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@thetsuthetsu(V離脱 鉄夫)

gdbによるCプログラムのデバッグ

Last updated at Posted at 2019-11-18

gdbによるCプログラムのデバッグ

背景

  • IDEの無い環境でプログラムのデバッグが必要になった。
  • 対象はLinux上のgccでコンパイルしたプログラム。
  • cmakeでビルドしているため、デバッグオプションを適宜設定する必要がある。

cmakeのデバッグ設定

cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug

  • NG: シンボル情報を生成してくれない

    (gdb) break main
No symbol table is loaded.  Use the "file" command.

CMakeLists.txtを編集

  • OK: 以下の一行を追加（なるべく前のほうで）

    set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -g -O0")

gdbによるデバッグ例

  • デバッグ対象：Anjay
    • なんというか、LwM2Mのクライアント実装に興味があったので・・・
    • Apache 2.0ライセンスです。

起動・実行・継続・ステップIN・ステップOVER・ステップOUT・終了

  • 起動 (プログラム引数を与えて起動)

    • プロブラム本体： demo
    • プログラム引数1: --server-uri LwM2M Server URL
    • プログラム引数2: -e 登録名
    $ gdb --args ./demo --server-uri coap://leshan.eclipseprojects.io:5683 -e TETSUO_ANJAY_DEV0
GNU gdb (Ubuntu 8.1-0ubuntu3.2) 8.1.0.20180409-git
Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
・・・(snip)

  • 実行

    (gdb) run
Starting program: /home/tetsuo/Anjay/build/output/bin/demo --server-uri coap://leshan.eclipseprojects.io:5683 -e TETSUO_ANJAY_DEV0
・・・

  • 再開

    Breakpoint 1, main (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:548
548	int main(int argc, char *argv[]) {
(gdb) continue
Continuing.
2019-11-18 18:11:26.841555 INFO [anjay] [/home/tetsuo/Anjay/src/anjay_core.c:172]: Initializing Anjay 1.16

  • ステップOVER

    • 関数呼び出しの中に入らず、現コードの次のステップに移動します。
    • 以下例では関数argv_storeの外側で１ステップ進みます。
    (gdb) next
    565	    for (int fd = 3, maxfd = (int) sysconf(_SC_OPEN_MAX); fd < maxfd; ++fd) {
    (gdb) next
    566	        close(fd);
    (gdb) next
    565	    for (int fd = 3, maxfd = (int) sysconf(_SC_OPEN_MAX); fd < maxfd; ++fd) {
    (gdb) next
    566	        close(fd);

  • ステップIN

    • 関数の呼び出しの中に移動します。
      • ブレークポイントargv_storeから、関数の中(demo_utils.c:44)に入っていきます。
    Breakpoint 2, main (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:594
594	    if (argv_store(argc, argv)) {
(gdb) step
argv_store (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo_utils.c:44
44	    AVS_ASSERT(argc >= 0, "unexpected negative value of argc");
(gdb)

  • ステップOUT

    • 関数から出て、呼び出し元に戻ります。
      • 関数の中(demo_utils.c:44)から、呼び出し元(demo.c:594)に戻ります。
      • 関数の戻り値 (Value returned is $1 = 0)が表示されます。
    (gdb) step
argv_store (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo_utils.c:44
44	    AVS_ASSERT(argc >= 0, "unexpected negative value of argc");
(gdb) fin
Run till exit from #0  argv_store (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo_utils.c:44
0x0000555555562e4f in main (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:594
594	    if (argv_store(argc, argv)) {
Value returned is $1 = 0

  • 終了

  • (gdb) quit
A debugging session is active.

    Inferior 1 [process 21171] will be killed.

Quit anyway? (y or n) y
tetsuo@trial19:~/Anjay/build/output/bin$

ブレークポイント

  • ブレークポイント（メソッド名）指定して、実行

      (gdb) break main
  Breakpoint 1 at 0xed72: file /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c, line 548.
  (gdb) run
  Starting program: /home/tetsuo/Anjay/build/output/bin/demo --server-uri coap://leshan.eclipseprojects.io:5683 -e TETSUO_ANJAY_DEV0

  Breakpoint 1, main (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:548
  548	int main(int argc, char *argv[]) {

  • ブレークポイント（行番号）を指定して、継続

      (gdb) break demo.c:594
  Breakpoint 2 at 0x555555562e38: file /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c, line 594.
  (gdb) continue
  Continuing.

