3.2. GDB를 사용하여 애플리케이션 내부 상태 검사

애플리케이션이 제대로 작동하지 않는 이유를 찾으려면 해당 실행을 제어하고 내부 상태를 디버거로 검사합니다. 이 섹션에서는 이 작업에 GNU Debugger(GDB)를 사용하는 방법을 설명합니다.

3.2.1. GNU 디버거(GDB)

Red Hat Enterprise Linux에는 명령줄 사용자 인터페이스를 통해 프로그램 내에서 발생하는 상황을 조사할 수 있는 GNU 디버거(GDB)가 포함되어 있습니다.

GDB 기능

단일 GDB 세션은 다음 유형의 프로그램을 디버깅할 수 있습니다.

  • 멀티스레딩 및 forking 프로그램
  • 여러 프로그램 한 번에
  • TCP/IP 네트워크 연결을 통해 연결된 원격 시스템 또는 컨테이너의 프로그램

디버깅 요구 사항

실행 가능한 코드를 디버깅하려면 GDB에서 해당 특정 코드에 대한 디버깅 정보가 필요합니다.

  • 사용자가 개발한 프로그램의 경우 코드를 빌드하는 동안 디버깅 정보를 생성할 수 있습니다.
  • 패키지에서 설치된 시스템 프로그램의 경우 debuginfo 패키지를 설치해야 합니다.

3.2.2. 프로세스에 GDB 연결

프로세스를 검사하려면 GDB를 프로세스에 연결해야 합니다.

사전 요구 사항

  • GDB는 시스템에 설치해야 합니다

GDB로 프로그램 시작

프로그램이 프로세스로 실행되지 않으면 GDB로 시작합니다. 

$ gdb program

program 을 파일 이름 또는 프로그램의 경로로 바꿉니다.

GDB는 프로그램의 실행을 시작하도록 설정합니다. run 명령으로 프로세스 실행을 시작하기 전에 중단점 및 the gdb 환경을 설정할 수 있습니다.

이미 실행 중인 프로세스에 GDB 연결

GDB를 프로세스로 이미 실행 중인 프로그램에 연결하려면 다음을 수행합니다.

  1. ps 명령을 사용하여 PID(프로세스ID)를 찾습니다. 

    $ ps -C program -o pid h
 pid

    program 을 파일 이름 또는 프로그램의 경로로 바꿉니다.

  2. 이 프로세스에 GDB를 연결합니다. 

    $ gdb -p pid

    ps 출력의 실제 프로세스 ID 번호로 pid 를 바꿉니다.

이미 실행 중인 GDB를 이미 실행 중인 프로세스에 연결

이미 실행 중인 GDB를 이미 실행 중인 프로그램에 연결하려면 다음을 수행합니다.

  1. 쉘 GDB 명령을 사용하여 ps 명령을 실행하고 프로그램의 프로세스 ID(pid)를 찾습니다. 

    (gdb) shell ps -C program -o pid h
 pid

    program 을 파일 이름 또는 프로그램의 경로로 바꿉니다.

  2. attach 명령을 사용하여 GDB를 프로그램에 연결합니다. 

    (gdb) attach pid

    ps 출력 의 실제 프로세스 ID 번호로 바꿉니다.

참고

경우에 따라 GDB가 해당 실행 파일을 찾지 못할 수 있습니다. file 명령을 사용하여 경로를 지정합니다. 

(gdb) file path/to/program

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3.2.3. GDB를 이용한 프로그램 코드 단계

GDB 디버거가 프로그램에 연결되면 여러 명령을 사용하여 프로그램의 실행을 제어할 수 있습니다.

사전 요구 사항

  • 필요한 디버깅 정보를 사용할 수 있어야 합니다.

    • 프로그램은 디버깅 정보로 컴파일 및 구축되거나
    • 관련 debuginfo 패키지가 설치됨
  • 디버깅하려면 GDB를 프로그램에 첨부해야 합니다.

코드를 단계별로 GDB 명령

R (run)
프로그램 실행을 시작합니다. run 을 인수와 함께 실행하면 해당 인수가 프로그램이 정상적으로 시작된 것처럼 실행 파일에 전달됩니다. 일반적으로 사용자는 중단점을 설정한 후 이 명령을 실행합니다.
start
프로그램의 실행을 시작하되, 프로그램의 메인 함수가 시작될 때 중지됩니다. start 가 인수와 함께 실행되면 해당 인수는 프로그램이 정상적으로 시작된 것처럼 실행 파일에 전달됩니다.
c (계속)

현재 상태에서 프로그램을 계속 실행합니다. 프로그램 실행이 다음 중 하나가 true가 될 때까지 계속됩니다.

  • 중단에 도달했습니다.
  • 지정된 조건이 충족됩니다.
  • 프로그램에 의해 신호가 수신됩니다.
  • 오류가 발생합니다.
  • 프로그램이 종료됩니다.
N (next)

현재 소스 파일의 다음 코드 줄에 도달할 때까지 현재 상태에서 프로그램을 계속 실행합니다. 프로그램 실행이 다음 중 하나가 true가 될 때까지 계속됩니다.

