From e8f828ac0206e588e0e909e827f3d4f22474a20b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "Xingyu.Wang" Date: Sun, 29 Apr 2018 09:36:45 +0800 Subject: [PATCH] PRF:20180104 How does gdb call functions.md @ucasFL --- .../20180104 How does gdb call functions.md | 61 ++++++------------- 1 file changed, 20 insertions(+), 41 deletions(-) diff --git a/translated/tech/20180104 How does gdb call functions.md b/translated/tech/20180104 How does gdb call functions.md index 575563ad3d..28c26ba615 100644 --- a/translated/tech/20180104 How does gdb call functions.md +++ b/translated/tech/20180104 How does gdb call functions.md @@ -1,13 +1,13 @@ gdb 如何调用函数？ ============================================================ -（之前的 gdb 系列文章：[gdb 如何工作(2016)][4] 和[通过 gdb 你能够做的三件事(2014)][5]） +（之前的 gdb 系列文章：[gdb 如何工作（2016）][4] 和[三步上手 gdb（2014）][5]） -在这个周，我发现，我可以从 gdb 上调用 C 函数。这看起来很酷，因为在过去我认为 gdb 最多只是一个只读调试工具。 +在这周，我发现我可以从 gdb 上调用 C 函数。这看起来很酷，因为在过去我认为 gdb 最多只是一个只读调试工具。 我对 gdb 能够调用函数感到很吃惊。正如往常所做的那样，我在 [Twitter][6] 上询问这是如何工作的。我得到了大量的有用答案。我最喜欢的答案是 [Evan Klitzke 的示例 C 代码][7]，它展示了 gdb 如何调用函数。代码能够运行，这很令人激动！ -我相信（通过一些跟踪和实验）那个示例 C 代码和 gdb 实际上如何调用函数不同。因此，在这篇文章中，我将会阐述 gdb 是如何调用函数的，以及我是如何知道的。 +我（通过一些跟踪和实验）认为那个示例 C 代码和 gdb 实际上如何调用函数不同。因此，在这篇文章中，我将会阐述 gdb 是如何调用函数的，以及我是如何知道的。 关于 gdb 如何调用函数，还有许多我不知道的事情，并且，在这儿我写的内容有可能是错误的。 @@ -15,17 +15,14 @@ gdb 如何调用函数？ 在开始讲解这是如何工作之前，我先快速的谈论一下我是如何发现这件令人惊讶的事情的。 -所以，你已经在运行一个 C 程序（目标程序）。你可以运行程序中的一个函数，只需要像下面这样做： +假如，你已经在运行一个 C 程序（目标程序）。你可以运行程序中的一个函数，只需要像下面这样做： * 暂停程序（因为它已经在运行中） - * 找到你想调用的函数的地址（使用符号表） - * 使程序（目标程序）跳转到那个地址 - * 当函数返回时，恢复之前的指令指针和寄存器 -通过符号表来找到想要调用的函数的地址非常容易。下面是一段非常简单但能够工作的代码，我在 Linux 上使用这段代码作为例子来讲解如何找到地址。这段代码使用 [elf crate][8]。如果我想找到 PID 为 2345 的进程中的 foo 函数的地址，那么我可以运行 `elf_symbol_value("/proc/2345/exe", "foo")`。 +通过符号表来找到想要调用的函数的地址非常容易。下面是一段非常简单但能够工作的代码，我在 Linux 上使用这段代码作为例子来讲解如何找到地址。这段代码使用 [elf crate][8]。如果我想找到 PID 为 2345 的进程中的 `foo` 函数的地址，那么我可以运行 `elf_symbol_value("/proc/2345/exe", "foo")`。 ``` fn elf_symbol_value(file_name: &str, symbol_name: &str) -> Result> { @@ -42,7 +39,6 @@ fn elf_symbol_value(file_name: &str, symbol_name: &str) -> Result Result @@ -66,7 +62,6 @@ int foo() { int main() { sleep(1000); } - ``` 接下来，编译并运行它： @@ -74,7 +69,6 @@ int main() { ``` $ gcc -o test test.c $ ./test - ``` 最后，我们使用 gdb 来跟踪 `test` 这一程序： @@ -84,54 +78,42 @@ $ sudo gdb -p $(pgrep -f test) (gdb) p foo() $1 = 3 (gdb) quit - ``` 我运行 `p foo()` 然后它运行了这个函数！这非常有趣。 -### 为什么这是有用的？ +### 这有什么用？ 下面是一些可能的用途： -* 它使得你可以把 gdb 当成一个 C 应答式程序，这很有趣，我想对开发也会有用 - +* 它使得你可以把 gdb 当成一个 C 应答式程序（REPL），这很有趣，我想对开发也会有用 * 在 gdb 中进行调试的时候展示/浏览复杂数据结构的功能函数（感谢 [@invalidop][1]） - * [在进程运行时设置一个任意的名字空间][2]（我的同事 [nelhage][3] 对此非常惊讶） - * 可能还有许多我所不知道的用途 ### 它是如何工作的 -当我在 Twitter 上询问从 gdb 中调用函数是如何工作的时，我得到了大量有用的回答。许多答案是”你从符号表中得到了函数的地址“，但这并不是完整的答案。 +当我在 Twitter 上询问从 gdb 中调用函数是如何工作的时，我得到了大量有用的回答。许多答案是“你从符号表中得到了函数的地址”，但这并不是完整的答案。 -有个人告诉了我两篇关于 gdb 如何工作的系列文章：[和本地人一起调试-第一部分][9]，[和本地人一起调试-第二部分][10]。第一部分讲述了 gdb 是如何调用函数的（指出了 gdb 实际上完成这件事并不简单，但是我将会尽力）。 +有个人告诉了我两篇关于 gdb 如何工作的系列文章：[原生调试：第一部分][9]，[原生调试：第二部分][10]。