디버거 툴인 gdbserver 와 gdb를 이용하여 원격 디버깅을 할 수 있는 방법을 포스팅한다.

Remote debugging이란 실제로 Application이 동작하고 있는 Target에 gdbserver를 실행시켜 원격 Host에서 gdb 및 toolchain을 활용하여 디버깅하는 방식이다.

Ref. Linux Foundation Conference 2020

이 방식은 Target에는 compiler를 통해 최적화 및 디버깅 심볼을 제외한 어플리케이션을 gdbserver를 통해 Listening 시키고, 원격 Host에서는 최적화 및 디버깅 심볼이 포함된 어플리케이션을 Toolchain 및 gdb를 통해 gdbserver에 접속하여 디버깅하는 방식이다.

Target 이 Embedded Board인 경우에는 디스크 메모리의 용량이나 시스템 메모리의 용량이 매우 제한적인데, 이런 케이스에 Remote debugging이 유용하다.

Break into Examples

• 본격적 설명에 앞서 일단 기본적으로 gdb를 command line으로 어느정도는 다룰 줄 안다고 가정한다.

0. Setting up Environment

위 그림은 두개의 VS Code에서 각각 Docker Container를 띄운 상황이다.

• Host IP : 172.25.125.2
• Target IP : 172.25.125.3

1. Printing Helloworld

테스트하고자하는 예제 시나리오는 아래와 같다.

1. Host에서 Target용 Helloworld.cpp 를 Compile하여 Target에 전송
   • Not Stripped, with debug info, no optimization
2. GDBServer 와 GDB를 연동
3. Target상의 Application을 Host에서 Network로 실시간 Debugging

Helloworld.cpp 테스트 코드를 확대하면 아래와 같다.

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#include <iostream>
#include <vector>

int main(){
    std::vector<int> intVector {1,2,3,4,5,6,7};
    
    for (auto i : intVector){
        std::cout << "Hello World : "<< i << std::endl;
    }
    return 0;
}

1. Host에서 Target용 Helloworld.cpp 를 Compile하여 Target에 전송

2. GDBServer 와 GDB를 연동

• [TARGET] 먼저 Target에서 GDBServer를 틀어 Listening 상태로 만들자

  

• [HOST] GDB를 실행하여 네트워크로 GDBServer에 접속하자

  

• [HOST, TARGET] 성공적으로 연결된 화면

  

4. Target상의 Application을 Host에서 Network로 실시간 Debugging

• [HOST] main 함수에 Breaking 포인트를 잡고 확인

  

• [HOST] 실행

  

  • remote로 접속한 gdb 에서는 run command는 불가능하다
  • HOST에서 n 으로 Line by Line 으로 진행하면 TARGET에서 std::cout 을 통한 메세지가 stdout에 찍히는 것을 확인 할 수 있다

2. Attaching to running applications

GDBServer를 이용하여 Applcation을 처음부터 시작하는 경우를 제외하고도 Just-In-Time 한 동작중인 Application에도 Attach 할 수 있다.

무한으로 Loop을 타며 동작하는 아래와 같은 예시를 들어 설명하겠다.

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//running_app.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <chrono>

int main(){
    using namespace std::chrono_literals;
    while (true){
        std::vector<int> intVector {1,2,3,4,5,6,7};
        for (auto i : intVector){
            std::cout << "Hello World : "<< i << std::endl;
            std::this_thread::sleep_for(1s);
        }
    }
    
    return 0;
}

위 예제는 1초마다 Hello World : 1 ~ 7 을 반복해서 stdout으로 출력할 것이다.

[TARGET] 먼저 빌드한 위 어플케이션을 Target으로 옮긴 후 실행해보자.

• running_app 은 pid=25685 가 할당 되어 실행 중이다.

  

[TARGET] gdbserver를 runnining_app에 attach 해보자

• 정상적으로 Listening 이 시작되면 역시 아래와 같은 로그가 확인된다

  

[HOST] gdb로 TARGET에 아래와 같이 연결하자

• 연결과 동시에 TARGET의 동작이 일시정지된다

  

• 로그를 보면 연결한 시점이

  

  1	std::this_thread::sleep_for(1s);

  를 실행 중인 것으로 판단된다.

  • nanosleep.c 쪽의 source 코드가 없기 때문에 심볼의 내용은 tracing이 불가능하다

[HOST] n나 s 커맨드로 Line by Line으로 디버깅을 진행하면 된다

• n command (next)

  

• s command (step into)

  

[HOST] detach 를 통해 다시 정상 동작을 시킬 수 있다

• Debugging 하던 마지막 시점부터 다시 정상 동작한다