Hibakeresés

`gdb`¶

Ahhoz, hogy kipróbálhassuk, hogyan is működik a gdb, tekintsük az alábbi példa kódot, amely egy szegmentációs hibát vét, és így a program végrehajtása megszakad.

//pelda.c
#include <stdio.h>

int main() {
    int *ptr = NULL;

    printf("Elérkezünk a hibához...\n");
    *ptr = 42;  // 💥 Szegmentációs hiba!

    printf("Ez a sor már nem fog lefutni.\n");
    return 0;
}

Program fordítás debug módban¶

A gdbhasználatához a programot debug szimbólumokkal kell lefordítani, hogy a forráskódra hivatkozhassunk.

Fordítsuk a terminálból a debuggolandó kódot a gcc pelda.c -o pelda -Wall -g utasítással.

A -g a debug ("hibakövetési") kapcsoló. Debug információk kerülnek a lefordított binárisba, így könnyebb lesz a debuggolás.

GDB elindítása és a cél program betöltése¶

gdb ./pelda

Ha nem -g kapcsolóval volt a program fordítva, akkor a betöltéskor kiírt logok között azt látjuk, hogy no debugging symbols found (amitől a debuggolás még elindítható, csak kevésbé lesz informatív)

Ezután a GDB interaktív módba lép, ahol különféle parancsokat adhatunk ki. Alap parancsok:

Parancs	Jelentés
`run`	Elindítja a programot, de használható arra is, hogy az aktuális debug sessiont újraindítsuk
`break <függvény>` vagy `break <fájl>:<sor>`	Töréspontot (breakpoint) állít be
`info breakpoints`	breakpontok listázása
`next`	Következő sorra lép (függvényt átugrik)
`step`	Következő sorra lép (függvénybe belép)
`continue`	Futtatás folytatása a következő töréspontig
`print <változó>`	Változó aktuális értékének kiírása
`list`	A forráskód környezetének megjelenítése
`quit`	Kilépés a GDB-ből
`disassemble`	az aktuális függvény gépi kódja. Kis nyíl jelöli éppen melyik utasításnál lévő breakpointban vagyunk.
disassemble function	A kért függvény gépi kódjának megnézése
`disas /m funcname`	a C utasítások és a hozzájuk tartozó gépi utasítások együtt nézhetőek
`info functions [regexp]`	Opcionálisan megadható egy reguláris kifejezés a találatok szűrésére

Breakpointok kezelése¶

bekapcsolás, kikapcsolás, törlés
- disable N: adott sorszámú breakpoint kikapcsolása (dis N)
- enable N: adott sorszámú breakpoint visszakapcsolása (en N)
- clear function, clear linenum, clear filename:linenum breakpoint törléshez
- delete: az összes breakpoint letörlése
Következő sor végrehajtása
- step (s)
- next (n): a különbség, hogy nem lép bele függvényhívásokba
- s N vagy n N: egyszerre N darab sort lépünk
- finish: az aktuális függvényből való visszatérés helyére ugrik. Ha volt visszatérési érték, akkor kiírja.
Következő gépi utasítás végrehajtása (ezekkel a parancsokkal assembly utasítás szintén tudunk lépdelni a kódban)
- stepi (si)
- nexti (ni): a különbség, hogy nem lép bele függvényhívásokba
Breakpoint utáni újraindítás
- continue (c)
- c N: ahol N megadja, hányszor ne álljon meg a gdb az aktuális breakpointnál
Backtrace (Breakpointnál vagy hiba (pl segmentation fault) esetén megnézhetjük hogyan jutott el a program az adott (hibás) sor lefutásához.)
- backtrace (bt): az aktuális stack frame-től kezdve visszafelé haladva kiírja az összes frame-et, ami a stack-en van. Ha túl sokáig tart CTRL+C-vel le lehet állítani a kiíratást.
- bt n: csak az utolsó n darab frame-t írja ki
- bt -n: csak az első n darab frame-t írja ki
- bt full: a frame-k lokális változóit is kiíratja. Kombinálható az előző két utasítással.

Információk kiíratása¶

info registers
layout regs
info variables: globális és statikus változók értékei
info locals: lokális változók értékei
print symbol: adott szimbólum értéke
- röviden: p symbol
- p valtozonev
- p fuggveny::valtozonev
- p $eax
info address symbol: adott szimbólum memóriacíme
info frame: az aktuális frame adatai (argumentumok, lokális változók, ebp, eip értékei)
x 0x080485e9: az x utasítással egy konkrét memóriacím tartalmát nézhetjük meg
- x/16 address: 16 érték legyen megjelenítve az addresstől kezdve (növekvő memóriacímek irányába)
- x/-16 address: ugyanez, csak a 16 érték csökkenő memóriacímek irányába megy (gdb 8-tól működik)
- Kiíratási módosítók megadása is lehetséges:
  - x/16x address: 16 hexadecimális érték kiíratása
  - x/16xg address: 16 db 64 bites hexadecimális érték kiíratása
  - x/16c address: 16 karakter kiíratása
  - x/s address: C sztringként értelmezi az adott memóriaterületet
  - x/d address: előjeles, decimális értékként való megjelenítés
  - x/i address: utasításként próbálja értelmezni a memóriaterületet
  - Verem tetjének megtekintése: x/20x $esp

Változáskövetés¶

watch symbol: változó, regiszter, memóriacím (vagy komplexebb kifejezés) értékének a váltazása esetén álljon meg a program futása (mint egy breakpoint érték változása alapján). Többszálú program esetén minden szálon van változásfigyelés.
info watchpoints: listázásuk
rwatch symbol: megállítja a program futását, ha a szimbólumot olvasták
awatch symbol: megállítja a program futását, ha a szimbólumot írták vagy olvasták

Feltételes breakpointok elhelyezése¶

Használhatjuk a célnyelv utasításait, szimbólumait, hogy a breakpointokat feltételekhez kössük! Meglévő breakpointhoz is tudunk az azonosító száma alapján utólag feltételt rakni (pl. info breakpoints-al kideríthető)

break file.c:20 if i == 112: breakpoint a 20-as soron, ha az i 112
break file.c:17 if strcmp(input, "password") == 0: breakpoint a 17-es soron, ha a string értéke password
cond 8 *p == 78: új feltétel a 8-as breakpointhoz
cond 8: a 8-as breakpoint feltételének törlése

Függvényhívás¶

Lehetőségünk van kézzel meghívni a célprogram valamely függvényét (pl. ha direkt írtunk egyet debug céllal) Paramétereket is adhatunk meg neki.

call segedfgv()

.gdbinit használata¶

GDB konfigurációs fájl, mely a gdb indításakor automatikusan betöltődik. Segítségével lehet kicsit automatizálni a debuggolást. Helyei lehetnek:

/etc/gdbinit: rendszerszintű beállítások
~/.gdbinit: user szintű beállítások
./.gdbinit: csak az adott munkakönyvtárból futó gdb-re vonatkozik. A lokális gdbinit betöltése ki lehet kapcsolva, ekkor a megjelenő hibaüzenetek alapján lehet megoldást keresni (hozzáadni a biztonsági kivételt vagy teljesen kikapcsolni ezt az ellenőrzést)