[시스템] GDB에 관한 모든 것. GDB시작하기. GDB명령어

■  GDB(GNU Debugger)란

 GNU 소프트웨어 시스템을 위한 기본 디버거 

 

GNU 프로젝트 일환. GNU 소프트웨어 시스템을 위한 디버거. 귀여운 물고기

 o 개발자 : 리처드 스톨만

 o 운영체제 : 유닉스 계열, 윈도우

 o 종류 : 디버거

 o 라이선스 : GNU 일반 공중 사용 허가서

 

GDB같은 디버거의 목적은 다른 프로그램 수행 중에 그 프로그램 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 혹은 프로그램이 잘못 실행되었을 때 무슨 일이 일어나고 있는지 보여주는 것이다. GDB는 C, C++, Modula-2로 짠 프로그램을 디버그 할 수 있다.

 

■  GDB 시작하기

% gdb - gdb를 먼저 실행 후 file이라는 명령으로 program을 부른다.

% gdb program - 일반적인 방법이다.

% gdb program core - 코어파일을 사용할 때 동시에 인자로 준다.

% gdb program 1234 - 실행 중인 프로세스를 디버그 하려면 프로세스 ID를 두 번째 인자로 주면 된다. 이 명령은 gdb를 (‘1234’란 파일이 없다면) 프로세스 1234에 접속시킨다.(gdb는 core파일을 먼저 찾는다.)

% gcc –g test.c –o test

% gdb test

 

 

■ GDB 명령어

ㅁ 자주 사용하는 명령어

명령어	설명
list	현재 위치에서 소스 파일의 내용을 10줄 보여줌
run	프로그램 시작 (break가 있다면 break까지 실행) run arg : 새로운 인수를 가지고 프로그램 시작
break	특정 라인이나 함수에 중지점을 설정 break function : 현재 파일 안의 함수 function에 정지 설정 break file function : 파일 file안의 function에 중지 설정 watch : 감시점 설정 until : 실행 중 line까지 실행
clear	특정 라인이나 함수에 있던 중지점 삭제
delete	몇몇 정지점이나 자동으로 출력되는 표현 삭제
next	다음 행을 수행. 서브루틴을 호출하면서 계속 수행 next n : n번 수행
step	한 줄씩 실행 함수를 포함하고 있으면 함수 내부로 들어가서 한 줄씩 실행
print	print expr : 수식의 값을 보여줌
display	현재 display된 명령의 목록을 보여줌
bt	프로그램 스택을 보을 보여줌(backtrace)
kill	디버깅 중인 프로그램의 실행 취소
file	file program : 디버깅할 프로그램으로서 파일을 사용
cont	continue : 현재 위치에서 프로그램을 계속 실행
help	명령에 관한 정보를 보여주거나 일반적인 정보를 보여줌
quit	gdb에서 빠져나감

 

ㅁ 자세한 명령어 정리

1. 우선 컴파일 시에 디버깅 정보를 담아야 한다.

gcc -g -o [프로그램명] [소스파일명]

디버깅 옵션인 -g 으로 컴파일

 

2. 실행방법

gdb [프로그램명]

gdb [프로그램명] [core파일명]

gdb [프로그램명] [실행중인프로세스pid]

 

3. 종료방법

q

Ctrl + d

 

4. 소스 찾아가기 (list)

l : main 함수를 기점으로 소스의 내용이 출력된다

l 10 : 10행 주변의 소스가 출력되는데 10행 - 5부터 10행 + 5까지 총 10행 출력

l func : func 함수의 소스를 출력

l a.c:func : a.c 파일의 func 함수 부분을 출력

l a.c:10 : a.c 파일의 10행을 기준으로 출력

 

5. 옵션

set listsize 20 : 한 번에 출력하는 행의 개수를 20개로 늘림

Enter : 마지막으로 수행한 명령어를 다시 수행

 

6. 프로그램 실행, 종료 (run, kill)

r : 프로그램 수행 (재시작)

r arg1 arg2 : arg1과 arg2를 인자로 프로그램 수행

k : 프로그램 수행종료

 

7. 역추적하기 (backtrack)

bt : 오류가 발생한 함수를 역으로 찾아감

 

8. 중단점 사용하기 (breakpoint, temporary breakpoint)

b func : func 함수에 브레이크 포인트 설정

b 10 : 10행에 브레이크 포인트 설정

b a.c:func : a.c파일의 func함수에 브레이크 포인트 설정

b a.c:10 : a.c파일의 10행에 브레이크 포인트 설정

b +2 : 현재 행에서 2개 행 이후 지점에 브레이크 포인트 설정

b -2 : 현재 행에서 2개 행 이전 지점에 브레이크 포인트 설정

b *0x8049000 : 0x8049000 주소에 브레이크 포인트 설정 (어셈블리로 디버깅 시 사용)

b 10 if var == 0 : 10행에 브레이크 포인트를 설정하되, var 변수 값이 0일 때 작동

tb : 임시 중단점을 사용하는 것으로 한 번만 설정되며, 그 이후에는 삭제됨

 

