[pintos] gdb를 사용해보세요 - gdb 사용법

우리반에 몇 없는 gdb 사용자 김윤호씨에게 감사를 전하며 글을 시작하겠습니다 ദ്ദി˙∇˙)

도커환경을 실행시키고 있는 터미널 2개 켜기

 

현재 실행 중인 도커 목록을 확인한다.

docker ps -a 

 

그 중 접속할 도커 이미지를 선택해서 도커 환경에 접속한다.

docker exec -it [docker container ID] /bin/bash

 

userprog/build 디렉토리로 이동한다.

 

나는 build 디렉토리 안에 이미 목적 파일이 생성되어 있는데, 아직 없다면 make 명령어로 컴파일해주자.

 

참고로 docker exec ~ 명령은 이미 실행 중인 컨테이너에 새 터미널을 attach하는 것일 뿐 docker run으로 새로운 컨테이너를 만드는 게 아니므로, 해당 컨테이너에서 이미 빌드한 목적 파일이나 바이너리 등이 있다면 attach shell에서 공유하며 볼 수 있다. 

 

파일 디스크 만들기

이제 gdb 연결을 받을 터미널을 먼저 실행시키기 전에 우리는 파일 디스크가 필요하다. 

*

파일 디스크 만드는 작업을 하다가 알게된 건데, 이렇게 직접 파일 디스크를 만들어줄 수도 있지만 userprog/build에 정의되어 있는 Makefile을 이용하여 컴파일하면 os.dsk라는 파일 디스크가 하나 만들어진다. 그냥 얘를 쓰면 될 것 같다. 

---

 

갑자기 파일 디스크를 왜 만드는지 궁금하다면 !

Pintos 공식문서의 GitBook > Project2 > Introduction > Using the File System 을 참고하면 알 수 있다.

https://casys-kaist.github.io/pintos-kaist/project2/introduction.html

Introduction · GitBook

https://cs162.org/static/proj/pintos-docs/docs/overview/filesystem/

 

이렇게 pintos-mkdisk를 이용하여 파일 디스크 이미지를 생성하고 포맷하는 이유는 핀토스가 사용할 디스크를 물리적인 저장 장치가 아닌 파일로 만들기 위해서이다. 이 파일은 QEMU가 디스크처럼 인식하게 되며, 운영체제가 파일 시스템을 올릴 수 있는 대상이 된다.

---

암튼 파일 디스크를 하나 생성해보자.

src/utils에 정의된 pintos-mkdisk라는 도구를 사용한다. 2는 크기를 지정해준 건데 2MB 크기를 생성해주겠다는 뜻이당.

$ pintos-mkdisk filesys.dsk 2

 

현재 pwd가 userprog/build이므로 상대 경로로 utils까지 간 후 실행해준다.

(utils 경로를 지정해주지 않으면 pintos-mkdisk command not found 에러가 뜬다.)

이제 filesys.dsk라는 이름을 가진 파일 디스크가 하나 생성되었다.

---

 

gdb 환경 접속하기

이제 이 이미지 파일을 이용해서 gdb를 listen(대기 상태)로 만들어서 gdb 요청 받을 준비를 하자.

 

 

나는 왜인지 pintos 명령어가 계속 안 먹혀서 상대경로로 util을 계속 지정해줬다.

=> 이 부분  알고 보니 root 디렉토리에서 source ./activate를 안 해줘서 생긴 문제였음! 실행해주니 build 경로에서 pintos 명령어 먹힌당

 

그리고 아래 명령어를 입력한다.

pintos --gdb -v -k -T 60 -m 20   --fs-disk=2 -p tests/userprog/args-single:args-single -- -q   -f run 'args-single onearg'

요 명령어는 사실 make tests/userprog/args-single.result처럼 테스트를 실행하면 콘솔에 

이렇게 출력되는 아이다. Makefile 덕분에 make tests만 하면 이 긴 실행 명령어가 자동으로 실행되고 있었던 것이라는 사실을 알 수 있다. 근데 우린 지금 gdb 디버깅 버전으로 테스트를 실행할 거니까 얘네를 복붙한 후 맨 앞에 --gdb를 붙여주면 된다.  

