メモリ・マップとデバッガ

システム・プログラムＩ

                                       電子・情報工学系
                                       新城 靖
                                       <yas@is.tsukuba.ac.jp>

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■印刷配布資料

■復習

プロセス、ps
cc -c, cc -v, cc -E, cc -S
リンク、ライブラリ
オブジェクトと機能
- プロセス・オブジェクト
- ファイル・オブジェクト
- プロセス間通信、同期
- ユーザ、グループ
- 制御端末
- 時刻、時間
API(Application Programming Interface),
- システム・コール
- ライブラリ関数
- マクロ

■変数の番地、メモリ・マップ

----------------------------------------------------------------------
   1:	/*
   2:	        vaddr-print.c -- 変数の番地をしらべるプログラム
   3:	        ~yas/syspro1/cc/vaddr-print.c
   4:	        $Header: vaddr-print.c,v 1.1 97/05/19 23:19:10 yas Exp $
   5:	        Start: 1997/05/19 22:58:49
   6:	*/
   7:	#include <stdlib.h>
   8:	
   9:	int x1=1 ;
  10:	int x2 ;
  11:	
  12:	extern int etext, edata, end ;
  13:	
  14:	main( argc,argv,envp )
  15:	    int argc ;
  16:	    char *argv[] ;
  17:	    char *envp[] ;
  18:	{
  19:	    int x3 ;
  20:	    char *x4p ;
  21:	
  22:	        printf("&main == 0x%x \n",&main );
  23:	        printf("&etext == 0x%x \n",&etext );
  24:	        printf("&edata == 0x%x \n",&edata );
  25:	        printf("&end   == 0x%x \n",&end );
  26:	
  27:	        printf("&x1 == 0x%x (data)\n",&x1 );
  28:	        printf("&x2 == 0x%x (bss)\n",&x2 );
  29:	        printf("&x3 == 0x%x (auto)\n",&x3 );
  30:	        x4p = malloc( 10 );
  31:	        printf("x4p == 0x%x (heap)\n",x4p );
  32:	        x4p = malloc( 10 );
  33:	        printf("x4p == 0x%x (heap)\n",x4p );
  34:	        recursive( 3 );
  35:	}
  36:	
  37:	recursive( n )
  38:	    int n ;
  39:	{
  40:	    int x5 ;
  41:	        printf("&x5 == 0x%x (auto,%d)\n",&x5,n );
  42:	        if( n<=0 )
  43:	            return;
  44:	        recursive( n-1 );
  45:	}
----------------------------------------------------------------------

実行例。

----------------------------------------------------------------------
% cp ~yas/syspro1/cc/vaddr-print.c . 
% make vaddr-print 
cc     vaddr-print.c   -o vaddr-print
% ./vaddr-print 
&main == 0x400ad0
&etext == 0x400cb0
&edata == 0x10002000
&end   == 0x10002000
&x1 == 0x100010d0 (data)
&x2 == 0x10001130 (bss)
&x3 == 0x7fff2f1c (auto)
x4p == 0x10002010 (heap)
x4p == 0x10002028 (heap)
&x5 == 0x7fff2ef4 (auto,3)
&x5 == 0x7fff2ecc (auto,2)
&x5 == 0x7fff2ea4 (auto,1)
&x5 == 0x7fff2e7c (auto,0)
% size vaddr-print 
text    data    bss     dec     hex     filename
2933    304     28      3265    cc1     vaddr-print
% 
----------------------------------------------------------------------