9. 중단점 설정하기 (condition)

condition 2 var == 0 : 고유번호가 2번인 브레이크 포인트에 var변수가 0일 때 동작하라고 설정

 

10. 중단점 삭제하기 (clear, delete)

cl func : func 함수의 시작 부분에 브레이크 포인트 지움

cl 10 : 10행의 브레이크 포인트 지움

delete 1 : 고유번호 1번의 브레이크 포인트를 지운

cl a.c:func : a.c 파일의 func함수의 브레이크 포인트 지움

cl a.c:10 : a.c 파일의 10행의 브레이크 포인트 지움

cl : 모든 브레이크 포인트 지움

 

11. 중단점 정보 보기 (information)

info b : 현재 설정된 브레이크 포인트의 정보를 보여줌

방향키 Up/Down : 방향키 Up/Down을 누르면 히스토리 기능을 제공

info br + TAB : info br로 시작하는 키워드가 히스토리에 있다면 뿌림

info TAB + TAB : info 뒤에 올 수 있는 인자 리스트를 보임

TAB + TAB : 현재 사용 가능한 모든 명령어 리스트를 보임

 

12. 중단점 비활성화, 활성화하기 (enable, disable)

disable 2 : 고유번호 2번인 브레이크 포인트 비활성화

enable 2 : 고유번호 2번인 브레이크 포인트 활성화

 

13. 디버깅하기 (step, next, continue, until, finish, return, step instruction, next instruction)

s : 현재 출력된 행을 수행하고 멈추지만, 함수의 경우 함수의 내부로 들어가서 수행

s 5 : s를 5번 입력한 것과 동일

n : 현재 행을 수행하고 멈추지만, 함수의 경우 함수를 수행하고 넘어감

n 5 : n을 5번 입력한 것과 동일

c : 다음 브레이크 포인트를 만날 때까지 계속 수행

u : for 문에서 빠져나와서 다음 브레이크 포인트까지 수행한다.

finish : 현재 함수를 수행하고 빠져나감

return : 현재 함수를 수행하지 않고 빠져나감

return 123 : 현재 함수를 수행하지 않고 빠져나감, 단, 리턴 값은 123

si : 현재의 인스트럭션을 수행, 함수 호출 시 내부로 들어간다.

ni : 현재의 인스트럭션을 수행, 함수 호출 시 내부로 들어가지 않는다.

 

14. 감시점 설정 (watch)

watch i : i변수에 watch 포인트를 설정하고 i변수가 바뀔 때마다 브레이크가 걸리면서 이전 값과 현재 값을 출력

 

15. 변수 정보 보기 (info, print)

info locals : 현재 상태에서 어떤 지역변수들이 있으며, 값은 어떠한지를 알 수 있음

info variables : 현재 상태에서의 전역 변수 리스트를 확인할 수 있음

p lval : lval 값 확인

p func : func 함수의 주소 값 확인

p pt : pt가 구조체라면 구조체 주소 확인

p *pt : pt가 구조체라면 구조체 값 확인

p **pt : *pt가 구조체라면 구조체 값 확인

info registers : 레지스트 값 전체를 한 번에 확인

 

16. 레지스트 값 및 포인터가 가리키는 구조체의 배열을 출력 (info, print)

info all-registers : MMX 레지스트를 포함하여 거의 대부분의 레지스트 값 확인

p $eax : eax 레지스트의 값을 확인 ( ex_ eax, ebx, ecx, edx, eip )

p *pt@4 : 4 크기의 배열로 gdb가 알 수 있으므로 4개의 크기만큼 가져와서 확인

 

17. 중복된 변수명이 있는 경우 특정 변수를 지정해서 출력 (print)

p 'main.c'::var : main.c 파일에 있는 전역 변수인 var 변수의 값 출력

p hello::var : hello 함수에 포함된 static 변수인 var 변수의 값 출력

 

18. 출력 형식의 지정

p/t var : var 변수를 2진수로 출력

p/o var : var 변수를 8진수로 출력

p/d var : var 변수를 부호가 있는 10진수로 출력 (int)

p/u var : var 변수를 부호가 없는 10진수로 출력 (unsigned int)

p/x var : var 변수를 16진수로 출력

p/c var : var 변수를 최초 1바이트 값을 문자형으로 출력

p/f var : var 변수를 부동 소수점 값 형식으로 출력

p/a addr : addr주소와 가장 가까운 심벌의 오프셋 출력 ( ex_ main + 15 )

