Отладчик кодов

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Отладчик кодов (debugger)
Это инструментальная программа, позволяющая:
загружать исполнимые файлы, эмулируя действия загрузчика из состава операционной системы;
дизассемблировать код (расшифровывать мнемоники машинных команд по имеюющимся в памяти машинным кодам);
контролировать содержимое регистров процессора и областей памяти;
исполнять программу целиком и по шагам (машинным командам);
устанавливать точки останова (breakpoint) при выполнении программы;
изменять области памяти и значения в регистрах;
ассемблировать машинные команды (переводить мнемоники в машинный код)
и др.

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Символьный отладчик
Это инструментальная программа, позволяющая:
отлаживать исполнимые файлы, написанные на том или ином языке программирования;
использовать имена меток, процедур и переменных, заданные программистом - разработчиком отлаживаемой программы;
контролировать значения переменных;
исполнять операторы программы на языке программирования по шагам и программу целиком;
устанавливать точки останова при выполнении программы;
изменять значения переменных;
обычно входят в состав интегрированных сред разработки (IDE)
на ЯВУ (Си, Паскаль-Дельфи, FoxPro, ...) и часто работают прямо в окне редактора исходного текста;

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Особенности работы программы под отладчиком
Программа исполняется непосредственно процессором с реальной скоростью процессора, отладчик не эмулирует работу процессора и, как правило, не замедляет программу
Отладчик тесно взаимодействует с аппаратурой ЭВМ, активно внедряется в систему прерываний

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Примеры отладчиков (DOS, i8086)
Debug - отладчик кодов, составная часть операционной системы DOS, интерфейс командной строки
AFD - отладчик кодов, интерактивная работа
Turbo Debugger:
отладчик кодов
символьный отладчик для программ на Си, Паскале и языке ассемблера
входил в состав пакетов Turbo/Borland C/Pascal

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Загрузка программы
Командная строка:
td my.exe
Меню:
File ? Open... ? имя exe-файла или com-файла
После загрузки память выделена и регистры процессора проинициализированы так, как сделал бы загрузчик DOS
Ctrl+F2 - сброс программы, вернуть все в состояние как будто сразу после загрузки.

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Отлаживаем все тот же пример:

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Окно ЦПУ
Меню: View ? CPU

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Текущая команда - треугольник (CS:IP). Измененные регистры - белые.
Ячейка, используемая подсвеченной командой - вверху на рамке.

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Употребительные клавиши
F5 - распахнуть окно отладчика
F10 - перейти в меню
Alt+F10 - вызвать контекстное меню (правая кнопка мыши)
Alt+F5 - посмотреть вид экрана, на который программа производит вывод
Клавиши выводятся в нижней строке
При нажатии Alt и Ctrl - информация меняется

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Прокрутка кода клавишами
Текущая команда отмечена треугольником
Прокручивать окно дизассемблера вниз можно всегда
При попытке прокрутить окно вверх дизассемблер очень часто ошибается, хватаясь за самый длинный предшествующий машинный код:
обратите внимание: cs:FFFF=00 - это не предыдущий байт перед cs:0000, это самый конец того же сегмента, смещение которого на 64к БОЛЬШЕ смещения 0

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Позиционирование
Контекстное меню: Goto
- просто число ? смещение в том же сегменте
- два числа через : ? сегмент и смещение
- имя сегментного регистра:число ? сегмент и смещение
- можно указать любое корректное выражение в качестве адреса, например ds:si или ax
- просто ds ? смещение, равное DS!
При вводе чисел не забываем правила языка ассемблера:
- число начинается с цифры
- B, D или H в конце - явный признак формата (двоичное, десятичное, шестнадцатеричное)

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Исполнение программы
F9 - исполнить с текущей команды до конца (до команды завершения программы) или до точки останова
F7 - шаг: исполнить текущую команду и остановиться после этого (если исполняется вызов процедуры – войти в процедуру)
F8 - шаг: исполнить текущую и остановиться перед следующей командой (если вызов процедуры – выполнить ее целиком и вернуться)
F4 - "сюда": исполнять программу с текущей команды и остановиться на подсвеченной строке
F2 - установить/снять точку останова на подсвеченной строке (ТО выделяются красным)

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Точки останова (ловушки?)
Локальные и глобальные: при выполнении конкретной команды или при выполнении условия
Безусловные: дошли до конкретной команды - остановились
Условные: выполнилось условие - остановились (замедленное выполнение при наличии таких точек останова) ? локальные и глобальные !
Условия:
- произошло обращение к области памяти по определенному адресу известного размера
- выполнилось условие, например, DX eq 8
Точки останова можно объединять в группы, чтобы разрешать/запрещать сразу несколько

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Как работают точки останова?
Если включен режим отладки (флаг TF) - после каждой машинной команды генерируется прерывание отладки
(прерывание с номером 1) - при его обработке у отладчика есть возможность вычислить глобальное условие
Команда INT 3 (машинный код CCh): вызов прерывания отладчика
Отладчик заменяет этой командой места в коде, где нужно остановиться; при срабатывании прерывания отладчик восстанавливает код "как было"
B409
CC0000
CD21

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Как и что можно изменять?
Регистр. Контекстное меню: increment, decrement, change
Флаг. Контекстное меню: toggle
Ячейка стека. Контекстное меню: change
Область дампа.
- Контекстное меню: change
- Или просто начать набирать в области дампа или в области символьного вида
Код. Контекстное меню: assemble

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Как искать?
В области дампа. Контекстное меню: search
- ввести строку в кавычках или значения байтов
В области кода. Контекстное меню: search
- ввести машинный код (байты): 0CDh
- или ввести мнемонику команды: int 21

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Операции с блоками памяти
В окно дампа, настроиться на нужную область памяти
Контекстное меню: Block:
Clear - залить нулями
Move - переместить
Set - залить указанным значением
Read - прочитать содержимое из файла
Write - записать содержимое в файл
Блок можно выделить в отладчике мышью или указывать его адрес и размер цифрами

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Символьная отладка
Turbo Debugger - символьный отладчик
Если в скомпилированную программу включить отладочную информацию - он сможет шагать не по машинным командам, а по строкам вашего исходного текста, и показывать не адреса, а имена меток и переменных
Он понимает не только ассемблерный исходник, но и исходник на Турбо-Си или Турбо-Паскале
Исходный текст и исполнимый файл нужно разместить рядом, имя файла исходного текста прописано в отладочной информации в EXE

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Исходники ASM
tasm -zi my.asm
tlink -v my.obj
td my
Вернуться в это окно - F3 или View: Module

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Переходим в окно CPU
Контекстное меню: Mixed:
Both - отображать исходный текст вместо дизассемблера, если возможно
No - отображать только результат дизассемблирования
Yes - отображать исходный текст и машинный код, получающийся из него (это особенно интересно для ЯВУ)

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Используем имя метки
Переходим в окно дампа
Goto в контекстном меню
Вводим просто s (имя метки данных строки)

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Программа на ЯВУ (Паскаль)

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Опции компилятора
Options ? Compiler

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Опции отладчика
Options ? Debugger
!

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс
Загрузка в отладчик
td mypas.exe

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс

доц. Гольцов А.Г. «Системное программное обеспечение», 3 курс