ROS gdb, valgrind 디버깅

ROS 패키지를 gdb와 valgrind로 디버깅하는 방법에 대해 기록한다.

빌드 타입 옵션을 debug로 설정한 상태에서 빌드해야 보다 정확한 위치를 파악할 수 있다.

e.g. catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug

 

rosrun, roslaunch 커맨드 실행 시 옵션으로 붙여주거나, 아예 launch 파일을 수정한 후 실행하는 방법이 있다.

 

1. roslaunch 커맨드 실행

커맨드에 prefix 옵션을 붙여준다.

e.g.

roslaunch --prefix 'gdb -ex run --args' my_package my_launch.launch
roslaunch --prefix 'valgrind' my_package my_launch.launch

 

2. rosrun 커맨드 실행

마찬가지로 커맨드에 prefix 옵션을 붙여준다.

e.g.

rosrun --prefix 'gdb -ex run --args' my_package my_node
rosrun --prefix 'valgrind' my_package my_node

 

3. launch 파일 수정

launch 파일 내 노드 부분에 launch-prefix를 추가해준다.

e.g.

<node pkg="my_package" exec="my_node" output="screen" launch-prefix="gdb -ex run --args">
...
</node>

 

gdb 커맨드

 

run

프로그램 시작

 

bt full / backtrace full

함수 호출 스택 출력

 

up / down

호출 스택 위/아래로 이동

 

frame

호출 스택 특정 프레임(#..)으로 이동

e.g. frame 14

 

print {variable}

변수 값 출력

e.g. print myVariable

 

break {function_name}

특정 함수에 중단점 설정

e.g. break myFunction

 

break {file_name}:{line_number}

특정 파일 특정 줄에 중단점 설정

e.g. break my_code.cpp:728

 

continue

다음 중단점까지 계속 실행

 

next

한 줄씩 코드 실행 (함수 호출 한 번에 수행)

 

step

함수 내부로 들어가서 한 줄씩 코드 실행

 

Thread 170 "my_test" received signal SIGABRT, Aborted.
[Switching to Thread 0x7ffe6ffaf (LWP 7268)]
__GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:51
51 ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c: 그런 파일이나 디렉터리가 없습니다.
(gdb) bt full
#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:51
...
#1  0x00007ffff3a127f1 in __GI_abort () at abort.c:79
...
#2  0x00007ffff3a5b837 in __libc_message (action=action@entry=do_abort, 
...

세그 폴트가 발생했을 때 위와 같이 호출 스택(#..)을 확인할 수 있다.

 

valgrind 옵션

 

verbose

자세히 출력

e.g. -v

 

tool

memcheck(기본 툴, 메모리 오류/누수 검사), callgrind(함수 호출 정보 분석), helgrind(스레드 동기화 문제 분석)

e.g. --tool=callgrind, --tool=helgrind

 

leak-check

메모리 누수 검사. yes(메모리 누수 여부 확인), full(소스 파일명, 라인 위치 상세하게 출력)

e.g. --leak-check=full

 

show-reachable

프로그램 종료될 때 해제되지 않은 메모리 영역 있을 경우 보고

e.g. --show-reachable=yes

 

track-origins

초기화되지 않은 메모리 접근 시 추적

e.g. --track-origins=yes

 

track-children

서브 프로세스까지 추적. 멀티 프로세스에서 사용할 것.

e.g. --track-children=yes

 

log-file

출력 결과 파일로 저장. 절대 경로 안 넣으면 pwd에 저장됨.

e.g. --log-file=/home/candyz/valgrind-log.txt

 

valgrind 옵션 적용 예시

launch-prefix="valgrind -v --leak-check=full --trace-children=yes --track-origins=yes --log-file=/home/candyz/valgrind_log.txt"

 

메모리 누수 정보

 

definitely lost

더 이상 참조할 수 없는 메모리 블록 => 누수된 부분 찾아서 해제해야

indirectly lost

포인터로 접근 가능한 메모리인데 루트 포인터가 definitely lost 상태일 경우 => definitely lost를 해결해야

possibly lost

메모리 할당 추적은 안 되는데 참조는 가능 => 포인터 주소값 확인

still reachable

접근은 가능한데 프로그램 종료될 때까지 해제가 안 됨 => 아무것도 안 해도 되긴 하는데 웬만하면 free/delete 해주기.

 

발생 가능한 에러

 

invalid read

할당 안 된 영역 / 이미 해제된 메모리에 접근하는 경우 e.g. out of index

 

invalid write

할당 안 된 영역 / 이미 해제된 영역에 데이터 쓰려고 할 때

 

invalid free

할당 안 된 포인터 해제 / 이중 해제

 

conditional jump or move depends on uninitialized value

조건문에 초기화 안 한 변수 사용

 

access not within mapped region

잘못된 메모리 접근

e.g. null 포인터 접근

 

process terminating with default action of signal 11 (SIGSEGV)

세그폴트

 

* valgrind 실행 시 다음과 같은 메시지가 나오면 메모리(8MB) 초과로 valgrind에 로드할 수 없는 것이라고 함.

brk segment overflow in thread ...

콜백 함수도 호출 안 되는 경우가 있으므로 걍 gdb로 보자.

 

기타 옵션

https://valgrind.org/docs/manual/manual-core.html

Valgrind