1.GDB调试以汇编语言为例

#rpm -qa |grep  gdb

下载&＃xff1a;

安装

#tar -zxvf

#./configure

#make

使用GDB

以汇编语言调试为例

汇编语言实现CPUID指令

CPUID

cpuid是Intel  Pentinum以上级CPU内置的一个指令&＃xff08;486级以下的CPU不支持&＃xff09;&＃xff0c;他用于识别某一类型的CPU&＃xff0c;

它能返回CPU级别&＃xff0c;型号&＃xff0c;CPU步进以及CPU字串信息&＃xff0c;从此命令也可以得到CPU的缓存和TLB信息

CPUID返回数据类型是在EAX寄存器里定义的&＃xff0c;而指令返回的数值则存储在EAX&＃xff0c;EBX&＃xff0c;ECX和EDX寄存器中。

返回的信息分两部分&＃xff1a;基本信息与扩展信息。

在EAX输入0-3参数时&＃xff0c;它返回CPU基本信息&＃xff1b;

而在EAX输入0x8000000至ox800000x&＃xff0c;他返回的是CPU扩展信息。扩展信息只包括在Pentinum4及以后的CPU上。

 

CPU级别         基本信息   扩展信息
486及以前的CPU      不可用    不可用
Pentium        0x1    不可用
Pentium Pro,Pentium 2    0x2    不可用
Pentium 3      0x3    不可用
Pentium 4      0x2    0x80000004
Xeon(至强)      0x2    0x80000004

 

代码

cpuid.s

#cpuid.s Sample program to extract the processor Vendor ID                
.section .data                
output:                   .ascii "The processor Vendor ID is &＃39;xxxxxxxxxxxx&＃39;\n"
.section .text                
.globl _start                
_start:                   movl $0, %eax                   cpuid                   movl $output, %edi                   movl %ebx, 28(%edi)                   movl %edx, 32(%edi)                   movl %ecx, 36(%edi)                   movl $4, %eax                   movl $1, %ebx                   movl $output, %ecx                   movl $42, %edx                   int $0x80                   movl $1, %eax                   movl $0, %ebx                   int $0x80

 
汇编

使用GNU汇编器

#as -o cpuid.o cpuid.s

使用GNU链接器

#ld -o cpuid cpuid.o

运行程序

#./cpuid

输出

调试

为了调试汇编语言程序&＃xff0c;必须使用-gstabs参数重新汇编代码

#as -gstabs -o cpuid.o cpuid.s

#ld -o cpuid cpuid.o

使用-gstabs参数在可执行文件中添加了附加信息&＃xff0c;所以新产生的文件会大些

如果没有必要不要使用调试信息

运行

在gdb内运行

#gdb cupid

GNU调试器启动&＃xff0c;把程序加载到内存&＃xff0c;使用run命令(简化r也可以)从gdb内运行程序

可见调试器内的运行和从命令行直接运行一样

断点

汇编语言中指定断点时&＃xff0c;必须指定对于最近的标签的相对位置&＃xff0c;上述代码中只有一个标签&＃xff0c;所以每个断点必须依据_start指定。

break(简化的b)命令格式 break * label&＃43;offset

break 函数名

break 行号

break 文件名:行号

break 文件名:函数名

break &＃43;偏移量

break -偏移量

break *地址

label是被引用的源代码中的标签

offset是应该停止的地方距离标签的行数

break * _start

*_start参数指定了断点&＃xff0c;该参数指定_start标签后的第一条指令码。

run或者(简化的r)启动程序&＃xff0c;暂停在第一条指令码处。

单步

使用next(简化的n)或者step(简化的s)命令单步调试

注意&＃xff1a;s会步入调用的函数&＃xff0c;类似于VS中的F11&＃xff0c;而n类似于VS中的F10

每个next或者step命令执行下一行代码

继续运行

使用continue(或者c)按正常方式继续运行&＃xff0c;类似于VS中的F5

查看数据

info  registers   查看所有寄存器的值

print (或者p)   显示特定寄存器或者来自程序的变量值

p $eax            显示寄存器的内容

p/格式  变量

格式

p/t    显示为2进制数

p/o   显示为8进制数

p/d   显示为10进制数

p/u   显示为无符号10进制数

p/x   显示为16进制数

p/a   地址

p/c   显示为字符

p/s   显示为字符串

p/f    浮点小数

p/i    显示为机器语言&＃xff08;仅在显示内存的x命令中可用&＃xff09;