■デバッガ

◆dbx

使い方。cc に -g オプションを付けてコンパイルする。

% cc -g ファイル名.c -o 実行形式 
% dbx 実行形式

----------------------------------------------------------------------
% cc -g vaddr-print.c -o vaddr-print
% dbx vaddr-print
dbx version 7.2 Aug 29 1997 03:27:55
Executable /home/lab2/OS/yas/syspro1-1998/cc/vaddr-print
(dbx) list
>*  18  {
    19      int x3 ;
    20      char *x4p ;
    21
    22          printf("&main == 0x%x \n",&main );
    23          printf("&etext == 0x%x \n",&etext );
    24          printf("&edata == 0x%x \n",&edata );
    25          printf("&end   == 0x%x \n",&end );
    26
    27          printf("&x1 == 0x%x (data)\n",&x1 );
(dbx) stop at 27
Process     0: [3] stop at "/home/lab2/OS/yas/syspro1-1998/cc/vaddr-print.c":27
(dbx) run
Process 26330 (vaddr-print) started
&main == 0x400ad0
&etext == 0x400cd0
&edata == 0x10002000
&end   == 0x10002000
[3] Process 26330 (vaddr-print) stopped at [main:27 ,0x400b54]
  27  printf("&x1 == 0x%x (data)\n",&x1 );
(dbx) print x1
1
(dbx) where
>  0 main(argc = 1, argv = 0x7fff2f44, envp = 0x7fff2f4c) ["/home/lab2/OS/yas/sy
spro1-1998/cc/vaddr-print.c":27, 0x400b54]
   1 __istart() ["crt1tinit.s":13, 0x400a90]
(dbx) cont
&x1 == 0x100010d0 (data)
&x2 == 0x10001130 (bss)
&x3 == 0x7fff2f1c (auto)
x4p == 0x10002010 (heap)
x4p == 0x10002028 (heap)
&x5 == 0x7fff2ef4 (auto,3)
&x5 == 0x7fff2ecc (auto,2)
&x5 == 0x7fff2ea4 (auto,1)
&x5 == 0x7fff2e7c (auto,0)
Process 26330 (vaddr-print) terminated
(dbx) quit
%
----------------------------------------------------------------------

良く使うコマンド。

run {引数}: 実行
list {行番号}: ソース・プログラムの表示
where: バックトレース
up: 関数呼び出しで１つ上（mainに近い方）へ移動
down: 関数呼び出しで１つ下（mainに遠い方）へ移動
print 式: 表示
next: １行実行。手続き呼び出しがあっても次の行。
step: １行実行。ただし、手続き呼び出しがあると、その手続きの中に入る。
stop at 行番号: その行にブレーク・ポイントの設定
stop in 関数名: その関数にブレーク・ポイントの設定
cont: 実行再開。
status: ブレーク・ポイントの表示
delete 番号: ブレーク・ポイントの解除
call 関数(引数): 関数呼び出し。インタプリタ感覚。
func 関数: 注目する関数の切り替え
file ファイル名: 注目するファイルの切り替え

くわしくは、dbx を実行して help。man dbx。

◆xdbx

X Window のインタフェース。

% xdbx 実行形式 & 
%

残念ながら、SGI では今の所動かない。

◆mule ESC x dbx

Mule の中から dbx を呼ぶ。ソース・プログラム上でどこを実行しているかを追うことができる。使い方。

mule を実行する。
「ESC x dbx リターン」と打つ。
「dbx 実行形式リターン」と打つ。

dbx のウィンドウでよく使うキー

C-c C-n: next
C-c C-s: step
C-c C-l: ウィンドウを割って、ソースの表示

ソース・プログラムのウィンドウで使えるキー

C-x SPC: ブレーク・ポイントの設定。(現在、残念ながら使えない。誰か修理して欲しい。)

◆gdb

GNU プロジェクトによるデバッガ。使い方。cc に -g オプションを付けてコンパイルする。

% cc -g ファイル名.c -o 実行形式 
% gdb 実行形式

注意：今の所、残念ながら、gcc でコンパイルしたものをgdb ではデバッグできません。

良く使うコマンド。

run {引数}: 実行
list {行番号{,行番号}}: ソース・プログラムの表示
bt: バックトレース
print 式: 表示
x 式: 表示
next: １行実行。手続き呼び出しがあっても次の行。
step: １行実行。ただし、手続き呼び出しがあると、その手続きの中に入る。
b 行番号 (break): その行にブレーク・ポイントの設定
b 関数名 (break): その関数にブレーク・ポイントの設定
cont (c): 実行再開。
info b: ブレーク・ポイントの表示
delete 番号: ブレーク・ポイントの解除
call 関数(引数): 関数呼び出し。インタプリタ感覚。

