Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- ii:lab:laborator4 [2016/10/02 18:01]
alexandru.radovici
+++ ii:lab:laborator4 [2016/12/08 10:03] (current)
iulian_gabriel.radu [Exerciții și aplicații]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Laborator 4 - Phaser ======
+====== Laborator 4 - GDB ======
+===== Introducere =====
+GDB, sau (G)NU (D)e(B)ugger, este un utilitar ce poate fi folosit pentru a vedea ce se întâmplă înăuntrul unui program în timp ce acesta rulează sau pentru a putea vedea starea în care se află programul la momentul în care a crash-uit.
+GDB este folosit în principal pentru a depana programe scrise în C sau C++. Acesta poate fi folosit în două moduri pentru a depana un program:
+  * rulându-l folosind comanda gdb
+  * folosind fişierul core generat în urma unei erori grave (de obicei segmentation fault)
+În acest laborator vom analiza doar prima modalitate de depanare.
+===== Rulare GDB =====
+Pentru exemplificare considerăm următorul program:
+<code c bug.c>
+int add(int a, int b)
+{
+    int c;
+    c = a + b;
+    return c;
+}
+int main(int argc, char **argv)
+{
+	char *bug = 0;
+	bug[2] = add(2, 4);
+	return 0;
+}
+</code>
+După compilare, observăm că la executarea programului se produce un segmentation fault.
+<code bash>
+$ gcc bug.c -o bug
+$ ./bug
+Segmentation fault (core dumped)
+</code>
+''gdb'' este unealta potrivită pentru astfel de situații. Ca să aflăm la ce linie a avut loc acest segmentation fault, mai întâi trebuie să revenim la pasul de compilare și să activăm simbolurile de depanare folsind opțiunea ''-g'' a compilatorului ''gcc'':
+<code bash>
+$ gcc -g bug.c -o bug
+</code>
+În continuare, rulăm programul folosind ''gdb'':
+<code bash>
+$ gdb bug
+[...]
+(gdb) run
+Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
+x000000000040054f in main (argc=1, argv=0x7fffffffe038) at bug.c:13
+		bug[2] = add(2, 4);
+(gdb)
+</code>
+<note important>
+Simbolurile de depanare nu sunt în mod implicit adăugate deoarece prin adăugarea acestora, executabilul rezultat va avea o dimensiune mai mare. Folosiți opțiunea ''-g'' doar în faza de dezvoltare.
+    $ gcc exemplu.c -o exemplu
+    $ gcc -g exemplu.c -o exemplu_debug
+    $ ls -l
+    -rwxrwxr-x. 1 student student 6.0K Dec  7 23:55 exemplu
+    -rwxrwxr-x. 1 student student 6.8K Dec  7 23:55 exemplu_debug
+</note>
+===== Comenzi de bază GDB =====
+Câteva din comenzile de bază în ''gdb'' sunt:
+  * **breakpoint** - primeşte ca argument un nume de funcţie (ex: main), un număr de linie şi, eventual, un fişier (ex: break sursa.c:50), o funcţie (b sursa.c:my_function) sau o adresă (ex: breakpoint *0x80483d3).
+  * **next** - va continua execuţia programului până ce se va ajunge la următoarea linie din codul sursă. Dacă linia de executat conţine un apel de funcţie, funcţia se va executa complet.
+  * **step** - se "pășește" în interiorul funcții pentru inspectarea ei.
+  * **finish** - se iese din funcţia curentă.
+  * **quit** - se părăsește shell-ul gdb
+<code bash>
+[...]
+(gdb) break main                                                        # adăugăm breakpoint în funcția main
+Breakpoint 1 at 0x400530: file bug.c, line 12.
+(gdb) run                                                               # pornim programul
+Starting program: /home/master/github/labs/ii/bug
+Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe038) at bug.c:12
+		char *bug = 0;
+(gdb) next                                                              # trecem la următoarea linie din codul sursă
+		bug[2] = add(2, 4);
+(gdb) next
+Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
+x000000000040054f in main (argc=1, argv=0x7fffffffe038) at bug.c:13
+		bug[2] = add(2, 4);
+(gdb) run
+The program being debugged has been started already.
