From 0e85379330c07263c38218abd586c0dd6b7667b5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: wxy Date: Thu, 29 Mar 2018 09:40:09 +0800 Subject: [PATCH 1/2] PRF:20160810 How does gdb work.md @ucasFL --- translated/tech/20160810 How does gdb work.md | 63 ++++++++----------- 1 file changed, 26 insertions(+), 37 deletions(-) diff --git a/translated/tech/20160810 How does gdb work.md b/translated/tech/20160810 How does gdb work.md index e45b988d3d..58fb60873e 100644 --- a/translated/tech/20160810 How does gdb work.md +++ b/translated/tech/20160810 How does gdb work.md @@ -1,9 +1,9 @@ gdb 如何工作？ ============================================================ -大家好！今天，我开始进行我的 [ruby 堆栈跟踪项目][1]，我意识到，我现在了解了一些关于 gdb 内部如何工作的内容。 +大家好！今天，我开始进行我的 [ruby 堆栈跟踪项目][1]，我发觉我现在了解了一些关于 `gdb` 内部如何工作的内容。 -最近，我使用 gdb 来查看我的 Ruby 程序，所以，我们将对一个 Ruby 程序运行 gdb 。它实际上就是一个 Ruby 解释器。首先，我们需要打印出一个全局变量的地址：`ruby_current_thread`。 +最近，我使用 `gdb` 来查看我的 Ruby 程序，所以，我们将对一个 Ruby 程序运行 `gdb` 。它实际上就是一个 Ruby 解释器。首先，我们需要打印出一个全局变量的地址：`ruby_current_thread`。 ### 获取全局变量 @@ -13,10 +13,9 @@ gdb 如何工作？ $ sudo gdb -p 2983 (gdb) p & ruby_current_thread $2 = (rb_thread_t **) 0x5598a9a8f7f0 - ``` -变量能够位于的地方有堆、栈或者程序的文本段。全局变量也是程序的一部分。某种程度上，你可以把它们想象成是在编译的时候分配的。因此，我们可以很容易的找出全局变量的地址。让我们来看看，gdb 是如何找出 `0x5598a9a87f0` 这个地址的。 +变量能够位于的地方有堆heap、栈stack或者程序的文本段text。全局变量是程序的一部分。某种程度上，你可以把它们想象成是在编译的时候分配的。因此，我们可以很容易的找出全局变量的地址。让我们来看看，`gdb` 是如何找出 `0x5598a9a87f0` 这个地址的。 我们可以通过查看位于 `/proc` 目录下一个叫做 `/proc/$pid/maps` 的文件，来找到这个变量所位于的大致区域。 @@ -42,35 +41,33 @@ $4 = 0x48a7f0 ``` sudo nm /proc/2983/exe | grep ruby_current_thread 000000000048a7f0 b ruby_current_thread - ``` 我们看到了什么？能够看到 `0x48a7f0` 吗？是的，没错。所以，如果我们想找到程序中一个全局变量的地址，那么只需在符号表中查找变量的名字，然后再加上在 `/proc/whatever/maps` 中的起始地址，就得到了。 -所以现在，我们知道 gdb 做了什么。但是，gdb 实际做的事情更多，让我们跳过直接转到… +所以现在，我们知道 `gdb` 做了什么。但是，`gdb` 实际做的事情更多，让我们跳过直接转到… ### 解引用指针 ``` (gdb) p ruby_current_thread $1 = (rb_thread_t *) 0x5598ab3235b0 - ``` -我们要做的下一件事就是解引用 `ruby_current_thread` 这一指针。我们想看一下它所指向的地址。为了完成这件事，gdb 会运行大量系统调用比如： +我们要做的下一件事就是解引用 `ruby_current_thread` 这一指针。我们想看一下它所指向的地址。为了完成这件事，`gdb` 会运行大量系统调用比如： ``` ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, 2983, 0x5598a9a8f7f0, [0x5598ab3235b0]) = 0 ``` -你是否还记得 `0x5598a9a8f7f0` 这个地址？gdb 会问：“嘿，在这个地址中的实际内容是什么？”。`2983` 是我们运行 gdb 这个进程的 ID。gdb 使用 `ptrace` 这一系统调用来完成这一件事。 +你是否还记得 `0x5598a9a8f7f0` 这个地址？`gdb` 会问：“嘿，在这个地址中的实际内容是什么？”。`2983` 是我们运行 gdb 这个进程的 ID。gdb 使用 `ptrace` 这一系统调用来完成这一件事。 -好极了！因此，我们可以解引用内存并找出内存地址中存储的内容。一些有用的 gdb 命令能够分别知道 `x/40w` 和 `x/40b` 这两个变量哪一个会在给定地址展示 40 个字/字节。 +好极了！因此，我们可以解引用内存并找出内存地址中存储的内容。有一些有用的 `gdb` 命令，比如 `x/40w 变量` 和 `x/40b 变量` 分别会显示给定地址的 40 个字/字节。 ### 描述结构 -一个内存地址中的内容可能看起来像下面这样。大量的字节！ +一个内存地址中的内容可能看起来像下面这样。可以看到很多字节！ ``` (gdb) x/40b ruby_current_thread @@ -79,7 +76,6 @@ ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, 2983, 0x5598a9a8f7f0, [0x5598ab3235b0]) = 0 0x5598ab3235c0: 16 -64 -55 115 -97 127 0 0 0x5598ab3235c8: 0 0 2 0 0 0 0 0 0x5598ab3235d0: -96 -83 -39 115 -97 127 0 0 - ``` 这很有用，但也不是非常有用！如果你是一个像我一样的人类并且想知道它代表什么，那么你需要更多内容，比如像这样： @@ -92,10 +88,9 @@ $8 = {self = 94114195940880, vm = 0x5598ab322f20, stack = 0x7f9f73c9c010, passed_bmethod_me = 0x0, passed_ci = 0x0, top_self = 94114195612680, top_wrapper = 0, base_block = 0x0, root_lep = 0x0, root_svar = 8, thread_id = 140322820187904, - ``` -太好了。现在就更加有用了。gdb 是如何知道这些所有域的，比如 `stack_size` ？输入 `DWARF`。`DWARF` 是存储额外程序调试数据的一种方式，从而调试器比如 gdb 能够更好的工作。它通常存储为一部分二进制。如果我对我的 Ruby 二进制文件运行 `dwarfdump` 命令，那么我将会得到下面的输出： +太好了。现在就更加有用了。`gdb` 是如何知道这些所有域的，比如 `stack_size` ？是从 `DWARF` 得知的。`DWARF` 是存储额外程序调试数据的一种方式，从而像 `gdb` 这样的调试器能够工作的更好。它通常存储为二进制的一部分。如果我对我的 Ruby 二进制文件运行 `dwarfdump` 命令，那么我将会得到下面的输出： （我已经重新编排使得它更容易理解） @@ -128,7 +123,7 @@ DW_TAG_member ``` -所以，`ruby_current_thread` 的类型名为 `rb_thread_struct`，它的大小为 0x3e8 （或 1000 字节），它有许多成员项，`stack_size` 是其中之一，在偏移为 24 的地方，它有类型 `31\` 。`31` 是什么？不用担心，我们也可以在 DWARF 信息中查看。 +所以，`ruby_current_thread` 的类型名为 `rb_thread_struct`，它的大小为 `0x3e8` （即 1000 字节），它有许多成员项，`stack_size` 是其中之一，在偏移为 `24` 的地方，它有类型 `31` 。`31` 是什么？不用担心，我们也可以在 DWARF 信息中查看。 ``` < 1><0x00000031> DW_TAG_typedef @@ -141,67 +136,61 @@ DW_TAG_member ``` -所以，`stack_size` 具有类型 `size_t`，即 `long unsigned int`，它是 8 字节的。这意味着我们可以查看栈大小。 +所以，`stack_size` 具有类型 `size_t`，即 `long unsigned int`，它是 8 字节的。这意味着我们可以查看该栈的大小。 如果我们有了 DWARF 调试数据，该如何分解： 1. 查看 `ruby_current_thread` 所指向的内存区域 - -2. 加上 24 字节来得到 `stack_size` - +2. 加上 `24` 字节来得到 `stack_size` 3. 读 8 字节（以小端的格式，因为是在 x86 上） - 4. 得到答案！ -在上面这个例子中是 131072 或 128 kb 。 +在上面这个例子中是 `131072`（即 128 kb）。 -对我来说，这使得调试信息的用途更加明显。如果我们不知道这些所有变量所表示的额外元数据，那么我们无法知道在 `0x5598ab325b0` 这一地址的字节是什么。 +对我来说，这使得调试信息的用途更加明显。如果我们不知道这些所有变量所表示的额外的元数据，那么我们无法知道存储在 `0x5598ab325b0` 这一地址的字节是什么。 -这就是为什么你可以从你的程序中单独安装一个程序的调试信息，因为 gdb 并不关心从何处获取额外的调试信息。 +这就是为什么你可以为你的程序单独安装程序的调试信息，因为 `gdb` 并不关心从何处获取这些额外的调试信息。 -### DWARF 很迷惑 +### DWARF 令人迷惑 -我最近阅读了大量的 DWARF 信息。现在，我使用 libdwarf，使用体验不是很好，这个 API 很令人迷惑，你将以一种奇怪的方式初始化所有东西，它真的很慢（需要花费 0.3 s 的时间来读取我的 Ruby 程序的所有调试信息，这真是可笑）。有人告诉我，libdw 比 elfutils 要好一些。 +我最近阅读了大量的 DWARF 知识。现在，我使用 libdwarf，使用体验不是很好，这个 API 令人迷惑，你将以一种奇怪的方式初始化所有东西，它真的很慢（需要花费 0.3 秒的时间来读取我的 Ruby 程序的所有调试信息，这真是可笑）。有人告诉我，来自 elfutils 的 libdw 要好一些。 -同样，你可以查看 `DW_AT_data_member_location` 来查看结构成员的偏移。我在 Stack Overflow 上查找如何完成这件事，并且得到[这个答案][2]。基本上，以下面这样一个检查开始： +同样，再提及一点，你可以查看 `DW_AT_data_member_location` 来查看结构成员的偏移。我在 Stack Overflow 上查找如何完成这件事，并且得到[这个答案][2]。