PB173 - Binární programování Linux
IX. Ladění
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
26. 11. 2015
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015      1 / 16
Techniky ladění
Z pohledu vykonávání
O Staticky
• Spouštím analyzátor a ten hledá nesrovnalosti
• Analýza ukazatelů, hodnot, velikosti zásobníku,
• Není cílem cvičení, ale formela
Q Dynamicky
• Spouštím na CPU a očekávám výsledek
• Testování
• Vyzkoušíme si dnes a příště
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
2/16
Techniky ladění
Z pohledu cíle
Q Ladění funkčnosti (dnes)
• Tracery
• ptrace
• valgrind
Příště
• Pokračování s gdb
• Ladění výkonnosti/velikosti
• Optimalizace kódu
o Odstranění nepoužitého kódu
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/05 26.11.2015      3/ 16
Sekce 1
Ladění funkčnosti (dnes)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
4/16
Ladění funkčnosti
• Výpisy
• printf a příbuzné
• Monitorování chování
• gdb, ltrace, strace, valgrind,
• Post-m o rtem
• core soubor (obraz paměti)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015      5/ 16
Tracery
• Sledují události a vypisují je
• ítrace: sleduje knihovní volání
• strace: sleduje systémová volání
• Používají systémové volání ptrace
• ítrace si nastaví breakpointy na všechny externí symboly z ELFu
• strace jednoduše použije ptrace.syscall
• Spuštění: {s,l}trace binarka --volby
• Další parametry
• -e: filtr (-e write)
• -f: sleduje i potomky
• -o: výstup do souboru
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
6/16
Úkol
Práce s tracery
O Projděte Si pbl73-bin/09/tracer.c
O Spusťte nejdříve s ltrace
• Kolik je volání f write do libc?
O Spusťte S strace
• Kolik je volání write do jádra?
• libc bufferuje
O Pomocí ltrace zjistěte, jak velký buffer libc používá
• V cyklu vypisujte znak pomocí f write
• Použijte volbu -s
O Pomocí strace ověřte totéž
• Pozorujte třetí parametr write
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
7/16
ptrace
• sys/ptrace.h
• Systémové volání ke sledování procesů
• Naváže se na proces
• Ovládá ho
• ptrace(enum __ptrace_request r, pid_t p, void *addr,
void *data)
• r - co chceme
• p - na kom to chceme provést
o addr a data - význam závisí na hodnotě request
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
8/16
ptrace
Navázání
Dvě možnosti
O Svého potomka
• Potomek: ptrace (ptrace.traceme) a raise(sigstop)
• Rodič: waitpid a ptrace (neco), např. ptrace.cont
• waitpid počká na raise potomka, který už je p-trasovatelný O Cizí proces
• Trasovač: ptrace(ptrace.attach, pid) a waitpid
• Nastaví pid p-trasovatelný, pošle sigstop, waitpid na signál počká
Odpojení zastaveného trasovaného
ptrace(PTRACE.DETACH, pid)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
9/16
Úkol
Trasování potomka
O Proveďte f or k O Potomek
• Nastavte jej p-trasovatelného
• Něco vypište
o Pošlete mu signál
• Něco vypište
O Rodič
• Počkejte na zastaveného potomka
• Čekejte na standardní vstup
• Něco vypište
• Odpojte potomka
• Něco vypište
O Vyzkoušejte
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/05 26.11.2015      10/ 16
ptrace
Krokování
• ptrace (ptrace.cont) - pokračuj ve vykonávání
• Přerušení klasickým kili
• ptrace (ptrace.syscall) - do příštího systémového volání
• ptrace (ptrace_singlestep) - jedna instrukce
• Vždy je třeba počkat na signál od potomka
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
11/16
Úkol
Krokování potomka
O V rodiči v cyklu:
• Čekejte na standardní vstup
• Krokujte potomka po instrukci
O Nezapomeňte ošetřit stav, kdy potomek skončil O Vyzkoušejte
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
12/16
ptrace
Manipulace s procesem
• ptrace(ptrace.peektext) - přečti kód
• ptrace (ptrace.peekdata) - přečti data
• ptrace (ptrace.peekuser) - přečti registr,...
• ptrace (ptrace_getregs) - přečti registry
• struct user_regs_struct
• ptrace (ptrace.getfpregs) - přečti plovoucí desetinné registry
• struct user_fpregs_struct
• set* a poke* varianty
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
13/16
Úkol
Manipulace s procesem
O V rodiči v cyklu navíc:
• Vypište adresu aktuálně zastavené instrukce
• První byte instrukce
O Vyzkoušejte
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
14/16
valgrind
• Sleduje (zejména) operace s pamětí {Memcheck)
• Úniky paměti
• Neinicializované a nezarovnané přístupy
• Použití paměti po f ree
• ...
• Několik dalších modulů
• Callgrind: profiluje cache CPU
• Massif: profiluje použití haldy
• Další pro problémy se zámky atd.
• Spuštění:
valgrind --volby_valgrindu binarka --volby_binarky
• Další parametry
• —tool: výběr nástroje shora
• —leak-check: sledovat úniky paměti
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
15/16
Úkol
Práce s nástrojem valgrind
O Projděte Si pbl73-bin/09/memcheck. c O Spusťte V nástroji valgrind
O Řiďte se pokyny na konci výpisu
• Vypište si všechny podrobnosti
• Přidáváním navržených parametrů („Rerun with")
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
26. 11. 2015
16/16