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Debug Hacks
8/13/'10

よしおかひろたか (Debug Hacks 著者 )
hyoshiok@gmail.com
http://d.hatena.ne.jp/hyoshiok/
http://blog.miraclelinux.com/yume/

Debug Hacks

● Debug Hacks --
デバッグを極めるテク
ニック & ツール
● 吉岡弘隆 , 大和一洋 , 大
岩尚宏 , 安部東洋 , 吉田
俊輔
● ISBN:978-4-87311-
404-0
● オライリー?ジャパン
● 2009 年 4 月 22 日

デバッグ入門

● デバッグとは、ソフトウェアの不具合（バグ）
を修正するプロセス
● ソフトウェアの不具合を発見するプロセスのこ
とはテストとよぶ
● ソフトウェアの不具合を修正するのではなく回
避する方法をトラブルシューティングとよぶ
● Debug Hacks は主に（狭義の）デバッグにつ
いて解説した書籍

トラブルシューティング

バグ

● ソフトウェアの不具合（仕様との差異）
– テストで発見する
– それ以外で発見される
● たまたま使っていて発見、…

バグのパターン

● 正常に終了（バグではない）
● 期待する動作をしないで終了
– 期待する出力をしない、クラッシュ、遅い、
● 終了しない
– デッドロック、無限ループ、

デバッグのプロセス
● 問題の再現
– 環境設定
– ヒアリング
● 現象の確認
● 問題の理解、解析
● 原因が不明？
– 過去にあった同様の問題を検索（バグ DB など）
– バグ発生へ、そなえる
– 同僚に説明する
– コミュニティへ質問する

● バグ修正
● 動作確認
– バグが直っていることの確認
– デグレード／エンバグがないことの確認
（リグレッションテストの実行）
● ピアレビュー
● テストプログラムの作成
● コミュニティへの報告（必要であれば）

デバッガを使おう
● 任意の場所にブレークポイントを設定できる。
● プログラムを変更しなくても、変数の値を確認
することができる。
● プログラムを変更しなくても、変数に任意の値
を設定できる。
● 変数に値が代入されたときに停止することがで
きる。
● コールグラフ（バックトレース）を表示でき
る。
● printf() デバッグださいよね。


● 期待しない値を出力して終了というケース
– 任意の場所にブレークポイントを設定
– 実行
– 任意の変数の値を確認（期待通りか）
● 期待通りじゃない場合は、実行前半部分にバグ？
● 期待通りの場合は、実行後半にバグ？
● 終了しないケースは後述

GDB の基礎の基礎

● Gcc でコンパイルする
$gcc -g -Wall
-Wall はとっても重要
その他、下記のフラグも
-W -Wformat=2 -Wcast-qual -Wcast-align
-Wwrite-strings -Wconversion -Wfloat-
equal -Wpointer-arith
● Makefile では CFLAGS にオプションを追加
● INSTALL や README ファイルなどを確認


● 起動
● $gdb 実行ファイル名
● $gdb -c コアファイル　実行ファイル名
● emacs から起動するときは、 M-x gdb


● ブレークポイントの設定
– 任意の場所で停止する
● break 関数名
● break 行番号
● break ファイル名：行番号
● break ファイル名：関数名
● break [+|-] オフセット
● break * アドレス

ブレークポイント

● 設定したブレークポイントの確認
info break

実行

● run コマンド
● run 引数
● main() にブレークポイントを設定して main()
まで実行する
– start コマンド

ブレークしたら

● どこで停止したか。
backtrace コマンド (bt と略す )

変数の表示

● print[/ フォーマット ] 変数
– `x' 16 進数で表示
– `d' 10 進数で表示
– ù' 符号なしの 10 進数で表示
– ò' 8 進数で表示
– `t' 2 進数で表示。 `t' は "two" からくる。
– à' アドレス
– `c' 文字 (ASCII) として表示
– `f' 浮動小数点
– `s' 文字列として表示

アドレスの表示

● x[/NFU] アドレス
● N 繰り返し回数
● F フォーマット
● U 単位
– `b' バイト
– `h' ハーフバイト（ 2 バイト）
– `w' ワード（ 4 バイト）デフォルト
– `g' ジャイアントバイト (8 バイト）

逆アセンブル

● disassemble コマンド

実行の再開

● ステップ実行
● continue
● finish/until

ステップ実行

● ソースコード一行分実行する
● next
– ソースコード一行分実行し停止する。関数呼び出し
の場合、関数を実行後停止する。
● step
– ソースコード一行分実行し停止する。関数呼び出し
の場合、その関数の最初の実行文を実行し停止す
る。（もぐって行く）

continue

● 実行を再開する
– ブレークポイントで停止する
– 実行を終了する

finish/until

● finish 関数を最後まで実行
– 関数の入り口でいろいろ調べた後、最後まで一気に
実行したいとき便利
● until ループが終わるまで実行
– ループの入り口でいろいろ調べた後、ループを一気
に実行したいとき便利

実行の再開のまとめ

● next/step
● continue
● finish/until

変数へ代入されたとき止めたい

● ウォッチポイント。任意の変数に代入された時
に停止する。
● watch 式（式が変更された時に停止）
● awatch 式（式が参照、変更された時に停止）
● rwatch 式（式が参照された時に停止）
● どこであるアドレスが変更されるか、よく分か
らないときなどに利用すると便利。実行速度の
低下がある。

その他のブレークポイント

● ハードウェアブレークポイント (hbreak)
● 一時ブレークポイント (tbreak)

変数の値の変更

● set variable 変数 = 式
● ソースコードを変更する前に試行錯誤して確認
できる。

その他のコマンド
● info threads
● thread
● info registers
● frame

期待しない値のケースのまとめ

● 任意の場所にブレークポイントを設定
● 実行開始
● 停止したら値の確認
● 実行の再開
● バグの原因を見つけるまで上記を繰り返す

終了しない場合

● 無限ループ、デッドロックなどで終了しない場
合のデバッグ
● 当該プロセスのプロセス ID を調べる
$ ps aux|grep プログラム名
● プロセスへアタッチする
● attach プロセス ID
● アタッチすると実行を停止するので、デバッグ
をはじめる

コアファイルがある場合

● $gdb -c コアファイルプログラム名
● コアファイルを生成した時点でのスタックト
レースなどが見れる

まとめ

● GDB の基本の基本を紹介した
● GDB は便利な機能満載なので使ってみよう
● Debug Hacks の感想、コメント、誤植の発見
などなど、著者 (hyoshiok@gmail.com) まで
教えてください。

付録： Debug Tools

● kprobes
● jprobes
● KAHO
● systemtap
● VMware Vprobe
● crash
● gdb

kprobes

● 任意のアドレスにプローブを挿入
● Debug Hacks, #47, #49, #50

jprobes

● 関数の先頭にプローブを設定することに特化し
ているので、 kprobes よりもお手軽
● Debug Hacks, #48

KAHO

● プロセスの関数を置き換えることができる

systemtap

● kprobes を利用して、独自のスクリプト言語を
用いてプローブハンドラを作成する。
● Debug Hacks, #52, #53

VMware Vprobe

● ゲスト OS の状態を調査することができる

crash

● kernel crash dump utility

gdb

● デバッガー
● Debug Hacks, #5, #6, #7

参考文献
● Intel? 64 and IA-32 Architectures
Software Developer's Manuals
http://www.intel.com/products/processor/manuals/index.htm

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