Отладчик GDB

Отладчик GDB (GNU debugger) построчно выполняет код программы, чтобы выявить ошибки в процессе её выполнения. Отладчик GDB позволяет менять значения переменных, устанавливать контрольные точки и условия остановки запущенной программы.

С помощью отладчика GDB вы можете:

• задать условия, которые могут повлиять на поведение программы;
• начать выполнение программы с заданными условиями;
• указать условия, при наступлении которых выполнение программы будет остановлено;
• исследовать причины остановки программы;
• изменить код программы, чтобы устранить эффекты одной ошибки и продолжить выявление других.

Подготовка окружения и запуск отладчика

1. Установите пакеты ПО:

   CentOS 7, AlmaLinux 9

   yum install -y billmanager-corporate-devel gdb gcc-c++

   Copy

   CODE

   Ubuntu 20.04, AstraLinux 1.7.4

   apt install -y billmanager-corporate-devel gdb gcc-c++

   Copy

   CODE

2. Запустите BILLmanager.

3. Подключитесь к процесcу BILLmanager:

   gdb -p $(ps aux | grep billmgr | head -1 | awk '{print $2}')

   Copy

   CODE

Отладочные символы

Отладка возможна, если сборка осуществлена с отладочными символами. Подробнее о сборке проекта см. статью Взаимодействие на низком уровне, плагины с++.

Чтобы проверить наличие отладочных символов, выполните:

objdump -x {PATH_TO_SO_FILE} | grep debug

Если в сборке присутствуют отладочные символы, то результат будет следующим:

[root@gdb-bill privatbank]# objdump -x /usr/local/mgr5/libexec/pmprivatbank.so | grep debug
 26 .debug_aranges 000010d0  0000000000000000  0000000000000000  0001daf5  2**0
 27 .debug_info   0002325b  0000000000000000  0000000000000000  0001ebc5  2**0
 28 .debug_abbrev 00000e4c  0000000000000000  0000000000000000  00041e20  2**0
 29 .debug_line   00002ae3  0000000000000000  0000000000000000  00042c6c  2**0
 30 .debug_str    00034dad  0000000000000000  0000000000000000  0004574f  2**0
 31 .debug_ranges 00001120  0000000000000000  0000000000000000  0007a4fc  2**0
0000000000000000 l    d  .debug_aranges	0000000000000000              .debug_aranges
0000000000000000 l    d  .debug_info	0000000000000000              .debug_info
0000000000000000 l    d  .debug_abbrev	0000000000000000              .debug_abbrev
0000000000000000 l    d  .debug_line	0000000000000000              .debug_line
0000000000000000 l    d  .debug_str	0000000000000000              .debug_str
0000000000000000 l    d  .debug_ranges	0000000000000000              .debug_ranges
[root@gdb-bill privatbank]#

Переменная окружения WITHOUT_DEBUG=yes отвечает за отсутствие отладочных символов при сборке модулей BILLmanager. Например, для модуля pmprivatbank при сборке без отладочных символов будет следующий результат:

[root@gdb-bill privatbank]# WITHOUT_DEBUG=yes make install
Create folder .build/.obj
Create folder .build/.dep
Compiling pmprivatbank.cpp
Create symbolic link to external libs
Create symbolic link for local libs
Building wrapper backend pmprivatbank
Create /usr/local/mgr5/libexec/pmprivatbank.so ...
Compiling privatbankpayment.cpp
Building wrapper backend privatbankpayment
Create /usr/local/mgr5/libexec/privatbankpayment.so ...
Compiling privatbankresult.cpp
Building wrapper backend privatbankresult
Create /usr/local/mgr5/libexec/privatbankresult.so ...
Shutdown billmgr ... done
[root@gdb-bill privatbank]# objdump -x /usr/local/mgr5/libexec/pmprivatbank.so | grep debug
[root@gdb-bill privatbank]#

Примеры

Примеры ниже составлены для ОС CentOS 7. В других ОС шаги или выводы могут отличаться.