程序指针可以写为$pc或者$eip&＃xff0c;因为Intel IA-32架构中的程序指针名为eip

p $pc

p $eip

x         显示特定的内存位置内容

x/格式 地址

x命令显示特定内存位置的值。

x命令的格式 x/nyz

n是要显示的字段数&＃xff1b;

y是输出格式同之前的p

z是要显示的字段长度&＃xff1a;

b        字节

h        半字&＃xff08;2字节&＃xff09;

w       字&＃xff08;4字节&＃xff09;默认值

g        双字&＃xff08;8字节&＃xff09;

例如&＃xff1a;

x $pc

x/i $pc

此处x/i意为显示汇编指令

也有反汇编命令disassemble(或者disas)

格式&＃xff1a;

disas                                    

disas       程序计数器

disas       开始地址  结束地址

由此可见&＃xff0c;在cpuid指令执行之前&＃xff0c;EBX,ECX,EDX寄存器都是0&＃xff0c;之后他们包含从厂商ID字符串来的值。

使用x命令显示位于output变量前42个字节的内存位置的值&＃xff08;&符号表明是一个内存位置&＃xff09;&＃xff1a;

GDB的数据显示格式&＃xff1a;

x 按十六进制格式显示变量。
d 按十进制格式显示变量。
u 按十六进制格式显示无符号整型。
o 按八进制格式显示变量。
t 按二进制格式显示变量。
a 按十六进制格式显示变量。
c 按字符格式显示变量。
f 按浮点数格式显示变量。

查看寄存器和内存

1&＃xff09; info args
打印出当前函数的参数名及其值。
2&＃xff09;info locals
打印出当前函数中所有局部变量及其值。
3&＃xff09;info catch
打印出当前的函数中的异常处理信息。
4&＃xff09;源代码的内存
你可以使用info line命令来查看源代码在内存中的地址。info line后面可以跟“行号”&＃xff0c;“函数名”&＃xff0c;“文件名:行号”&＃xff0c;“文件名:函
数名”&＃xff0c;这个命令会打印出所指定的源码在运行时的内存地址&＃xff0c;如&＃xff1a;
(gdb) info line tst.c:func
Line 5 of "tst.c" starts at address 0x8048456 and ends at 0x804845d .
5&＃xff09;info break
查看断点信息。
6&＃xff09;info threads
看正在运行程序中的线程信息
7&＃xff09;info registers
查看寄存器的情况。&＃xff08;除了浮点寄存器&＃xff09;
8&＃xff09;info all-registers
查看所有寄存器的情况。&＃xff08;包括浮点寄存器&＃xff09;
9&＃xff09;info registers
查看所指定的寄存器的情况。

例如&＃xff1a;info registers ebp

10&＃xff09;info frame或者i f
这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息&＃xff0c;只不过&＃xff0c;大多数都是运行时的内内
地址。比如&＃xff1a;函数地址&＃xff0c;调用函数的地址&＃xff0c;被调用函数的地址&＃xff0c;目前的函数是由什么
样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等

11&＃xff09;(gdb) disassemble func

disassemble可以查看源程序的当前执行时的机器码&＃xff0c;这个命令
会把目前内存中的指令dump出来

12&＃xff09;list

用list命令来打印程序的源代码

13&＃xff09;x

可以使用examine命令&＃xff08;简写是x&＃xff09;来查看内存地址中的值.

