 one of the shared libraries, then add more modules to the target using the
137 ``target modules add`` command.
139 Lets say we have a Darwin crash log that contains the following images:
141 .. code-block:: text
143    Binary Images:
144       0x100000000 -    0x100000ff7 <A866975B-CA1E-3649-98D0-6C5FAA444ECF> /tmp/a.out
145    0x7fff83f32000 - 0x7fff83ffefe7 <8CBCF9B9-EBB7-365E-A3FF-2F3850763C6B> /usr/lib/system/libsystem_c.dylib
146    0x7fff883db000 - 0x7fff883e3ff7 <62AA0B84-188A-348B-8F9E-3E2DB08DB93C> /usr/lib/system/libsystem_dnssd.dylib
147    0x7fff8c0dc000 - 0x7fff8c0f7ff7 <C0535565-35D1-31A7-A744-63D9F10F12A4> /usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib
149 First we create the target using the main executable and then add any extra
150 shared libraries we want:
152 .. code-block:: text
154    (lldb) target create --no-dependents --arch x86_64 /tmp/a.out
155    (lldb) target modules add /usr/lib/system/libsystem_c.dylib
156    (lldb) target modules add /usr/lib/system/libsystem_dnssd.dylib
157    (lldb) target modules add /usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib
160 If you have debug symbols in standalone files, such as dSYM files on macOS,
161 you can specify their paths using the --symfile option for the ``target create``
162 (recent LLDB releases only) and ``target modules add`` commands:
164 .. code-block:: text
166    (lldb) target create --no-dependents --arch x86_64 /tmp/a.out --symfile /tmp/a.out.dSYM
167    (lldb) target modules add /usr/lib/system/libsystem_c.dylib --symfile /build/server/a/libsystem_c.dylib.dSYM
168    (lldb) target modules add /usr/lib/system/libsystem_dnssd.dylib --symfile /build/server/b/libsystem_dnssd.dylib.dSYM
169    (lldb) target modules add /usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib --symfile /build/server/c/libsystem_kernel.dylib.dSYM
171 Then we set the load addresses for each __TEXT section (note the colors of the
172 load addresses above and below) using the first address from the Binary Images
173 section for each image:
175 .. code-block:: text
177    (lldb) target modules load --file a.out 0x100000000
178    (lldb) target modules load --file libsystem_c.dylib 0x7fff83f32000
179    (lldb) target modules load --file libsystem_dnssd.dylib 0x7fff883db000
180    (lldb) target modules load --file libsystem_kernel.dylib 0x7fff8c0dc000
183 Now any stack backtraces that haven't been symbolicated can be symbolicated
184 using ``image lookup`` with the raw backtrace addresses.
186 Given the following raw backtrace:
188 .. code-block:: text
190    Thread 0 Crashed:: Dispatch queue: com.apple.main-thread
191    0   libsystem_kernel.dylib           0x00007fff8a1e6d46 __kill + 10
192    1   libsystem_c.dylib                0x00007fff84597df0 abort + 177
193    2   libsystem_c.dylib                0x00007fff84598e2a __assert_rtn + 146
194    3   a.out                            0x0000000100000f46 main + 70
195    4   libdyld.dylib                    0x00007fff8c4197e1 start + 1
197 We can now symbolicate the load addresses:
199 .. code-block:: text
201    (lldb) image lookup -a 0x00007fff8a1e6d46
202    (lldb) image lookup -a 0x00007fff84597df0
203    (lldb) image lookup -a 0x00007fff84598e2a
204    (lldb) image lookup -a 0x0000000100000f46
207 Getting Variable Information
208 ----------------------------
210 If you add the --verbose flag to the ``image lookup --address`` command, you
211 can get verbose information which can often include the locations of some of
212 your local variables:
214 .. code-block:: text
216    (lldb) image lookup --address 0x100123aa3 --verbose
217          Address: a.out[0x0000000100000aa3] (a.out.__TEXT.__text + 110)
218          Summary: a.out`main + 50 at main.c:13
219          Module: file = "/tmp/a.out", arch = "x86_64"
220    CompileUnit: id = {0x00000000}, file = "/tmp/main.c", language = "ISO C:1999"
221       Function: id = {0x0000004f}, name = "main", range = [0x0000000100000bc0-0x0000000100000dc9)
222       FuncType: id = {0x0000004f}, decl = main.c:9, compiler_type = "int (int, const char **, const char **, const char **)"
223         Blocks: id = {0x0000004f}, range = [0x100000bc0-0x100000dc9)
224                 id = {0x000000ae}, range = [0x100000bf2-0x100000dc4)