 

명령어를 간단하게 설명하면

• --gdb : gdb 디버깅을 위한 포트 1234 열기
• -v : verbose 모드로 출력을 더 자세히 보여줌
• -k : kernel mode 부팅 - 커널을 qemu로 실행
• -T 60 : 타임아웃 시간 60초로 설정
• -m 20 : 가상 머신 메모리 크기 20MB로 설정
• --fs-disk=2 : 파일 시스템 이미지 크기 2MB로 설정 (tests/userprog/args-single 프로그램이 이 디스크에 복사되어 실행됨)
• -p tests/userprog/args-single:args-single : args-single 테스트 프로그램을 디스크에 업로드 (호스트상 바이너리 위치:게스트 내에서 사용할 실행파일 이름)
• -- -q -f run args-single onearg : 이 부분이 Pintos 커널 안에 전달할 인자들임 !!
  • -- 이후부터는 Pintos 커맨드라인 인자
  • -q : 부트 후 자동 종료
  • -f : 파일 시스템 포맷
  • run args-single onearg : args-single이라는 테스트 실행파일을 실행하며 인자로 "onearg"를 전달

 

 

qemu-system-x86_64: -s: Failed to find an available port: Address already in use

즉 QEMU가 gdb 서버를 열기 위해 포트 1234를 사용하려고 했는데 이미 사용 중이라서 실패했다는 에러가 떴다.

 

pkill -f qemu-system-x86_64로 gdb 디버깅용 qemu 인스턴스를 다 죽이고 다시 포트를 열어보자. 

 

잘 열린다.

 

이제 다른 터미널에서 gdb kernel.o 로 gdb 환경을 열고

gdb 환경에서 l(줄 보기 명령어)을 누르면 init.c의 main 코드가 보인다.

현재 로딩된 디버그 심볼 (kernel.o) 안에서 main함수의 위치가 출력된 것이다.

 

* 디버그 심볼이란 디버거들이 갖고 있는 디버깅을 위한 정보(변수/함수/라인 등..)인데 gdb kernel.o 입력 시 디버그 심볼이 자동으로 메모리에 로딩된다고 한다. 디버그 심볼을 로딩했기 때문에 함수 이름, 파일 이름, 코드 라인 등의 정보를 바탕으로 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.

l main 입력 -> main함수 소스를 볼 수 있고, b main을 입력하면 main함수에 브레이크 포인트를 걸 수 있다.

 

그리고 listen 상태인 Pintos 프로그램에 접속해보자.

(gdb) target remote localhost:1234

gdb가 아직 정확한 심볼 정보를 qemu에서 받아오지 못한 상태지만 연결 자체는 성공했다는 의미이다.

 

gdb 사용하기

 

c를 입력하면 

실행이 계속 되면서 포트를 열어준 쪽에서 이렇게 실행 결과가 출력이 된다.

 

break [함수명]을 입력하면 특정 함수에 브레이크 포인트를 걸 수 있다.

break load로 load()함수에 bp를 걸고 n으로 한 줄씩 실행시켜보면 된다. !!!

나는 Cannot find bounds of current function 에러가 발생해서 해결하러 가야 한다... 아ㅏㅏㅏ

사용법은 여기까지 !

 

아 참고로..

 

pintos --gdb -v -k -T 60 -m 20 \
  --fs-disk=2 \
  -p tests/userprog/args-single:args-single \
  -- -q -f run args-single onearg

 

여기서 -T옵션 값을 크게 주는 게 좋다.. 나는 느릿느릿한 사람이라서 그런지 60초가 짧았다ㅎ

 

그리고 반복문을 만나면 억겁의 시간동안 n을 쳐야 하는데.....

제 노고가 보이세요?

 

지피티도 권장하지 않는 행동이니 여러분은 until [실행하고싶은 라인]으로 반복문 탈출하세요!!

 

그럼 디버깅 하러 가볼게요..........안녕!

 

---