+Start it from the beginning? (y or n) y
+Starting program: /home/master/github/labs/ii/bug
+Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe038) at bug.c:12
+		char *bug = 0;
+(gdb) next
+		bug[2] = add(2, 4);
+(gdb) step                                                              # intrăm în funcția add pentru a o analiza pas cu pas
+add (a=2, b=4) at bug.c:6
+	    c = a + b;
+(gdb) next
+	    return c;
+(gdb) next
+	}
+(gdb) next
+Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
+x000000000040054f in main (argc=1, argv=0x7fffffffe038) at bug.c:13
+		bug[2] = add(2, 4);
+(gdb) quit
+A debugging session is active.
+	Inferior 1 [process 331] will be killed.
+Quit anyway? (y or n) y
+</code>
+  * **print** - cu ajutorul acesteia se pot afişa valorile variabilelor din funcţia curentă sau a variabilelor globale. print poate primi ca argument şi expresii complicate (dereferenţieri de pointeri, referenţieri ale variabilelor, expresii aritmetice, aproape orice expresie C validă). În plus, print poate afişa structuri de date precum struct şi union sau evalua funcţii şi întoarcerea rezultatului lor.
+  * **list** - afișează o parte din fișierul sursă al programulu debanat.
+  * **backtrace** - afișează un backtrace. Un backtrace afișează, în ordine inversă, funcțiile ce au fost apelate pentru a se ajunge la linia curentă.
+===== Exerciții și aplicații =====
+  - <code c divide.c>
+#include <stdio.h>
+int divide(int a, int b)
+{
+    printf("Dividing %d by %d\n", a, b);
+    return a / b;
+}
+int main(void)
+{
+    int x, y, result;
+    x = 10; y = 2;
+    result = divide(x, y);
+    printf("%d\n", result);
+    x = 5; y = 0;
+    result = divide(x, y);
+    printf("%d\n", result);
+    return 0;
+}</code>
+  - <code c quick.c>
+#include <stdio.h>
+#include <stdbool.h>
+#define MAX 7
+#define MAGIC 100000
+int intArray[MAX] = {4,6,3,2,1,9,7};
+void printline(int count) {
+   int i;
+   for(i = 0;i <count-1;i++) {
+      printf("=");
+   }
+   printf("=\n");
+}
+void display() {
+   int i;
+   printf("[");
+   // navigate through all items
+   for(i = 0;i<MAX;i++) {
+      printf("%d ",intArray[i]);
+   }
+   printf("]\n");
+}
+void swap(int num1, int num2) {
+   int temp = intArray[num1];
+   intArray[num1+MAGIC] = intArray[num2];
+   intArray[num2] = temp;
+}
+int partition(int left, int right, int pivot) {
+   int leftPointer = left -1;
+   int rightPointer = right;
+   while(true) {
+      while(intArray[++leftPointer] < pivot) {
+         //do nothing
+      }
+      while(rightPointer > 0 && intArray[--rightPointer] > pivot) {
+         //do nothing
+      }
+      if(leftPointer >= rightPointer) {
+         break;
+      } else {
+         printf(" item swapped :%d,%d\n", intArray[leftPointer],intArray[rightPointer]);
+         swap(leftPointer,rightPointer);
+      }
+   }
+   printf(" pivot swapped :%d,%d\n", intArray[leftPointer],intArray[right]);
+   swap(leftPointer,right);
+   printf("Updated Array: ");
+   display();
+   return leftPointer;
+}
+void quickSort(int left, int right) {
+   if(right-left <= 0) {
+      return;
+   } else {
+      int pivot = intArray[right];
+      int partitionPoint = partition(left, right, pivot);
+      quickSort(left,partitionPoint-1);
+      quickSort(partitionPoint+1,right);
+   }
+}
+int main() {
+   printf("Input Array: ");
+   display();
+   printline(50);
+   quickSort(0,MAX-1);
+   printf("Output Array: ");
+   display();
+   printline(50);
+}</code>