Пример отладки подключаемой библиотеки

1. Создайте директорию /usr/local/mgr5/src/gdbtest/ со следующей структурой:

   Структура директории

   src/gdbtest/
   ├── gdbtest.cpp
   ├── Makefile
   └── xml
       └── billmgr_mod_gdbtest.xml
   1 directory, 3 files

   Copy

   CODE

   Содержимое файла src/gdbtest/xml/billmgr_mod_gdbtest.xml

   <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
   <mgrdata>
       <library name="libgdbtest"/>
   </mgrdata>

   Copy

   CODE

   Содержимое файла src/gdbtest/gdbtest.cpp

   #include <api/action.h>
   #include <mgr/mgrlog.h>
   #include <mgr/mgraccess.h>
   
   MODULE("gdbtest");
   
   using namespace isp_api;
   
   class aTest : public StdListAction {
   public:
   	aTest()
   		: StdListAction("atest", MinLevel(lvAdmin)) {}
   
   	void List(Session& ses) const override
   	{
   		int a;
   	}
   };
   
   MODULE_INIT(aTest, "billmgr") {
   	new aTest;
   }

   Copy

   CODE

   [root@gdb-bill mgr5]# cat src/gdbtest/Makefile
   MGR=billmgr
   PLUGIN=gdbtest
   
   LIB += libgdbtest
   libgdbtest_SOURCES += gdbtest.cpp
   libgdbtest_LDADD = -lmgrdb -lispapi
   
   include ../isp.mk

   Copy

   CODE

2. Соберите и установите модуль командой:

   cd /usr/local/mgr5/src/gdbtest/ && make install

   Copy

   CODE

   Результат выполнения команды:

   [root@gdb-bill gdbtest]# cd /usr/local/mgr5/src/gdbtest/ && cp -f billmgr_mod_gdbtest.xml ../../etc/xml/ && make install DISTDIR=/usr/local/mgr5
   Create folder .build/.obj
   Create folder .build/.dep
   Compiling gdbtest.cpp
   gdbtest.cpp: In member function ‘virtual void aTest::List(isp_api::Session&) const’:
   gdbtest.cpp:19:7: warning: unused variable ‘a’ [-Wunused-variable]
      int a;
          ^
   Create symbolic link to external libs
   Create symbolic link for local libs
   Building library libgdbtest
   Create library ../../lib/libgdbtest.so
   Shutdown billmgr ... done

   Copy

   CODE

   При сборке модуля BILLmanager будет остановлен.

3. Запустите BILLmanager.

   /usr/local/mgr5/sbin/mgrctl -u billmgr

   Copy

   CODE

4. Подключитесь к BILLmanager:

   cd /usr/local/mgr5/ && gdb -p $(ps aux | grep billmgr | head -1 | awk '{print $2}')
   

   Copy

   CODE

   При успешном подключении будет следующий вывод и приглашение для ввода команд (gdb):
   

   Reading symbols from lib/Libgdbtest.so…done.
   Loaded symbols for lib/libgdbtest…so
   0x00007fc9d087be9d in nanosleep () from /lib64/libpthread.so.0
   Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install coremanager-5.399.0-2307201251307784. el7.x86_64 
   (gdb)

   Copy

   CODE

   
   

5. Проверьте, что отладочные символы для модуля подгрузились. Для этого выполните:

   (gdb) list gdbtest.cpp:1

   Copy

   CODE

   
   

   	#include <api/action.h>
   	#include <mgr/mgrlog.h>
   	#include <mgr/mgraccess.h>
   
   
   	MODULE("gdbtest");
   
   	using namespace isp_api;

   Copy

   CODE

6. Для отладки модуля:

   1. Поставьте точку останова на 16 строку:

      (gdb) b gdbtest.cpp:16
      Breakpoint 1 at 0x7f2bb1304330: file gdbtest.cpp, line 16.

      Copy

      CODE
      Пояснения

      • b — команда gdb, устанавливающая точку останова
      • gdbtest.cpp — имя cpp-файла
      • 16 — строка в файле с кодом

   2. Продолжите выполнение BILLmanager:

      (gdb) c
      Continuing.