くわしくは、gdb を実行して help。 mule を実行して ESC x info で gdbの項目を見る（まだ入っていない）。

◆xxgdb

X Window のインタフェース。

% xxgdb 実行形式 & 
%

xgdb ではなく、xxgdb。x が2回。

◆mule ESC x gdb

Mule の中から gdb を呼ぶ。ソース・プログラム上でどこを実行しているかを追うことができる。使い方。

mule を実行する。
「ESC x gdb リターン」と打つ。
「gdb 実行形式リターン」と打つ。

gdb のウィンドウでよく使うキー

C-c C-n: next
C-c C-s: step
C-c C-l: ウィンドウを割って、ソースの表示

ソース・プログラムのウィンドウで使えるキー

C-x SPC: ブレーク・ポイントの設定。(こちらは使える。)

■segmentaton fault(segmentaton violation)


----------------------------------------------------------------------
   1:	/*
   2:	        segv.c -- segmentation violation を起こすプログラム
   3:	        ~yas/syspro1/cc/segv.c
   4:	        $Header$
   5:	        Start: 1998/04/20 23:56:19
   6:	*/
   7:	#include <stdlib.h>
   8:	
   9:	main()
  10:	{
  11:	    char *p ;
  12:	        strcpy(p,"hello");
  13:	        printf("%s\n",p);
  14:	}
----------------------------------------------------------------------

実行例。

----------------------------------------------------------------------
% make segv
cc     segv.c   -o segv
% ./segv
Segmentation fault (core dumped)
% echo $LANG
ja_JP.EUC
% file core
core:           IRIX コア・ダンプ of 'segv'
% ls -l core
-rw-r--r--    1 yas      lab          512   4月 20日 23時58分  core
%  cc -g segv.c -o segv
% dbx segv
dbx version 7.2 Aug 29 1997 03:27:55
core is an incomplete corefile
Executable /home/lab2/OS/yas/syspro1-1998/cc/segv
(dbx) run
Process 26541 (segv) started
Process 26541 (segv) stopped on signal SIGSEGV: Segmentation violation (default)
 at [strcpy:123 ,0xfa6a1c0]
         Source (of strcpy.s) not available for Process 26541
(dbx) where
>  0 strcpy(0xfb68d04, 0x10001000, 0x7fff2f4c, 0x7fff2f4c) ["strcpy.s":123, 0xfa
6a1c0]
   1 main() ["/home/lab2/OS/yas/syspro1-1998/cc/segv.c":12, 0x4009c4]
   2 __istart() ["crt1tinit.s":13, 0x400960]
(dbx) list

         Source (of strcpy.s) not available for Process 26541
(dbx) up
main:  12  strcpy(p,"hello");
(dbx) list
    13          printf("%s\n",p);
    14  }
(dbx) 
----------------------------------------------------------------------

■mainの引数


----------------------------------------------------------------------
   1:   /*
   2:           arg-print.c -- mainの引数を表示するプログラム
   3:           ~yas/syspro1/cc/arg-print.c
   4:           $Header: arg-print.c,v 1.2 97/04/21 18:29:06 yas Exp $
   5:           Start: 1997/04/21 18:23:13
   6:   */
   7:
   8:   main( argc,argv )
   9:       int argc ;
  10:       char *argv[] ;
  11:   {
  12:       int i ;
  13:           printf("argc is %d\n", argc );
  14:           for( i=0 ; i<argc ; i++ )
  15:               printf("argv[%d]: %s\n",i,argv[i] );
  16:   }
----------------------------------------------------------------------

実行例。

----------------------------------------------------------------------
% cp ~yas/syspro1/cc/arg-print.c . 
% make arg-print 
cc     arg-print.c   -o arg-print
% ./arg-print 
argc is 1
argv[0]: ./arg-print
% ./arg-print who am i 
argc is 4
argv[0]: ./arg-print
argv[1]: who
argv[2]: am
argv[3]: i
% 
----------------------------------------------------------------------

★練習問題

★練習問題8 printfの番地

printf 関数の番地を調べなさい。

★練習問題9 引数の番地

関数の引数の番地を調べなさい。auto変数と比較しなさい。

★練習問題10 デバッガ

cc -g で作ったプログラムを、dbx または gdb を使って実行しなさい。デバッガのコマンド実行してみなさい。

★練習問題11 Segmentation fault

Segmentation fault を起こすプログラムをかきなさい。それをデバッガで追跡して、どこで起きたかを調べてなさい。

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Last updated: 1998/05/26 10:42:25

Yasushi Shinjo / <yas@is.tsukuba.ac.jp>