LLDB (디버거)

1. 개요

LLDB는 C, Objective-C, C++, Swift로 작성된 프로그램의 디버깅을 지원하는 디버거이다. macOS, Linux, FreeBSD, NetBSD, Windows 운영체제에서 작동하며, i386, x86-64, ARM 아키텍처를 지원한다. Xcode, Android Studio, Visual Studio Code, C++Builder, Eclipse, CLion 등 다양한 IDE에서 사용 가능하다. LLDB는 백트레이싱, 중단점, 표현식 평가, 명령어 인터페이스 등 다양한 기능을 제공한다.

2. 현황

LLDB는 개발 초기 단계에 있지만, C, Objective-C, C++, Swift 언어로 작성된 프로그램의 기본적인 디버깅을 지원할 정도로 성숙해 있다.

LLDB는 macOS, Linux, FreeBSD, NetBSD, Windows에서 작동하는 것으로 알려져 있으며, i386, x86-64, ARM 명령 집합을 지원한다. Xcode 5 이후 버전부터는 기본 디버거로 사용되고 있다.

2.1. 지원 환경

LLDB는 OS X, 리눅스, FreeBSD, 윈도우에서 작동하며 i386, x86-64, ARM 명령어 집합을 지원한다. Xcode 4.3 이후 버전의 기본 디버거이다. 안드로이드 스튜디오 역시 디버깅에 LLDB를 사용한다.

2.2. 기능

LLDB는 초기 개발 단계이지만, C, 오브젝티브-C, C++, 스위프트로 작성된 프로그램의 기본적인 디버깅을 지원한다.

LLDB는 OS X, 리눅스, FreeBSD, 윈도우에서 동작하며 i386, x86-64, ARM 명령어 집합을 지원한다. Xcode 4.3 이상 버전의 기본 디버거이다. 스위프트 커뮤니티는 해당 언어를 지원하는 버전을 유지 관리하며, Free Pascal 및 Lazarus IDE는 자체 FpDebug 엔진의 백엔드로 LLDB를 사용할 수 있다.

LLDB 디버거는 macOS, 리눅스, FreeBSD, NetBSD 및 Windows에서 작동하며, i386, x86-64, 및 ARM 명령 집합을 지원한다. Xcode 5 및 이후 버전의 기본 디버거이며, 안드로이드 스튜디오 역시 디버깅에 LLDB를 사용한다. LLDB는 Visual Studio Code, C++Builder, 이클립스, 및 CLion을 포함한 다른 IDE에서도 사용할 수 있다.

3. 명령어 예시

4. 디버깅 예시

다음은 C로 작성된, 잘못된 프로그램의 예시이다.

```c
#include

int main(void)
{
char msg = "Hello, world!\n";
printf("%s", msg);

return 0;
}
```

macOS에서 clang 컴파일러를 사용하면 위 코드를 `-g` 플래그를 사용하여 컴파일하여 생성된 바이너리에 적절한 디버그 정보(소스 코드 포함)를 포함시킬 수 있으며, 이를 통해 LLDB를 사용하여 더 쉽게 검사할 수 있다. 위 코드를 포함하는 파일의 이름이 `test.c`라고 가정하면, 컴파일에 사용되는 명령은 다음과 같다.
```console
$ clang -Wno-error=int-conversion -g test.c -o test
```
이제 바이너리를 실행할 수 있다.
```console
$ ./test
Segmentation fault
```

예제 코드가 실행될 때 세그멘테이션 오류를 생성하므로, LLDB를 사용하여 문제를 검사할 수 있다.
```console
$ lldb test
(lldb) target create "test"
Current executable set to 'test' (x86_64).
(lldb) run
Process 70716 launched: '/Users/wikipedia/test' (x86_64)
Process 70716 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0xffffff90)
frame #0: 0x00007fff6c7c46f2 libsystem_platform.dylib`_platform_strlen + 18
libsystem_platform.dylib`_platform_strlen:
-> 0x7fff6c7c46f2 <+18>: pcmpeqb xmm0, xmmword ptr [rdi]
0x7fff6c7c46f6 <+22>: pmovmskb esi, xmm0
0x7fff6c7c46fa <+26>: and rcx, 0xf
0x7fff6c7c46fe <+30>: or rax, -0x1
Target 0: (test) stopped.
```

문제는 함수 `strlen`을 호출할 때 발생하지만, 백트레이스를 실행하여 문제의 원인이 되는 정확한 코드 줄을 식별할 수 있다.
```console
(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0xffffff90)
* frame #0: 0x00007fff6c7c46f2 libsystem_platform.dylib`_platform_strlen + 18
frame #1: 0x00007fff6c66b16a libsystem_c.dylib`__vfprintf + 8812
frame #2: 0x00007fff6c6911c3 libsystem_c.dylib`__v2printf + 475
frame #3: 0x00007fff6c668e22 libsystem_c.dylib`vfprintf_l + 54
frame #4: 0x00007fff6c666f72 libsystem_c.dylib`printf + 174
frame #5: 0x0000000100000f6d test`main at test.c:5:2
frame #6: 0x00007fff6c5dc3d5 libdyld.dylib`start + 1
(lldb) source list
3 int main(void) {
4 char msg = "Hello, world!\n";
5 printf("%s", msg);
6 return 0;
7 }
```

`frame #5`로 시작하는 줄에서 LLDB는 오류가 `test.c`의 5번째 줄에 있음을 나타낸다. `source list`를 실행하면 이것이 `printf` 호출을 참조한다는 것을 알 수 있다. 백트레이스의 예외 코드 `EXC_BAD_ACCESS`에 따르면, `strlen`은 유효하지 않은 포인터를 역참조하여 접근 권한이 없는 메모리 영역에서 읽으려고 한다. 소스 코드로 돌아가서, 변수 `msg`의 타입이 `char`이지만 문자 대신 문자열을 포함하고 있음을 알 수 있다. 이 문제를 해결하려면, `msg`가 `char`의 문자열에 대한 포인터임을 나타내기 위해 `*` 연산자를 추가하여 코드를 수정한다.
```c
#include

int main(void)
{
char* msg = "Hello, world!\n";
printf("%s", msg);

return 0;
}
```

다시 컴파일하고 실행 파일을 다시 실행하면 LLDB가 이제 올바른 결과를 제공한다.
```console
(lldb) target create "test"
Current executable set to 'test' (x86_64).
(lldb) run
Process 93319 launched: '/Users/wikipedia/test' (x86_64)
Hello, world!
Process 93319 exited with status = 0 (0x00000000)
(lldb)
```

LLDB는 프로그램을 실행하여 `printf`의 출력을 화면에 인쇄한다. 프로그램이 정상적으로 종료된 후, LLDB는 프로그램을 실행하는 프로세스가 완료되었음을 나타내고 종료 상태를 인쇄한다.