 

19. 타입이 틀릴 경우 타입을 변환하여 출력

p (char*)vstr : 실제 컴파일 시에 (void *)형으로 되어있었다고 하더라도 (char *)로 캐스팅하여 보여줌

 

20. 특정한 위치 지정

p lstr + 4 : 예를 들어 lstr = "I like you." 라는 문자열은 "ke you." 출력

 

21. 변수 값 설정

p lval = 1000 : 변수값 확인 이외에는 설정도 가능

 

22. 출력 명령 요약 (print)

p [변수명] : 변수 값을 출력

p [함수명] : 함수의 주소를 출력

p/[출력형식] [변수명] : 변수 값을 출력 형식으로 출력

p '[파일명]'::[변수명] : 파일명에 있는 전역변수 값을 출력

p [함수명]::[변수명] : 함수에 있는 변수 값을 출력

p [변수명]@[배열크기] : 변수의 내용을 변수 배열의 크기 형태로 출력

 

23. 디스플레이 명령 (display, undisplay)

display [변수명] : 변수 값을 매번 화면에 디스플레이

display/[출력형식] [변수명] : 변수 값을 출력 형식으로 디스플레이

undisplay [디스플레이번호] : 디스플레이 설정을 없앤다

disable display [디스플레이번호] : 디스플레이를 일시 중단한다.

enable display [디스플레이번호] : 디스플레이를 다시 활성화한다.

 

24. 스택 프레임 관련 명령 (frame, up, down, info)

frame [N] : n번 스택 프레임으로 변경

up : 상위 프레임으로 이동

up [N] : n번 상위 스택 프레임으로 이동

down : 하위 프레임으로 이동

down [N] : n번 하위 스택 프레임으로 이동

info frame : 현재 스택 프레임 정보 출력

info args : 현재 스택 프레임의 함수가 호출될 때 인자 출력

info locals : 현재 스택 프레임의 함수 내의 지역변수 출력

info catch : 현재 스택 프레임의 함수내의 예외 핸들러 출력

 

25. 메모리 상태 검사 (x)

x/[범위][출력 형식][범위의 단위] : 메모리의 특정 범위의 값들을 확인

 

26. 출력형식

x/10 main : main 함수 시작부터 40바이트를 출력

x/10t main : main 함수 시작부터 40바이트를 2진수로 출력

x/10o main : main 함수 시작부터 40바이트를 8진수로 출력

x/10d main : main 함수 시작부터 40바이트를 부호가 있는 10진수로 출력

x/10u main : main 함수 시작부터 40바이트를 부호가 없는 10진수로 출력

x/10x main : main 함수 시작부터 40바이트를 16진수로 출력

x/10c main : main 함수 시작부터 40바이트를 최초 1바이트 값을 문자형으로 출력

x/10f main : main 함수 시작부터 40바이트를 부동 소수점 값 형식으로 출력

x/10a main : 가장 가까운 심볼의 오프셋을 출력

x/10s main : 문자열로 출력

x/10i main : 어셈블리 형식으로 출력

 

27. 범위의 단위 (기본 word - 4바이트)

x/10b main : byte - 1바이트 단위 - 10바이트 출력

x/10h main : halfword - 2바이트 단위 - 20바이트 출력

x/10w main : word - 4바이트 단위 - 40바이트 출력

x/10g main : giant word - 8바이트 단위 - 80바이트 출력

 

28. 디스어셈블링 (disas)

disas func : 어셈블리 코드를 좀 보편적으로 보기 위한 명령어

disas 0x8048300 0x8048400 : 특정 주소 범위 사이의 어셈블리 코드를 보기

 

29. 함수 호출 (call)

call func(arg1, arg2) : 특정 함수 func를 arg1, arg2 파라미터를 포함하여 호출하고, 반환 값은 출력

 

30. 점프 (jump)

jump *0x08048321 : 해당 주소로 무조건 분기하여 인스트럭션을 계속 수행

jump 10 : 무조건 10행으로 분기하여 수행

jump func : func 함수로 무조건 분기하여 수행

 

31. 시그널 전송 (signal)

info signals : 보낼 수 있는 시그널의 종류를 확인

signal SIGKILL : 디버깅 대상의 프로세스에게 KILL 시그널을 보냄

 

32. 메모리의 특정 영역에 값을 설정 ( set )

set {타입}[주소] = [값] : 메모리의 특정 주소에 저장

 

33. gdb 환경설정 (set)

info set : 변경 가능한 환경설정 정보를 출력

info functions : 함수들의 리스트를 출력

info types : 선언된 타입에 대한 리스트를 출력

set prompt psyoblade: : 프롬프트를 psyoblade: 로 변경할 수 있음

set print array on : 배열을 출력할 때 여러 행에 출력한다.