  Breakpoint 2, main (argc=5, argv=0x7fffffffe048) at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:594
  594	    if (argv_store(argc, argv)) {

  • ブレークポイント一覧表示

      (gdb) info breakpoints
  Num     Type           Disp Enb Address            What
  1       breakpoint     keep y   0x0000555555562d72 in main at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:548
      breakpoint already hit 1 time
  2       breakpoint     keep y   0x0000555555562e38 in main at /home/tetsuo/Anjay/demo/demo.c:594
      breakpoint already hit 1 time

  • 現在のブレークポイント(周辺）をソース上で確認

      (gdb) list
  589	    avs_log_set_handler(log_handler);
  590	    avs_log_set_default_level(AVS_LOG_TRACE);
  591	    avs_log_set_level(demo, AVS_LOG_DEBUG);
  592	    avs_log_set_level(anjay_sched, AVS_LOG_DEBUG);
  593	
  594	    if (argv_store(argc, argv)) {
  595	        return -1;
  596	    }
  597	
  598	    cmdline_args_t cmdline_args;

変数の入出力

  • 現在の変数の値を出力

      (gdb) print argc
  $9 = 5
  (gdb) print argv[0]
  $10 = 0x7fffffffe387 "/home/tetsuo/Anjay/build/output/bin/demo"
  (gdb) print argv[1]
  $11 = 0x7fffffffe3b0 "--server-uri"
  (gdb) print argv[2]
  $12 = 0x7fffffffe3bd "coap://leshan.eclipseprojects.io:5683"
  (gdb) print argv[3]
  $13 = 0x7fffffffe3e3 "-e"
  (gdb) print argv[4]
  $14 = 0x7fffffffe3e6 "TETSUO_ANJAY_DEV0"

  • 変数の値を変更

      (gdb) print argv[4]
  $14 = 0x7fffffffe3e6 "TETSUO_ANJAY_DEV0"
  (gdb) set argv[4] = "HOGEHOGE_DEV1"
  (gdb) print argv[4]
  $15 = 0x7ffff7fde940 "HOGEHOGE_DEV1"

その他機能

  • バックトレース（コールスタック）
    • ブレークポイントから呼び出し元を再帰的に表示
    • bt (backtrace)
(gdb) bt
#0  connect_udp_socket (anjay=0x555555802770, connection=0x5555558063d0)
    at /home/tetsuo/Anjay/src/servers/connection_udp.c:331
#1  0x00005555555a80c8 in _anjay_connection_internal_bring_online (anjay=0x555555802770, connections=0x5555558063d0, 
    conn_type=ANJAY_CONNECTION_UDP) at /home/tetsuo/Anjay/src/servers/connections.c:144
#2  0x00005555555a8666 in ensure_socket_connected (anjay=0x555555802770, connections=0x5555558063d0, 
    conn_type=ANJAY_CONNECTION_UDP, inout_info=0x7fffffff9ad0) at /home/tetsuo/Anjay/src/servers/connections.c:260
#3  0x00005555555a874d in refresh_connection (anjay=0x555555802770, connections=0x5555558063d0, 
    conn_type=ANJAY_CONNECTION_UDP, inout_info=0x7fffffff9ad0) at /home/tetsuo/Anjay/src/servers/connections.c:280
#4  0x00005555555a8837 in _anjay_connections_refresh (anjay=0x555555802770, connections=0x5555558063d0, security_iid=1, 
    uri=0x7fffffff9b30, binding_mode=0x7fffffff9c40 "U") at /home/tetsuo/Anjay/src/servers/connections.c:306
#5  0x0000555555586505 in _anjay_active_server_refresh (anjay=0x555555802770, server=0x5555558063c0)
    at /home/tetsuo/Anjay/src/servers/server_connections.c:128
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