第一部分讲述了 gdb 是如何调用函数的（指出了 gdb 实际上完成这件事并不简单，但是我将会尽力）。 步骤列举如下： 1. 停止进程 - 2. 创建一个新的栈框（远离真实栈） - 3. 保存所有寄存器 - 4. 设置你想要调用的函数的寄存器参数 - -5. 设置栈指针指向新的栈框 - +5. 设置栈指针指向新的栈框stack frame 6. 在内存中某个位置放置一条陷阱指令 - 7. 为陷阱指令设置返回地址 - 8. 设置指令寄存器的值为你想要调用的函数地址 - 9. 再次运行进程！ （LCTT 译注：如果将这个调用的函数看成一个单独的线程，gdb 实际上所做的事情就是一个简单的线程上下文切换） 我不知道 gdb 是如何完成这些所有事情的，但是今天晚上，我学到了这些所有事情中的其中几件。 -**创建一个栈框** +#### 创建一个栈框 如果你想要运行一个 C 函数，那么你需要一个栈来存储变量。你肯定不想继续使用当前的栈。准确来说，在 gdb 调用函数之前（通过设置函数指针并跳转），它需要设置栈指针到某个地方。 @@ -154,14 +136,13 @@ Breakpoint 1 at 0x40052a Breakpoint 1, 0x000000000040052a in foo () (gdb) p $rsp $8 = (void *) 0x7ffea3d0bc00 - ``` -这看起来符合”gdb 在当前栈的栈顶构造了一个新的栈框“这一理论。因为栈指针（`$rsp`）从 `0x7ffea3d0bca8` 变成了 `0x7ffea3d0bc00` - 栈指针从高地址往低地址长。所以 `0x7ffea3d0bca8` 在 `0x7ffea3d0bc00` 的后面。真是有趣！ +这看起来符合“gdb 在当前栈的栈顶构造了一个新的栈框”这一理论。因为栈指针（`$rsp`）从 `0x7ffea3d0bca8` 变成了 `0x7ffea3d0bc00` —— 栈指针从高地址往低地址长。所以 `0x7ffea3d0bca8` 在 `0x7ffea3d0bc00` 的后面。真是有趣！ 所以，看起来 gdb 只是在当前栈所在位置创建了一个新的栈框。这令我很惊讶！ -**改变指令指针** +#### 改变指令指针 让我们来看一看 gdb 是如何改变指令指针的！ @@ -181,7 +162,7 @@ $3 = (void (*)()) 0x40052a 我盯着输出看了很久，但仍然不理解它是如何改变指令指针的，但这并不影响什么。 -**如何设置断点** +#### 如何设置断点 上面我写到 `break foo` 。我跟踪 gdb 运行程序的过程，但是没有任何发现。 @@ -202,10 +183,9 @@ $3 = (void (*)()) 0x40052a // 将 0x400528 处的指令更改为之前的样子 25622 ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, 25618, 0x400528, [0x5d00000003cce589]) = 0 25622 ptrace(PTRACE_POKEDATA, 25618, 0x400528, 0x5d00000003b8e589) = 0 - ``` -**在某处放置一条陷阱指令** +#### 在某处放置一条陷阱指令 当 gdb 运行一个函数的时候，它也会在某个地方放置一条陷阱指令。这是其中一条。它基本上是用 `cc` 来替换一条指令（`int3`）。 @@ -213,7 +193,6 @@ $3 = (void (*)()) 0x40052a 5908 ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, 5810, 0x7f6fa7c0b260, [0x48f389fd89485355]) = 0 5908 ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, 5810, 0x7f6fa7c0b260, [0x48f389fd89485355]) = 0 5908 ptrace(PTRACE_POKEDATA, 5810, 0x7f6fa7c0b260, 0x48f389fd894853cc) = 0 - ``` `0x7f6fa7c0b260` 是什么？我查看了进程的内存映射，发现它位于 `/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so` 中的某个位置。这很奇怪，为什么 gdb 将陷阱指令放在 libc 中？ @@ -226,7 +205,7 @@ $3 = (void (*)()) 0x40052a 我将要在这儿停止了（现在已经凌晨 1 点），但是我知道的多一些了！ -看起来”gdb 如何调用函数“这一问题的答案并不简单。我发现这很有趣并且努力找出其中一些答案，希望你也能够找到。 +看起来“gdb 如何调用函数”这一问题的答案并不简单。我发现这很有趣并且努力找出其中一些答案，希望你也能够找到。 我依旧有很多未回答的问题，关于 gdb 是如何完成这些所有事的，但是可以了。我不需要真的知道关于 gdb 是如何工作的所有细节，但是我很开心，我有了一些进一步的理解。 @@ -236,7 +215,7 @@ via: https://jvns.ca/blog/2018/01/04/how-does-gdb-call-functions/ 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 @@ -244,8 +223,8 @@ via: https://jvns.ca/blog/2018/01/04/how-does-gdb-call-functions/ [1]:https://twitter.com/invalidop/status/949161146526781440 [2]:https://github.com/baloo/setns/blob/master/setns.c [3]:https://github.com/nelhage -[4]:https://jvns.ca/blog/2016/08/10/how-does-gdb-work/ -[5]:https://jvns.ca/blog/2014/02/10/three-steps-to-learning-gdb/ +[4]:https://linux.cn/article-9491-1.html +[5]:https://linux.cn/article-9276-1.html [6]:https://twitter.com/b0rk/status/948060808243765248 [7]:https://github.com/eklitzke/ptrace-call-userspace/blob/master/call_fprintf.c [8]:https://cole14.github.io/rust-elf