 

■ 기타 기능

gdb는 매우 많은 기능을 가진 프로그램이다.

 

1. Breakpoint

- 중지점을 조건적으로 설정할 수 있다. 즉 어떤 동작이 참일 때만 작동하도록 할 수 있다.

    => break 184 if (stace == 0)

- info break를 사용하면 모든 중지점과 감시점 목록을 보여 주고 그 상태도 보여 준다.

- disable를 사용하여 작동 불능으로 할 수 있고 enable를 사용하여 가능하게 할 수도 있다.

 

2. 인스트럭션 레벨 디버깅

- gdb를 통해 인스트럭션 레벨의 디버깅을 할 수 있으므로 프로그램의 매우 깊은 내부까지 조사할 수 있다.

   => (gdb) disass play // play함수에 대한 디스어셈블리.

   => (gdb) display/ i $pc // 현재의 인스트럭션을 보여준다.

                                                // $pc는 gdb내부 변수인 프로그램 카운터이다.

 

3. 실행 중인 프로그램 디버깅하기

- gdb는 이미 실행 중인 프로그램도 디버깅할 수 있게 해준다. 프로세스 실행을 가로채고 조사한 뒤 다시 원래 상태로 실행하도록 할 수 있다. attach명령을 사용하여 실행 중인 프로세서에 gdb를 붙인다. attach 명령을 사용하기 위해서는 프로세스에 해당하는 실행 프로그램에 허가권을 가지고 있어야 한다. 예를 들어 프로세스 ID 254번으로 실행 중인 pgmseq 프로그램이 있다면 다음과 같이 한다.

% gdb pgmseq

% attach 254

- 일단 gdb가 실행 중인 프로세스에 부착되면 프로그램을 일시중지시키고 gdb명령을 사용할 수 있도록 제어권을 가져온다. break를 사용하여 중지점을 사용할 수 있고 중지점에 이를 때까지 실행하도록 continue 명령을 사용할 수 있다. detach명령을 사용하여 gdb를 실행 중인 프로세스에서 떼어 낸다. 필요에 따라 다른 프로세스에 대하여 attach명령을 사용할 수 있다.

 

4. 스택 트레이스

- b main 또는 원하는 곳에 브레이크 포인트를 잡고 오류가 발생할 때까지 c를 통해 진행하면, 세그먼트 폴트 등의 오류가 발생하고 디버그가 멈추는데 여기서 bt를 통해서 전체 스택 프레임을 확인하고 어떤 함수에서 호출 시에 문제가 발생하였는지 확인한다. 단, 일반적인 라이브러리에서는 오류 발생 확률이 없다고 보고, 그 함수를 호출 시에 문제를 의심한다. 다시 프레임을 이동하면서, 로컬 변수와 전역 변수 등을 확인하면서 디버깅이 가능하다.

 

5. 코어 파일 분석하기

- 코어 파일은 충돌할 당시 프로세스의 메모리 이미지를 덤프 한 것이다. 코어 파일을 gdb와 함께 사용하여 프로그램의 상태를 조사하고 실패 원인을 규명할 수 있다. 어떤 예기치 않은 일이 발생하여 비정상적인 종료가 발생할 때 운영체계는 디스크에 코어 파일을 남긴다. 메모리에 관한 문제는 Checker 패키지를 사용하여 예방할 수 있다. 하지만 메모리 fault를 일으키는 경우에는 충돌하면서 파일을 덤프 한다. 코어 파일은 일반적으로 프로세스를 실행시킨 현재 작업 디렉터리에 생성된다.

- 보통 리눅스는 부팅 시에 코어 파일을 만들지 않도록 세팅되어 있다. 코어 파일 생성을 가능케 하려고 한다면 그것을 다시 가능케 하는 셀의 내장 명령을 사용한다. 만약 C쉘 호환 쉘(tcsh)을 쓰고 있다면 다음과 같이 명령을 내린다. 

  => % limit core unlimited

만약 본쉘류( sh , bash , zsh , pdksh )를 사용하고 있다면,

 => $ ulimit –c unlimited

- 코어 파일을 함께 사용하기 위해선 다음과 같이 한다.

  => % gdb program core

 

 

 

참고 문헌

GNU 디버거] http://ko.wikipedia.org/wiki/GNU_%EB%94%94%EB%B2%84%EA%B1%B0

GDB: The GNU Project Debugger] http://www.gnu.org/software/gdb/

유닉스 리눅스 프로그래밍 필수 유틸리티, 백창우 저, 한빛미디어, 2010.09.06.