      Copy

      CODE

   3. Откройте второе окно терминала и вызовите функцию из модуля:
      

      cd /usr/local/mgr5/ && sbin/mgrctl -m billmgr atest

      Copy

      CODE

   4. Вернитесь в окно терминала с отладчиком gdb, где программа достигла точки останова:

      Breakpoint 1, aTest::List (this=0x37264a0, ses=...) at gdbtest.cpp:17
      17		}
      (gdb)

      Copy

      CODE

      В точке останова вы можете посмотреть значение переменных следующей командой:

      (gdb) p a
      $1 = 0

      Copy

      CODE
      Пояснения

      • p — команда gdb для вывода значения
      • a — имя переменной, значение которой нужно вывести

Пример отладки платёжного модуля

Для примера использован модуль pmprivatbank, представленный в пакетах разработчика billmanager-devel/billmanager-corporate-devel.

Вы можете адаптировать данный пример для разрабатываемых модулей обработки услуг.

1. Установите зависимости:

   yum -y install openssl-devel jsoncpp-devel

   Copy

   CODE

2. Соберите и установите модуль:

   cd /usr/local/mgr5/src/examples/privatbank/ && make install

   Copy

   CODE

3. Запустите отладчик gdb с указанием исполняемого файла:

   cd /usr/local/mgr5/ && gdb paymethods/pmprivatbank

   Copy

   CODE

   Результат выполнения команды

   [root@gdb-bill mgr5]# cd /usr/local/mgr5/ && gdb paymethods/pmprivatbank
   GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 7.6.1-120.el7
   Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
   License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
   This is free software: you are free to change and redistribute it.
   There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
   and "show warranty" for details.
   This GDB was configured as "x86_64-redhat-linux-gnu".
   For bug reporting instructions, please see:
   <http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>...
   Reading symbols from /usr/local/mgr5/libexec/wrapper...(no debugging symbols found)...done.
   (gdb)

   Copy

   CODE

4. Установите точку останова на нужном месте в исходном коде. Если ответ содержит "Make breakpoint pending on future shared library load?", отправьте "y".

   (gdb) b pmprivatbank.cpp:18
   No symbol table is loaded.  Use the "file" command.
   Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
   Breakpoint 1 (pmprivatbank.cpp:18) pending.

   Copy

   CODE
   Пояснения

   • b — команда gdb, устанавливающая точку останова
   • pmprivatbank.cpp — имя cpp-файла
   • 18 — строка в файле с кодом

5. Запустите исполняемый файл с требуемыми параметрами:

   (gdb) run --command features
   Starting program: /usr/local/mgr5/paymethods/pmprivatbank --command features
   [Thread debugging using libthread_db enabled]
   Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".
   process 7807 is executing new program: /usr/local/mgr5/libexec/wrapper
   Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-326.el7_9.x86_64 libgcc-4.8.5-44.el7.x86_64 libstdc++-4.8.5-44.el7.x86_64
   [Thread debugging using libthread_db enabled]
   Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".gdbrun --command featuresё
   
   Breakpoint 1, payment::PrivatBank::PrivatBank (this=0x6473a0) at pmprivatbank.cpp:18
   18			feature_map[PAYMENT_FEATURE_REDIRECT] = true;
   Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install coremanager-5.399.0-2307201251307784.el7.x86_64

   Copy

   CODE

При успешном выполнении отладчик GDB остановится на строке 18 и будет ожидать ввода команд.

Пример отладки CGI-компонентов платёжного модуля

Для примера использован модуль pmprivatbank, представленный в пакетах разработчика billmanager-devel/billmanager-corporate-devel.

CGI-компоненты могут требовать дополнительные переменные окружения для своей работы:

• HTTP_COOKIE — содержит различные cookie, в том числе cookie с сессией пользователя;
• QUERY_STRING — содержит параметры запроса.