  • 중단에 도달했습니다.
  • 지정된 조건이 충족됩니다.
  • 프로그램에 의해 신호가 수신됩니다.
  • 오류가 발생합니다.
  • 프로그램이 종료됩니다.
s (단계)
또한 step 명령은 현재 소스 파일의 각 코드 줄에서 실행을 중지합니다. 그러나 함수 호출이 포함된 소스 줄에서 현재 실행이 중지된 경우 GDB는 함수 호출 을 입력한 후 실행을 중지합니다(실행하는 대신).
위치 까지
위치 옵션으로 지정한 코드 위치에 도달할 때까지 실행을 계속합니다.
Fini (마지막)

프로그램 실행을 재개하고 함수가 반환되면 중지됩니다. 프로그램 실행이 다음 중 하나가 true가 될 때까지 계속됩니다.

  • 중단에 도달했습니다.
  • 지정된 조건이 충족됩니다.
  • 프로그램에 의해 신호가 수신됩니다.
  • 오류가 발생합니다.
  • 프로그램이 종료됩니다.
Q (quit)
실행을 종료하고 GDB를 종료합니다.

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3.2.4. GDB를 사용하여 프로그램 내부 값 표시

프로그램의 내부 변수 값을 표시하는 것은 프로그램이 수행하는 작업을 이해하는 데 중요합니다. GDB는 내부 변수를 검사하는 데 사용할 수 있는 여러 명령을 제공합니다. 다음은 다음 명령 중 가장 유용합니다.

p (인쇄)

주어진 인수의 값을 표시합니다. 일반적으로 인수는 간단한 단일 값에서 구조까지 복잡한 변수의 이름입니다. 인수는 프로그램 변수 및 라이브러리 함수 또는 테스트 중인 프로그램에 정의된 함수 사용을 포함하여 현재 언어로 유효한 표현식일 수도 있습니다.

출력 명령을 사용하여 데이터 구조(예: 클래스, groups)의 사용자 지정 표시를 위해 GDB를 Python 또는 Guile 스크립트로 확장할 수 있습니다.

BT( backtrace)

현재 실행 지점에 도달하는 데 사용되는 함수 호출 체인을 표시하거나 실행이 종료될 때까지 사용되는 함수 체인을 표시합니다. 이는 제거 원인과 같은 심각한 버그(예: 분할 오류)를 조사하는 데 유용합니다.

backtrace 명령에 전체 옵션을 추가하면 로컬 변수도 표시됩니다.

bt 및 info 프레임 명령을 사용하여 표시된 데이터의 사용자 지정 디스플레이에 대해 프레임 필터 Python 스크립트를 사용하여 GDB를 확장할 수 있습니다. 프레임 이라는 용어는 단일 함수 호출과 연관된 데이터를 나타냅니다.

info

info 명령은 다양한 항목에 대한 정보를 제공하는 일반적인 명령입니다. 설명할 항목을 지정하는 옵션을 사용합니다.

  • info args 명령은 현재 선택된 프레임인 함수 호출의 옵션을 표시합니다.
  • info locals 명령은 현재 선택된 프레임에 로컬 변수를 표시합니다.

가능한 항목 목록은 GDB 세션에서 명령 도움말 정보를 실행하십시오. 

(gdb) help info
l (list)
프로그램이 중지된 소스 코드에서 행을 표시합니다. 이 명령은 프로그램 실행이 중지된 경우에만 사용할 수 있습니다. 반드시 내부 상태를 표시하는 명령은 아니지만, list 를 사용하면 프로그램 실행의 다음 단계에서 내부 상태에 대한 변경이 어떻게 되는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

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3.2.5. GDB 중단점을 사용하여 정의된 코드 위치에서 실행 중지

대개는 작은 코드 부분만 조사됩니다. 중단점은 GDB가 코드의 특정 위치에서 프로그램의 실행을 중지하도록 지시하는 마커입니다. 중단점은 소스 코드 행과 가장 일반적으로 연관됩니다. 이 경우 중단자를 배치하려면 소스 파일 및 행 번호를 지정해야 합니다.

  • 중단을 배치하려면:

    • 소스 코드 파일의 이름과 해당 파일의 행을 지정합니다. 

      (gdb) br file:line

    • 파일이 없으면 현재 실행 지점에서 소스 파일의 이름이 사용됩니다. 

      (gdb) br line

    • 또는 함수 이름을 사용하여 시작에 중단점을 둡니다. 

      (gdb) br function_name

  • 작업에 대해 일정 횟수가 반복된 후 프로그램이 오류가 발생할 수 있습니다. 실행을 중단할 추가 조건을 지정하려면 다음을 수행합니다. 

    (gdb) br file:line if condition

    C 또는 C++ 언어의 조건으로 조건을 바꿉니다. 파일과 행 의 의미는 위와 동일합니다.

  • 모든 중단점 및 감시점의 상태를 검사 하려면 다음을 수행합니다. 

    (gdb) info br

  • 정보 br 의 출력에 표시된 번호를 사용하여 중단점을 제거하려면 다음을 수행합니다. 

    (gdb) delete number

  • 지정된 위치에서 중단 항목을 제거하려면 다음을 수행합니다. 