225       LineEntry: [0x0000000100000bf2-0x0000000100000bfa): /tmp/main.c:13:23
226         Symbol: id = {0x00000004}, range = [0x0000000100000bc0-0x0000000100000dc9), name="main"
227       Variable: id = {0x000000bf}, name = "path", type= "char [1024]", location = DW_OP_fbreg(-1072), decl = main.c:28
228       Variable: id = {0x00000072}, name = "argc", type= "int", location = r13, decl = main.c:8
229       Variable: id = {0x00000081}, name = "argv", type= "const char **", location = r12, decl = main.c:8
230       Variable: id = {0x00000090}, name = "envp", type= "const char **", location = r15, decl = main.c:8
231       Variable: id = {0x0000009f}, name = "aapl", type= "const char **", location = rbx, decl = main.c:8
234 The interesting part is the variables that are listed. The variables are the
235 parameters and local variables that are in scope for the address that was
236 specified. These variable entries have locations which are shown in bold above.
237 Crash logs often have register information for the first frame in each stack,
238 and being able to reconstruct one or more local variables can often help you
239 decipher more information from a crash log than you normally would be able to.
240 Note that this is really only useful for the first frame, and only if your
241 crash logs have register information for your threads.
243 Using Python API to Symbolicate
244 -------------------------------
246 All of the commands above can be done through the python script bridge. The
247 code below will recreate the target and add the three shared libraries that we
248 added in the darwin crash log example above:
250 .. code-block:: python
252    triple = "x86_64-apple-macosx"
253    platform_name = None
254    add_dependents = False
255    target = lldb.debugger.CreateTarget("/tmp/a.out", triple, platform_name, add_dependents, lldb.SBError())
256    if target:
257          # Get the executable module
258          module = target.GetModuleAtIndex(0)
259          target.SetSectionLoadAddress(module.FindSection("__TEXT"), 0x100000000)
260          module = target.AddModule ("/usr/lib/system/libsystem_c.dylib", triple, None, "/build/server/a/libsystem_c.dylib.dSYM")
261          target.SetSectionLoadAddress(module.FindSection("__TEXT"), 0x7fff83f32000)
262          module = target.AddModule ("/usr/lib/system/libsystem_dnssd.dylib", triple, None, "/build/server/b/libsystem_dnssd.dylib.dSYM")
263          target.SetSectionLoadAddress(module.FindSection("__TEXT"), 0x7fff883db000)
264          module = target.AddModule ("/usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib", triple, None, "/build/server/c/libsystem_kernel.dylib.dSYM")
265          target.SetSectionLoadAddress(module.FindSection("__TEXT"), 0x7fff8c0dc000)
267          load_addr = 0x00007fff8a1e6d46
268          # so_addr is a section offset address, or a lldb.SBAddress object
269          so_addr = target.ResolveLoadAddress (load_addr)
270          # Get a symbol context for the section offset address which includes
271          # a module, compile unit, function, block, line entry, and symbol
272          sym_ctx = so_addr.GetSymbolContext (lldb.eSymbolContextEverything)
273          print sym_ctx
276 Use Builtin Python Module to Symbolicate
277 ----------------------------------------
279 LLDB includes a module in the lldb package named lldb.utils.symbolication. This module contains a lot of symbolication functions that simplify the symbolication process by allowing you to create objects that represent symbolication class objects such as:
281 - lldb.utils.symbolication.Address
282 - lldb.utils.symbolication.Section
283 - lldb.utils.symbolication.Image
284 - lldb.utils.symbolication.Symbolicator
287 **lldb.utils.symbolication.Address**
289 This class represents an address that will be symbolicated. It will cache any
290 information that has been looked up: module, compile unit, function, block,
291 line entry, symbol. It does this by having a lldb.SBSymbolContext as a member
292 variable.
294 **lldb.utils.symbolication.Section**
296 This class represents a section that might get loaded in a
297 lldb.utils.symbolication.Image. It has helper functions that allow you to set
298 it from text that might have been extracted from a crash log file.