x/3uh 0x54320表示&＃xff0c;从内存地址0x54320读取内容&＃xff0c;h表示以双字节为一个单位&＃xff0c;3表示三个单位&＃xff0c;u表示按十六进制显示。

x/48xw  $ebp   也可以一样显示改寄存器或者用上述方法按寄存器的地址

参考&＃xff1a;GDB查看栈信息

查看进程

info proc

查看栈帧

bt

backtrace

info stack

where

都是一样的只是别名而已

bt  显示所有栈帧

bt N  显示开头N个栈帧

bt -N 显示最后N个栈帧

bt full 显示栈帧&＃43;局部变量

bt full N  N同前

监视

eatch <表达式>

<表达式>发生变化时暂停运行&＃xff0c;此处<表达式>是常量或变量等

awatch <表达式>

<表达式>被访问&＃xff0c;改变时暂停运行

nwatch <表达式>

<表达式>被访问时暂停运行

delete<编号>

删除监视点

改变变量的值

set variable <变量><表达式>

例如&＃xff1a;

(gdb) p  options

$7&＃61;1

(gdb)set variable options&＃61;0

(gdb)print options

$8&＃61;0

GDB命令

1)单步调试:

n (next),

ni(nexti) 执行下一行&＃xff08;以汇编代码为单位&＃xff09;

s(step 跟n的区别&＃xff0c;s进入到函数内)

si(stepi) 执行下一行&＃xff08;以汇编代码为单位&＃xff09;

u(until)执行到指定行

2)恢复操作&＃xff1a;c(continue或者cont) 直到遇到下个断点

3)临时断点: tbreak 有效期&＃xff0c;第一次遇到

4)检查变量&＃xff1a;p (printf)  显示表达式

x   显示内存内容

5)监视点&＃xff1a;watch 当监视点的值发生变化时停止

6)查看栈&＃xff1a;bt(backtrace&＃xff0c;where) 显示整个栈的内容。

f(frame)选择要显示的栈帧

do(down) 在当前调用的栈帧中选择要显示的栈帧

7)看已经设的断点: ib(info break)

8)设置断点&＃xff1a;break(b)

break function, break line_number, break filename:line_number, break filename:function

info break 查看断点信息。

9)删除断点: d(delete)&＃xff0c;delete&＃43;数值标识符(从第7点可得到) (不加参数&＃xff0c;删除所有断点)&＃xff0c; clear使用跟第8点对应

10)禁用断点&＃xff1a;disable&＃43;数值标识符 &＃xff08;重新启用 enable&＃xff09;

11)在单步时跳出函数&＃xff1a;finish

12)在单步时跳出循环&＃xff1a;until

13)条件断点&＃xff1a;break break-arg if (condition),例: break main if argc > 1

14)断点命令列表(到断点自动执行)&＃xff1a;

commands breakpoint-number 例子&＃xff1a;commands 1

... >printf "i &＃61; %d", i

commands >end

...

end

a) 在commands 中加入silent&＃xff0c;过滤到其他无用的输出。

b) 最后一个commands是continue的话&＃xff0c;自动continue。

例&＃xff1a;comands 1

> silent

> printf "i &＃61; %d", i

> continue

> end

15)查看局部变量&＃xff1a;info locals 得到当前栈中所有局部变量的值列表

16)设置变量&＃xff1a;set x&＃61;12

17)GDB线程命令&＃xff1a;

a) info threads(给出当前所有的线程信息)

b) thread 3(切换查看线程)

c) break 88 thread 3(当线程3到达源代码行88时停止执行)

d) break 88 thread 3 if x &＃61;&＃61; y

e) thread apply all bt&＃xff0c;查看所有的线程的栈信息。

18) 您可以以进程ID作为第二个参数&＃xff0c;以调式一个正在运行的进程

gdb 程序名 1234

19)finish运行到函数结束

20)forward-search(或者fo)  向前搜索

21)generate-core-file(或者gcore)  生成内核转储

22edit 编辑文件或函数

23)directory(或者dir)插入目录

24)list(或者l)显示函数或者行

25)info (或者i)显示信息

26)help (或者h)显示帮助

注意&＃xff1a;

1)重新编译文件时不要退出gdb&＃xff0c;断点可以保存着。

2)在调试时不要开启优化代码的选项&＃xff0c;不然经过了优化&＃xff0c;设置的断点的位置跟编译后的位置相差可能很大。

《深入理解计算机系统(原书第2版)》

更高级的GDB调试&＃xff1a;

GDB attach到进程
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