stringtranslate.com

GNU-отладчик

Отладчик GNU ( GDB ) — портативный отладчик , который работает во многих Unix-подобных системах и работает со многими языками программирования , включая Ada , Assembly , C , C++ , D , Fortran , Haskell , Go , Objective-C , OpenCL C , Modula . -2 , Pascal , Rust , [2] и частично другие. [3]

История

GDB был впервые написан Ричардом Столлманом в 1986 году как часть его системы GNU , после того как его GNU Emacs стал «достаточно стабильным». [4] GDB — это бесплатное программное обеспечение , выпущенное под лицензией GNU General Public License (GPL). Он был создан по образцу отладчика DBX , который входил в состав дистрибутивов Berkeley Unix . [4]

С 1990 по 1993 год его поддерживал Джон Гилмор . [5] Сейчас его поддерживает Руководящий комитет GDB, назначенный Фондом свободного программного обеспечения . [6]

Технические детали

Функции

GDB предлагает обширные возможности для отслеживания и изменения выполнения компьютерных программ . Пользователь может отслеживать и изменять значения внутренних переменных программы и даже вызывать функции независимо от нормального поведения программы.

Целевые процессоры GDB (по состоянию на 2003 год) включают: Alpha , ARM , AVR , H8/300 , Altera Nios/Nios II, System/370 , System 390 , X86 и его 64-битное расширение X86-64 , IA-64 «Itanium». , Motorola 68000 , MIPS , PA-RISC , PowerPC , SuperH , SPARC и VAX . Менее известные целевые процессоры, поддерживаемые в стандартной версии, включают A29K , ARC , ETRAX CRIS , D10V, D30V, FR-30, FR-V , Intel i960 , 68HC11 , Motorola 88000 , MCORE , MN10200, MN10300 , NS32K , Stormy16 и З8000 . (Более новые версии, скорее всего, не будут поддерживать некоторые из них.) GDB имеет встроенные симуляторы даже для менее известных целевых процессоров, таких как M32R или V850 . [7]

GDB все еще активно разрабатывается. Начиная с версии 7.0, новые функции включают поддержку сценариев Python [8] , а начиная с версии 7.8 также поддержку сценариев GNU Guile . [9] Начиная с версии 7.0, доступна поддержка «обратимой отладки», позволяющей откатить сеанс отладки назад, что очень похоже на перемотку вышедшей из строя программы, чтобы увидеть, что произошло. [10]

Удаленная отладка

GDB предлагает «удаленный» режим, часто используемый при отладке встроенных систем. Удаленная работа — это когда GDB запускается на одной машине, а отлаживаемая программа — на другой. GDB может связываться с удаленным «заглушкой», которая понимает протокол GDB, через последовательное устройство или TCP/IP. [11] Программа-заглушка может быть создана путем связывания с соответствующими файлами-заглушками, поставляемыми с GDB, которые реализуют целевую сторону протокола связи. [12] В качестве альтернативы, gdbserver можно использовать для удаленной отладки программы без необходимости каким-либо образом ее изменять.

Тот же режим также используется KGDB для отладки работающего ядра Linux на уровне исходного кода с помощью gdb. С помощью KGDB разработчики ядра могут отлаживать ядро ​​почти так же, как они отлаживают прикладные программы. Это позволяет размещать точки останова в коде ядра, пошагово выполнять код и наблюдать за переменными. В архитектурах, где доступны регистры аппаратной отладки, можно установить точки наблюдения, которые запускают точки останова при выполнении или доступе к указанным адресам памяти. Для KGDB требуется дополнительная машина, подключаемая к машине, подлежащей отладке, с помощью последовательного кабеля или Ethernet . Во FreeBSD также возможна отладка с использованием прямого доступа к памяти FireWire (DMA). [13]