300 **lldb.utils.symbolication.Image**
302 This class represents a module that might get loaded into the target we use for
303 symbolication. This class contains the executable path, optional symbol file
304 path, the triple, and the list of sections that will need to be loaded if we
305 choose the ask the target to load this image. Many of these objects will never
306 be loaded into the target unless they are needed by symbolication. You often
307 have a crash log that has 100 to 200 different shared libraries loaded, but
308 your crash log stack backtraces only use a few of these shared libraries. Only
309 the images that contain stack backtrace addresses need to be loaded in the
310 target in order to symbolicate.
312 Subclasses of this class will want to override the
313 locate_module_and_debug_symbols method:
315 .. code-block:: text
317    class CustomImage(lldb.utils.symbolication.Image):
318       def locate_module_and_debug_symbols (self):
319          # Locate the module and symbol given the info found in the crash log
321 Overriding this function allows clients to find the correct executable module
322 and symbol files as they might reside on a build server.
324 **lldb.utils.symbolication.Symbolicator**
326 This class coordinates the symbolication process by loading only the
327 lldb.utils.symbolication.Image instances that need to be loaded in order to
328 symbolicate an supplied address.
330 **lldb.macosx.crashlog**
332 lldb.macosx.crashlog is a package that is distributed on macOS builds that
333 subclasses the above classes. This module parses the information in the Darwin
334 crash logs and creates symbolication objects that represent the images, the
335 sections and the thread frames for the backtraces. It then uses the functions
336 in the lldb.utils.symbolication to symbolicate the crash logs.
338 This module installs a new ``crashlog`` command into the lldb command
339 interpreter so that you can use it to parse and symbolicate macOS crash
340 logs:
342 .. code-block:: text
344    (lldb) command script import lldb.macosx.crashlog
345    "crashlog" and "save_crashlog" command installed, use the "--help" option for detailed help
346    (lldb) crashlog /tmp/crash.log
347    ...
349 The command that is installed has built in help that shows the options that can
350 be used when symbolicating:
352 .. code-block:: text
354    (lldb) crashlog --help
355    Usage: crashlog [options]  [FILE ...]
357 Symbolicate one or more darwin crash log files to provide source file and line
358 information, inlined stack frames back to the concrete functions, and
359 disassemble the location of the crash for the first frame of the crashed
360 thread. If this script is imported into the LLDB command interpreter, a
361 ``crashlog`` command will be added to the interpreter for use at the LLDB
362 command line. After a crash log has been parsed and symbolicated, a target will
363 have been created that has all of the shared libraries loaded at the load
364 addresses found in the crash log file. This allows you to explore the program
365 as if it were stopped at the locations described in the crash log and functions
366 can  be disassembled and lookups can be performed using the addresses found in
367 the crash log.
369 .. code-block:: text
371    Options:
372    -h, --help            show this help message and exit
373    -v, --verbose         display verbose debug info
374    -g, --debug           display verbose debug logging
375    -a, --load-all        load all executable images, not just the images found
376                            in the crashed stack frames
377    --images              show image list
378    --debug-delay=NSEC    pause for NSEC seconds for debugger
379    -c, --crashed-only    only symbolicate the crashed thread
380    -d DISASSEMBLE_DEPTH, --disasm-depth=DISASSEMBLE_DEPTH
381                            set the depth in stack frames that should be
382                            disassembled (default is 1)
383    -D, --disasm-all      enabled disassembly of frames on all threads (not just
384                            the crashed thread)
385    -B DISASSEMBLE_BEFORE, --disasm-before=DISASSEMBLE_BEFORE
386                            the number of instructions to disassemble before the
387                            frame PC
388    -A DISASSEMBLE_AFTER, --disasm-after=DISASSEMBLE_AFTER
389                            the number of instructions to disassemble after the
390                            frame PC
391    -C NLINES, --source-context=NLINES
392                            show NLINES source lines of source context (default =
393                            4)
394    --source-frames=NFRAMES
395                            show source for NFRAMES (default = 4)
396    --source-all          show source for all threads, not just the crashed
397                            thread
398    -i, --interactive     parse all crash logs and enter interactive mode
401 The source for the "symbolication" and "crashlog" modules are available in git.