Xcode Debugging

Xcode에서 디버깅하는 방법을 알아보자.

Xcode Compiler

애플의 macOS, iOS, watchOS, tvOS 개발 IDE

• 컴파일러
  • 프론트엔드
    • 어휘 및 구문 분석
    • tokenizer, syntax
    • Clang
      • C, C++, Objective C를 분석함
    • Swift Compiler
      • Swift 컴파일 용도
  • 미들엔드
    • 프로그램의 원래 의미를 유지하면서, 최적화 작업 진행
    • c의 경우 obj 파일에 해당
    • java의 경우 jvm위에서 도는 bytecode
    • LLVM
      • 이전에는 gcc
      • Intermdediate Reperesntation 생성
  • 백엔드
    • 변경된 코드가 타겟 아키텍쳐에서 동작하는 코드로 변환
    • LLVM
      • 바이너리 코드 생성
  • 컴파일러의 경우 지원 언어와 지원 플랫폼에 따라 다양한 버전이 필요하거나, 무거워진다는 단점이 있다.
  • 지원 언어로는 C, C++, Objective-C, Swift, AppleScript, Java, Python, Ruby 등이 있다.

LLDB

LLVM 프로젝트 일환으로 개발된 디버거

LLVM의 Clang 표현, parser, LLVM Deassembler 등을 활용하여 제작되었다. C, C++, Objective-C, Swift 등을 지원한다.

• Thread
  • 실행하는 순서나 흐름을 제어
• Frame
  • 스레드에서 stack 별로 들어가는 단위
  • 간단하게 말하면, 디버깅할 때 왼쪽에 스레드 별로 콜스택을 눌러서 확인할 수 있는데, 이 단위를 frame이라 함
• Disassemble
  • 아키텍쳐에 맞게 변환된 코드를 그나마 읽을 수 있는 코드(어셈블리어)로 바꿔주는 녀석
• Backtrace
  • 실행의 흐름에 따라 콜스택이나 로컬에 쌓이는데 이를 역추적할 수 있는 기능
• Expression
  • LLDB 상에서 변수나 메모리 주소 확인을 위해 사용하는 표현식
• Break point
  • 디버깅하기 위해 표시를 해주는 것
• Watch point
  • 어떤 변수나 메모리가 변할 때 멈추게 해주는 것

Commands

• C
  • continue
  • 정지된 프로그램 실행 재개
• n
  • next
  • 현재 프레임에서 소스 수준 한단계 진행 (우리가 작성한 코드 라인 의미)
• s
  • step
  • 현재 프레임에서 소스 수준 한단계 내부 진행
• finish
  • 현재 프레임에서 벗어남
• ni
  • 현재 프레임에서 명령어 수준 한단계 진행 (실제 바이러니 명령어 의미)
• si
  • 현재 프레임에서 명령어 수준 한단계 내부 진행

Variables

• fr v
  • fr: frame의 약자
  • 현재 프레임의 매개 변수, 지역 변수 출력
• fr v -a (automatic)
  • 현재 프레임의 지역 변수만 출력
• fr v [변수 이름]
  • 지역 변수중 해당 변수만 출력
• fr v -f x [변수 이름]
  • 해당 변수만 hex로 출력
• fr variable -O self
  • object의 description 출력
• ta v
  • 현재 소스파일에 정의된 전역/정적 변수 출력
• ta v [변수 이름]
  • 전역 변수중, 해당 변수만 출력

Thread

• thread list
  • 현재 스레드 목록 출력
• thread select [thread number]
  • 해당 스레드로 이동
• thread until [code line]
  • 해당 라인까지 스레드 실행
• thread jump -line [code line]
  • 해당 라인으로 스레드 이동
• thread jump -by +/- [code line]
  • 해당 라인 수만큼 스레드 이동
• thread return [return value]
  • 현재 프레임에서 특정 값 반환

Disassemble

• di -f
  • 현재 프레임의 함수를 디어셈블
• di -n
  • 해당 함수를 디어셈블
• di -f -m
  • 현재 프레임의 코드에 해당하는 명령어를 코드와 함께 출력
• di -l
  • 현재 프레임의 현재 소스 코드 라인을 디어셈블

Backtrace

• bt
  • 현재 스레드의 stack trace 출력
• bt all
  • 모든 스레드의 stack trace 출력
• bt [count]
  • 현재 스레드의 stack trace를 개수만큼 출력
• up
  • 현재 선택된 프레임에서 위로 이동
• down
  • 현재 선택된 프레임에서 아래로 이동

Expression

• e
  • 현재 프레임에서 표현식 계산
• p
  • 현재 프레임에서 표현식 계산
• expr [expression]
  • LLDB상 변수 선언
• po [object, variable]
  • 객체, 변수의 description 출력
• po [memory address]
  • 해당 메모리 주소의 값 출력

Breakpoint

• b [function name]
  • 해당 이름을 가진 모든 함수에 Breakpoint 설정 (swift)
• breakpoint set -name [class name]
  • 해당 이름을 가진 모든 함수에 breakpoint 설정 (objective-c)
• b [line count]
  • 현재 파일의 특정 라인에 breakpoint 설정
• breackpoint modify -c [condition]
  • 해당 조건에 대해 breakpoint 설정
• b l
  • breakpoint 목록 출력

ETC

• wa s v global_var
  • 전역 변수에 watchpoint 설정
• wa s e -[memory address]
  • 해당 주소에 watchpoint 설정
• script [python]
  • python을 LLDB script로 사용

Visual Debugging

View Debugging

• View hierachy
• View Layout
• View Constraints

Memory Debugging

• 시각적인 메모리 체크
• 각 객체의 참조 관계 표시
• Referenbce cycle등의 확인이 편리하다.

Profiler

성능 개선, 최적화 위해 많이 사용

Memory Profiler

• 메모리 할당 확인 가능
• 메모리 누수 등의 메모리 문제 해결 편리

Timer Profiler

• 병목 발생 부분 확인 가능
• 함수별 수행시간 프로파일링
• 어떤 메소드에서 수행되었는지 추적 가능

ETC

• breakpoint에 이름, 조건, 무시 등을 걸 수 있다.
• breakpoint에서 왼쪽 클릭하면 접근 가능

Reference

• LLVM
• LLVM 나무위키
• LLVM Official Page
• LLDB
• LLDB Project
• command map