GDB ar QUEMU

Par šo stāstīts lekcijā "Programmu izstrādes vide".

Ņemiet verā, ka gdb vietā lietojami atkļūmotāji, kas atbalsta ARM, piemēram, arm-linux-gnueabi-gdb vai gdb-multiarch

Ports

Izvēlamies portu, pa kuru GBB runās ar QEMU. Vēlams ņemt savu identifikātoru + 20000. Šajos pierakstos piemēra pēc lietosim 21234, bet jums jālieto savs ports!

Atkļūdošana ar GDB divos terminālos

Atkļūdošana varētu būt ērtaka, ja jūs atverat divus terminālus: vienu emulatoram qemu, un otru atkļūmotājam gdb. Tad atkļūdošanas scenārijs ir sekojošs:

1. Terminālā A: piedarbinam qemu ar jūsu nokompilēto programmu prog1 klausīšanās režīmā, norādot unikālu portu 21234. Portu ieteicams izvēlēties tā, lai tas nesakrīt ar kolēģu portiem, piemēram, cipars '2'un četri jūsu apliecības cipari, piemēram, '1234

qemu-arm -g 21234 prog1

Pievēršu uzmanību, ka, iespējams, jums jānorāda quemu arī atbalstošo bibliotēku atrašanās vietu:

qemu-arm -g 21234 -L /usr/arm-linux-gnueabi prog1

2. Terminālā B: Startējam gdb

gdb-multiarch prog1

Kad gdb startējis un tas gaida komandas, kreisajā pusē redzams '(gdb)'. Ievadam komandu noradot adresi un portu, kur pieslēgties no gdb uz qemu:

(gdb) target remote localhost:21234

3. Tagad varam veikt atkļūmošanu no Termināļa B ar gdb komandām, piemēram, continue, breakpoint, step, next, info registers un citām. Programmas izvadu uz ekrāna var novērot terminālī A.

continue

Ieteikums vispirms pamēģināt visas programmas izpildi ar continue. Tad ielādēt to no jauna un uzstādīt breakpoint uz kādu asemblera funkcijas vai iezīmes vārdu, tad darbināt līdz tai ar continue, tad apskatīt reģistru saturu ar info registers, un turpināt ar step vai next pēc vajadzības vērojot kā mainās reģistru saturs ar info registers. Dažas gdb komandas un to saīsinājumi doti zemākā nodaļā.

GDB viena termināla režīmā

Atkļūmot iespējams arī darot visu vienā termināli, vienīgi jums jāpiestartē attiecīgās programmas "fonā" ar '&'palīdzību. Un pareizajos brīžos pārceļot programmu no fona priekšplānā ar 'fg'- foreground komandu.

Pieņemsim, ka vēlaties atkļūmot savu programmu prog1.

1. Startējam gdb, fonā:

gdb-multiarch prog1 &

2. Startējam quemu, arī fonā, norādot portu:

qemu-arm -g 21234 prog1 &

3. Paceļam gdb priekšplānā

fg %gdb-multiarch 

4. No gdb vides savienojam gdb ar qemu lietojot to pašu portu

target remote localhost:21234

5. Izpildam gdb komandas atkļūmošanai: continue, step, next, break, delete, info registers un tamlīdzīgi.

continue

Kopsavilkums vienā terminālī

$ qemu-arm -L /usr/arm-linux-gnueabi -g 12348 ./myprog &
[3] 10027

$ gdb-multiarch ./myprog

GNU gdb (Ubuntu 8.1-0ubuntu3) 8.1.0.20180409-git
Copyright (C) 2018 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-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
<http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from ./myprog...done.

(gdb)  target remote localhost:12348
Remote debugging using localhost:12348
warning: remote target does not support file transfer, attempting to access files from local  filesystem.
warning: Unable to find dynamic linker breakpoint function.
GDB will be unable to debug shared library initializers
and track explicitly loaded dynamic code.
0xff7bdc70 in ?? ()

(gdb)

GDB Multiarch lietošana

Ar gdb-multiarch iespējams atkļūdot patvaļīgas arhitektūras izpildi. Seko piemērs ARM programmām.

Installējam gdb-multiarch (ja vēl nav uz datora)

sudo apt install gdb-multiarch 

Piedarbinam QEMU servera režīmā lai izpildītu programmu md1 (un parametru 10). Darbinam fonā (&):

qemu-arm -L /usr/arm-linux-gnueabi -g 12345 md1 10 &

Pieslēdzamies ar gdb pie servera:

gdb-multiarch md1
target remote localhost:12345

Tālāk varam lietot visas gdb komandas.

GDB dažas komandas

GDB komanda	Īsais variants	Apraksts
run		Izpildīt programmu
continue	c	Turpināt (sākt) programmas izpildi
step	s	Izpildīt tekošo komandu rindu pirmkodā. Ja tajā ir funkciju izsaukumi, iet iekšā un apstāties tur. Var būt papildus parametrs n, kas norada cik reizes tā darīt.
next	n	Izpildīt tekošo komandu rindu pirmkodā. Ja gadās funkcijas izsaukums, izpildīt funkciju bez apstāšanās. Var būt papildus parametrs n, kas norada cik reizes tā darīt.
break <x>	b <x>	Uzstādīt "breakpoint" uz <x>, kur <x> var būt: rindas_numurs tekošajā pirmkoda failā fails:rindas_numurs funkcijas_vārds fails:funkcijas_vārds *adrese ...un citi varianti
list	l	Rādīt pirmkodu. Kā parametru var norādīt funkcijas vārdu vai rindu kodā
info registers	i r	Reģistru saturs. Var pielikt klāt reģistra nosaukumu.
set step mode on		Uzstādīt režīmu, kurā ar "step" iet iekšā arī kodā, par kuru nav atkļūdošanas (debug) informācijas. Uzstādot "on" vietā "off" šis režīms tiek atcelts.

Disasemblēšana

Disasemblēšana ar radare2:

r2 -D gdb-multiarch gdb://localhost:12345 -d md1

DDD - grafiskais atkļūmotājs

Līdzīgi kā iepriekšējais. Tikai gdb vietā jālieto ddd:

ddd --debugger gdb-multiarch prog1 &

Aliasi ātrākai izpildei

Viens veids, ka vienkāršot palaišanu ir uztaisīt aliasa komandu un ievietot to .bash_alias failā. Piemeram, ddd atkļūmotājam to varētu darīt šādi:

function debug()
{
   id=‘id -u‘
   id=$(($id+20000))
   echo "target remote 127.0.0.1:$id" > ~/.gdbinit
   (sleep 1; ddd --debugger gdb-multiarch $1) &
   qemu-arm -g $id $@
}

Tad pēc .bash_alias izpildes (kas vienmēr notiek arī ielogojoties terminālī) vares palaist debugeri vienkarši ar "debug prog1"