基本上，以下面这样一个检查开始： ``` dwarf_whatform(attrs[i], &form, &error); if (form == DW_FORM_data1 || form == DW_FORM_data2 form == DW_FORM_data2 || form == DW_FORM_data4 form == DW_FORM_data8 || form == DW_FORM_udata) { - ``` 继续往前。为什么会有 800 万种不同的 `DW_FORM_data` 需要检查？发生了什么？我没有头绪。 -不管怎么说，我的印象是，DWARF 是一个庞大而复杂的标准（可能是人们用来生成 DWARF 的库不匹配），但是这是我们所拥有的，所以我们只能用它来工作。 +不管怎么说，我的印象是，DWARF 是一个庞大而复杂的标准（可能是人们用来生成 DWARF 的库稍微不兼容），但是我们有的就是这些，所以我们只能用它来工作。 -我能够编写代码并查看 DWARF 并且我的代码实际上大多数能够工作，这就很酷了，除了程序崩溃的时候。我就是这样工作的。 +我能够编写代码并查看 DWARF ，这就很酷了，并且我的代码实际上大多数能够工作。除了程序崩溃的时候。我就是这样工作的。 ### 展开栈路径 -在这篇文章的早期版本中，我说过，gdb 使用 libunwind 来展开栈路径，这样说并不总是对的。 +在这篇文章的早期版本中，我说过，`gdb` 使用 libunwind 来展开栈路径，这样说并不总是对的。 -有一位对 gdb 有深入研究的人发了大量邮件告诉我，他们花费了大量时间来尝试如何展开栈路径从而能够做得比 libunwind 更好。这意味着，如果你在程序的一个奇怪的中间位置停下来了，你所能够获取的调试信息又很少，那么你可以对栈做一些奇怪的事情，gdb 会尝试找出你位于何处。 +有一位对 `gdb` 有深入研究的人发了大量邮件告诉我，为了能够做得比 libunwind 更好，他们花费了大量时间来尝试如何展开栈路径。这意味着，如果你在程序的一个奇怪的中间位置停下来了，你所能够获取的调试信息又很少，那么你可以对栈做一些奇怪的事情，`gdb` 会尝试找出你位于何处。 ### gdb 能做的其他事 -我在这儿所描述的一些事请（查看内存，理解 DWARF 所展示的结构）并不是 gdb 能够做的全部事情。阅读 Brendan Gregg 的[昔日 gdb 例子][3]，我们可以知道，gdb 也能够完成下面这些事情： +我在这儿所描述的一些事请（查看内存，理解 DWARF 所展示的结构）并不是 `gdb` 能够做的全部事情。阅读 Brendan Gregg 的[昔日 gdb 例子][3]，我们可以知道，`gdb` 也能够完成下面这些事情： * 反汇编 - * 查看寄存器内容 在操作程序方面，它可以： * 设置断点，单步运行程序 - * 修改内存（这是一个危险行为） -了解 gdb 如何工作使得当我使用它的时候更加自信。我过去经常感到迷惑，因为 gdb 有点像 C，当你输入 `ruby_current_thread->cfp->iseq`，就好像是在写 C 代码。但是你并不是在写 C 代码。我很容易遇到 gdb 的限制，不知道为什么。 +了解 `gdb` 如何工作使得当我使用它的时候更加自信。我过去经常感到迷惑，因为 `gdb` 有点像 C，当你输入 `ruby_current_thread->cfp->iseq`，就好像是在写 C 代码。但是你并不是在写 C 代码。我很容易遇到 `gdb` 的限制，不知道为什么。 -知道使用 DWARF 来找出结构内容给了我一个更好的心理模型和更加正确的期望！这真是极好的！ +知道使用 DWARF 来找出结构内容给了我一个更好的心智模型和更加正确的期望！这真是极好的！ -------------------------------------------------------------------------------- @@ -209,7 +198,7 @@ via: https://jvns.ca/blog/2016/08/10/how-does-gdb-work/ 作者：[Julia Evans][a] 译者：[ucasFL](https://github.com/ucasFL) -校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) +校对：[wxy](https://github.com/wxy) 本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 From b1e21c90918b39a6f3f4bbc98e90cfc091782494 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: wxy Date: Thu, 29 Mar 2018 09:40:32 +0800 Subject: [PATCH 2/2] PUB:20160810 How does gdb work.md @ucasFL https://linux.cn/article-9491-1.html --- {translated/tech => published}/20160810 How does gdb work.md | 0 1 file changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-) rename {translated/tech => published}/20160810 How does gdb work.md (100%) diff --git a/translated/tech/20160810 How does gdb work.md b/published/20160810 How does gdb work.md similarity index 100% rename from translated/tech/20160810 How does gdb work.md rename to published/20160810 How does gdb work.md