1. Установите зависимости:

   yum -y install openssl-devel jsoncpp-devel

   Copy

   CODE

2. Соберите и установите модуль:

   sh cd /usr/local/mgr5/src/examples/privatbank/ && make install

   Copy

   CODE

3. Запустите отладчик gdb с указанием исполняемого файла:

   cd /usr/local/mgr5/ && gdb cgi/privatbankpayment

   Copy

   CODE

4. Укажите переменные окружения внутри отладчика gdb, необходимые для работы модуля:

   (gdb) set env HTTP_COOKIE=billmgrses5=57f5aa8ce144c9e664b11508 (gdb) set env QUERY_STRING=elid=1

   Copy

   CODE
   Пояснения

   • billmgrses5=57f5aa8ce144c9e664b11508 — сессия активного пользователя
   • elid=1 — ID платежа, в рамках которого производится отладка работы CGI

5. Установите точку останова на нужном месте в исходном коде. Если ответ содержит "Make breakpoint pending on future shared library load?", отправьте "y".

   (gdb) b privatbankpayment.cpp:29
   No symbol table is loaded.  Use the "file" command.
   Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
   Breakpoint 1 (privatbankpayment.cpp:29) pending.

   Copy

   CODE
   Пояснения

   • b — команда gdb, устанавливающая точку останова
   • privatbankpayment.cpp — имя cpp-файла
   • 29 — строка в файле с кодом

6. Запустите исполняемый файл:

   (gdb) run
   Starting program: /usr/local/mgr5/cgi/privatbankpayment
   [Thread debugging using libthread_db enabled]
   Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".
   process 14507 is executing new program: /usr/local/mgr5/libexec/wrapper
   [Thread debugging using libthread_db enabled]
   Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".
   [New Thread 0x7fffed2cc700 (LWP 14511)]
   [Thread 0x7fffed2cc700 (LWP 14511) exited]
   Content-Type: text/html
   Set-Cookie: paymentcgises5=db19b8d7648b77196003677f; path=/mancgi/; HttpOnly; max-age=86400
   
   
   Breakpoint 1, PrivatBankPayment::Process (this=0x646cc0) at privatbankpayment.cpp:29
   29			string payment = "amt=" + Payment("amount") + "&ccy=" + Currency("iso") + "&details=" + Payment("description") + "&ext_details=" + Payment("number") + "&pay_way=privat24&order=" + Payment("id") + "&merchant=" + Method("merchid");
   Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install coremanager-5.399.0-2307201251307784.el7.x86_64

   Copy

   CODE

При успешном выполнении отладчик GDB остановится на строке 29 и будет ожидать ввода команд. После остановки вы можете посмотреть:

• backtrace:
  

  (gdb) bt
  #0  PrivatBankPayment::Process (this=0x646cc0) at privatbankpayment.cpp:29
  #1  0x00007ffff698ad55 in payment::PaymentCgi::Execute(int, char**) () from /usr/local/mgr5/lib/libpaymentcgi.so
  #2  0x00007ffff6bc713e in ispmain (argc=1, argv=0x7fffffffe438) at privatbankpayment.cpp:65
  #3  0x0000000000401af2 in main ()

  Copy

  CODE

• листинг:
  

  (gdb) list
  24
  25		virtual void Process() {
  26			string post_url = "https://api.privatbank.ua/p24api/ishop";
  27
  28			// “amt=15.25&ccy=UAH&details=книга Будь здоров!&ext_details=1000BDN01&pay_way=privat24&order=000AB1502ZGH&merchant= 75482”,
  29			string payment = "amt=" + Payment("amount") + "&ccy=" + Currency("iso") + "&details=" + Payment("description") + "&ext_details=" + Payment("number") + "&pay_way=privat24&order=" + Payment("id") + "&merchant=" + Method("merchid");
  30			string signature = str::hex::Encode(mgr_hash::sha1(str::hex::Encode(mgr_hash::md5(payment + Method("passwd")))));
  31
  32			string description = str::Trim(Payment("description"));
  33			if (description.empty())

  Copy

  CODE

• значение конкретной переменной:
  

  (gdb) p post_url
  $1 = "https://api.privatbank.ua/p24api/ishop"

  Copy

  CODE

Подробнее см. документацию GDB: The GNU Project Debugger.