    (gdb) clear file:line

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3.2.6. GDB 감시 포인트를 사용하여 데이터 액세스 및 변경 시 실행을 중지합니다

대부분의 경우 특정 데이터가 변경되거나 액세스될 때까지 프로그램을 실행하도록 하는 것이 유리합니다. 다음 예제는 가장 일반적인 사용 사례입니다.

사전 요구 사항

  • GDB이해

GDB에서 워치포인트 사용

Watchpoints는 GDB 가 프로그램의 실행을 중지하도록 지시하는 마커입니다. Watchpoints는 데이터와 연결되어 있습니다. 감시 지점을 배치하려면 변수, 여러 변수 또는 메모리 주소를 설명하는 식을 지정해야 합니다.

  • 데이터 변경에 대한 감시 지점을 배치 하려면 다음을 실행합니다 (쓰기). 

    (gdb) watch expression

    보고자 하는 내용을 설명하는 표현식 으로 표현식을 바꿉니다. 변수의 경우 표현식 은 변수 이름과 동일합니다.

  • 데이터 액세스를 위한 감시 지점을 배치 하려면(읽기:). 

    (gdb) rwatch expression

  • 데이터 액세스(읽기 및 쓰기) 에 대한 감시 지점을 배치 하려면 다음을 수행하십시오. 

    (gdb) awatch expression

  • 모든 감시점 및 중단점의 상태를 검사 하려면 다음을 수행합니다. 

    (gdb) info br

  • 감시 지점을 제거하려면 다음을 수행합니다. 

    (gdb) delete num

    num 옵션을 info br 명령으로 보고된 번호로 바꿉니다.

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3.2.7. GDB를 사용하여 포크 또는 스레드 프로그램 디버깅

일부 프로그램은 포크 또는 스레드를 사용하여 병렬 코드 실행을 수행합니다. 여러 동시 실행 경로를 디버깅하려면 특별한 고려 사항이 필요합니다.

사전 요구 사항

  • 프로세스 포크 및 스레드의 개념을 이해해야 합니다.

GDB를 사용하여 분기된 프로그램 디버깅

포크는 프로그램(상위)이 자체(자체)의 독립적인 사본을 만들 때 발생하는것입니다. 다음 설정과 명령을 사용하여 포크 발생 시 GDB가 수행하는 작업에 영향을 미칩니다.

  • follow-fork-mode 설정은 GDB가 포크 뒤의 상위 또는 하위 항목을 따르는지 여부를 제어합니다.

    follow-fork-mode 상위 설정
    포크 후 상위 프로세스를 디버깅합니다. 이는 기본값입니다.
    follow-fork-mode 하위 설정
    포크 후에 하위 프로세스를 디버그합니다.
    show follow-fork-mode
    현재 follow-fork-mode 설정을 표시합니다.

  • 설정된 detach-on-fork 설정은 GDB가 다른(후로) 프로세스를 계속 제어하거나 실행되도록 유지할지 여부를 제어합니다.

    detach-on-fork on 설정
    뒤따르지 않는 프로세스( follow-fork-mode값에 따라)는 분리되며 독립적으로 실행됩니다. 이는 기본값입니다.
    detach-on-fork off 설정
    GDB는 두 프로세스를 모두 제어합니다. 뒤에 오는 프로세스( follow-fork-mode값에 따라)는 정상적으로 디버그되지만 다른 프로세스는 일시 중지됩니다.
    show detach-on-fork
    detach-on-fork 의 현재 설정을 표시합니다.

GDB를 사용하여 스레드 프로그램 디버깅

GDB는 개별 스레드를 디버그하고 독립적으로 조작 및 검사할 수 있습니다. GDB가 검사된 스레드만 중지하도록 하려면 명령 집합을 사용하지 않고 에서 target-async를 설정합니다. 이러한 명령을 .gdbinit 파일에 추가할 수 있습니다. 해당 기능이 켜진 후 GDB는 스레드 디버깅을 수행할 준비가 되었습니다.

GDB는 현재 스레드 의 개념을 사용합니다. 기본적으로 명령은 현재 스레드에만 적용됩니다.

정보 스레드
id and gid 번호를 사용하여 현재 스레드를 나타내는 스레드 목록을 표시합니다.
스레드 ID
지정된 id 를 현재 스레드로 사용하여 스레드를 설정합니다.
thread apply ids 명령
id로 나열된 모든 스레드에 명령 명령을 적용합니다. ids 옵션은 공백으로 구분된 스레드 ID 목록입니다. 특수 값 all 이 모든 스레드에 명령을 적용합니다.
조건인 경우 위치 스레드 ID 중단
스레드 번호 ID 에 대해서만 특정 조건이 있는 특정 위치에서 중단점을 설정합니다.
조사 표현식 스레드 ID
스레드 번호 ID 에 대해서만 식에 의해 정의된 감시 지점을 설정합니다.
명령&
명령 명령을 실행하고 gdb 프롬프트 (gdb) 로 즉시 돌아가 백그라운드에서 코드 실행을 계속합니다.
interrupt
백그라운드에서 실행을 중지합니다.

추가 리소스