Debuggolás: `gdb`¶

Fordítás¶

Fordítsuk a terminálból a debuggolandó kódot a gcc pelda.c -o pelda -Wall -m32 -g utasítással.

A -g a debug ("hibakövetési") kapcsoló. Debug információk kerülnek a lefordított binárisba, így könnyebb lesz a debuggolás. A példák kedvéért a -m32 kapcsolóval fordítsunk 32 bites kódot.

Elindítás¶

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)

Elindítás Text User Interface-el együtt (TUI)¶

gdb ./pelda -tui

Kettéosztott terminál ablak segítségével a forráskódot is látni fogjuk futás közben! Használata néha bug-os lehet.

tui

A program gépi kódjának megnézése¶

disassemble: az aktuális függvény gépi kódja. Kis nyíl jelöli éppen melyik utasításnál lévő breakpointban vagyunk.
disassemble function: A kért függvény gépi kódjának megnézése
disas: rövidített írásmód
disas /m funcname: a C utasítások és a hozzájuk tartozó gépi utasítások együtt nézhetőek

Program összes függvényének listázása¶

info functions [regexp]

Opcionálisan megadható egy reguláris kifejezés a találatok szűrésére

Breakpoint elhelyezése¶

break function: breakpoint elhelyezése függvénynél
b function: rövidített írásmód
b linenum: adott sorhoz (b filename:linenum több fájl esetén)
Adott sor-pozícióhoz képesti eltolással: b +/-OFFSET
b *addr: ahol addr az utasításnak pl. a disassemble segítségével megtudott címe.

Pl. break *0x0000000000400722

Breakpointok listázása¶

info breakpoints

Breakpoint ki/be kapcsolása illetve törlése¶

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

A betöltött célprogram elindítása¶

run (r)

Használható arra is, hogy az aktuális debug sessiont újraindítsuk.

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

Első oszlop: a regiszter neve, második oszlop: tartalom hexadecimális formában, harmadik oszlop: tartalom olvasható formában. Nézzük meg az EIP regiszter tartalmát.
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 adresstől 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 gdgbinit betöltése ki lehet kapcsolva, ekkor a megjelenő hibaüzenetek alapján lehet megoldást keresni (hozzáadni a biztonsági kivételt vagy teljesen kikapcsolni ezt az ellenőrzést)

Egy példafájl tartalma:

# dialógus kiiktatása
set breakpoint pending on 
set disassembly-flavor intel
# megegyezik ezzel: "gdb ./test"
file faulty
# parancssori argumentumok átadása (ha kell)          
set args "input" 
# breakpoint beállítása
break 18 
# futtatás
run       

Ha elkészítettük ezt a fájlt már csak el kell indítani a gdb-t (és nem is kell most neki megadni kézzel a célprogramot). A gdbinit fájlban saját segédfüggvényeket is létrehozhatunk. Például:

define prnt
   echo "hello"
   info frame
end

break 18
# másképp: commands N, ahol N a breakpoint száma
commands 
#a breakpoint elérésekor végrehajtandó utasítások felsorolása
prnt
#utasítás-lista vége
end
b 20
run

Ha így adjuk meg a gdbinit fájlunkat a breakpoint elérésekor automatikusan lefut majd a prnt tartalma. De kézzel is meghívhatjuk.

Példafeladatok¶

Segédfájl¶

printf alapú debuggolást segítő header

Utolsó frissítés: 2023-04-03 18:07:18

Debuggolás: gdb¶