Графический интерфейс пользователя

Отладчик не имеет собственного графического интерфейса пользователя и по умолчанию использует интерфейс командной строки , хотя и содержит текстовый интерфейс пользователя . Для него было создано несколько внешних интерфейсов, таких как UltraGDB, Xxgdb, Data Display Debugger (DDD), Nemiver , KDbg, отладчик Xcode , GDBtk/Insight, Seer и графический интерфейс отладчика HP Wildebeest (WDB GUI). Такие IDE , как Codelite , Code::Blocks , Dev-C++ , Geany , GNAT Programming Studio (GPS), KDevelop , Qt Creator , Lazarus , MonoDevelop , Eclipse , NetBeans и Visual Studio , могут взаимодействовать с GDB. GNU Emacs имеет «режим GUD» и существуют инструменты для Vim (например, clown). Они предлагают возможности, аналогичные отладчикам, имеющимся в IDE.

Некоторые другие инструменты отладки были разработаны для работы с GDB, например детекторы утечек памяти .

Внутренности

GDB использует системный вызов с именем ptrace (это название является аббревиатурой от «трассировка процесса») для наблюдения и управления выполнением другого процесса, а также для проверки и изменения памяти и регистров процесса.

Точка останова реализуется путем замены инструкции по заданному адресу памяти другой специальной инструкцией. Выполнение инструкции точки останова вызывает SIGTRAP.

Примеры команд

Пример сеанса

Рассмотрим следующий исходный код, написанный на C :

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>   size_t foo_len ( const char * s ) { return strlen ( s ); }         int main ( int argc , char * argv [] ) { const char * a = NULL ;            printf ( "размер a = %lu \n " , foo_len ( a ) );    выход ( 0 ); }

Используя компилятор GCC в Linux , приведенный выше код необходимо скомпилировать с использованием -gфлага, чтобы включить соответствующую отладочную информацию в сгенерированный двоичный файл, что позволит проверить его с помощью GDB. Если предположить, что файл, содержащий приведенный выше код, называется example.c, команда для компиляции может быть такой:

$ gcc  example.c  -Og  -g  -o  пример

И теперь двоичный файл можно запустить:

$ ./example Ошибка сегментации

Поскольку код примера при выполнении генерирует ошибку сегментации , для проверки проблемы можно использовать GDB.

$ gdb  ./example GNU gdb (GDB) Fedora (7.3.50.20110722-13.fc16) Авторские права (C) 2011 Free Software Foundation, Inc. Лицензия GPLv3+: GNU GPL версии 3 или новее <https://gnu.org/licenses /gpl.html> Это бесплатное программное обеспечение: вы можете свободно изменять и распространять его. НЕТ НИКАКИХ ГАРАНТИЙ, в пределах, разрешенных законом. Для получения подробной информации введите «показать копирование» и «показать гарантию». Эта GDB была настроена как «x86_64-redhat-linux-gnu». Инструкции по сообщению об ошибках см.: <https://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>... Чтение символов из /path/example...done. (gdb)  запустить Стартовую программу: /path/exampleПрограмма получила сигнал SIGSEGV, ошибка сегментации. 0x0000000000400527 в foo_len (s=0x0) в example.c:7 7 return strlen (s); (gdb)  напечатайте s $ 1 = 0x0

Проблема присутствует в строке 7 и возникает при вызове функции strlen(поскольку ее аргумент sравен NULL). В зависимости от реализации strlen ( встроенной или нет) вывод может быть разным, например:

GNU gdb (GDB) 7.3.1 Авторские права (C) 2011 Free Software Foundation, Inc. Лицензия GPLv3+: GNU GPL версии 3 или новее <https://gnu.org/licenses/gpl.html> Это свободное программное обеспечение: вы свободно изменять и распространять его. НЕТ НИКАКИХ ГАРАНТИЙ, в пределах, разрешенных законом. Для получения подробной информации введите «показать копирование» и «показать гарантию». Эта GDB была настроена как «i686-pc-linux-gnu». Инструкции по сообщению об ошибках см.: <https://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>... Чтение символов из /tmp/gdb/example...done. (gdb)  запустить Стартовую программу: /tmp/gdb/exampleПрограмма получила сигнал SIGSEGV, ошибка сегментации. 0xb7ee94f3 в strlen() из /lib/i686/cmov/libc.so.6 (gdb)  bt # 0  0xb7ee94f3 в strlen () из /lib/i686/cmov/libc.so.6 # 1 0x08048435 в foo_len ( s = 0x0 ) в example.c:7 # 2 0x0804845a в main ( argc = <оптимизированный вывод>, argv = <оптимизированный вывод> ) в example.c:14

Чтобы устранить проблему, переменная a(в функции main) должна содержать допустимую строку. Вот исправленная версия кода:

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>   size_t foo_len ( const char * s ) { return strlen ( s ); }       int main ( int argc , char * argv [] ) { const char * a = "Это тестовая строка" ;            printf ( "размер a = %lu \n " , foo_len ( a ) );    выход ( 0 ); }

Перекомпиляция и повторный запуск исполняемого файла внутри GDB теперь дает правильный результат:

$ gdb  ./example GNU gdb (GDB) Fedora (7.3.50.20110722-13.fc16) Авторские права (C) 2011 Free Software Foundation, Inc. Лицензия GPLv3+: GNU GPL версии 3 или новее <https://gnu.org/licenses /gpl.html> Это бесплатное программное обеспечение: вы можете свободно изменять и распространять его. НЕТ НИКАКИХ ГАРАНТИЙ, в пределах, разрешенных законом. Для получения подробной информации введите «показать копирование» и «показать гарантию». Эта GDB была настроена как «x86_64-redhat-linux-gnu». Инструкции по сообщению об ошибках см.: <https://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>... Чтение символов из /path/example...done. (gdb)  запустить Стартовая программа: /path/example размер = 21 [Низший 1 (процесс 14290) завершился нормально]

GDB выводит вывод printfна экран, а затем сообщает пользователю, что программа завершилась нормально.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Джоэл Бробекер (3 декабря 2023 г.). «GDB 14.1 выпущен!» . Проверено 3 декабря 2023 г.
  2. ^ «Документация GDB — Поддерживаемые языки» . Архивировано из оригинала 28 декабря 2017 г. Проверено 28 ноября 2011 г.
  3. ^ «Документация GDB — Резюме» . Архивировано из оригинала 1 июля 2012 г. Проверено 28 ноября 2011 г.
  4. ^ ab «Лекция Ричарда Столлмана в Королевском технологическом институте, Швеция (1986-10-30)» . Проверено 21 сентября 2006 г. Затем, когда GNU Emacs стал достаточно стабильным, что в общей сложности заняло около полутора лет, я начал возвращаться к другим частям системы. Я разработал отладчик, который назвал GDB, который представляет собой символический отладчик для кода C, который недавно поступил в распространение. Этот отладчик во многом соответствует духу DBX, отладчика, поставляемого с Berkeley Unix.
  5. ^ «Джон Гилмор (активист)» . Hyperleap.com .
  6. ^ "Руководящий комитет GDB" . Проверено 11 мая 2008 г.
  7. ^ «Документация GDB - Резюме - Участники» . Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 г. Проверено 1 декабря 2011 г.
  8. ^ «Примечания к выпуску GDB 7.0» . Проверено 28 ноября 2011 г.
  9. ^ Джоэл Бробекер (29 июля 2014 г.). «GDB 7.8 выпущен!» . Проверено 30 июля 2014 г.
  10. ^ «Обратная отладка с помощью GDB» . Проверено 20 января 2014 г.
  11. ^ «Как: протокол удаленного последовательного порта GDB: написание сервера RSP» (PDF) .
  12. ^ «Реализация удаленной заглушки» .
  13. ^ «Отладка ядра с помощью Dcons» .

Внешние ссылки

Документация

Учебники