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如何寫gdb命令腳本

作為UNIX/Linux下使用廣泛的調試器,gdb不僅提供了豐富的命令,還引入了對腳本的支持:一種是對已存在的腳本語言支持,比如python,用戶可以直接書寫python腳本,由gdb調用python解釋器執行;另一種是命令腳本(command file),用戶可以在腳本中書寫gdb已經提供的或者自定義的gdb命令,再由gdb執行。在這篇文章裏,我會介紹一下如何寫gdb的命令腳本。

(一) 自定義命令
gdb支持用戶自定義命令,格式是:

define commandName  
    statement  
    ......  
end  

其中statement可以是任意gdb命令。此外自定義命令還支持最多10個輸入參數:$arg0$arg1 …… $arg9,並且還用$argc來標明一共傳入了多少參數。

下麵結合一個簡單的C程序(test.c),來介紹如何寫自定義命令:

#include <stdio.h>

int global = 0;

int fun_1(void)
{
    return 1;
}

int fun_a(void)
{
    int a = 0;
    printf("%d\n", a);
}

int main(void)
{
    fun_a();
    return 0;
}

首先編譯成可執行文件:

gcc -g -o test test.c

接著用gdb進行調試:

[root@linux:~]$ gdb test
GNU gdb (GDB) 7.6
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-unknown-linux-gnu".
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>...
Reading symbols from /data2/home/nanxiao/test...done.
(gdb) b fun_a
Breakpoint 1 at 0x4004d7: file test.c, line 12.
(gdb) r
Starting program: /data2/home/nanxiao/test

Breakpoint 1, fun_a () at test.c:12
12              int a = 0;
(gdb) bt
#0  fun_a () at test.c:12
#1  0x0000000000400500 in main () at test.c:18

可以看到使用btbacktrace縮寫)命令可以打印當前線程的調用棧。我們的第一個自定義命令就是也實現一個backtrace功能:

define mybacktrace
    bt
end

怎麼樣?簡單吧,純粹複用gdb提供的命令。下麵來驗證一下:

(gdb) define mybacktrace
Type commands for definition of "mybacktrace".
End with a line saying just "end".
>bt
>end
(gdb) mybacktrace
#0  fun_a () at test.c:12
#1  0x0000000000400500 in main () at test.c:18

功能完全正確!

接下來定義一個賦值命令,把第二個參數的值賦給第一個參數:

define myassign
    set var $arg0 = $arg1
end

執行一下:

(gdb) define myassign
Type commands for definition of "myassign".
End with a line saying just "end".
>set var $arg0 = $arg1
>end
(gdb) myassign global 3
(gdb) p global
$1 = 3

可以看到global變量的值變成了3

對於自定義命令來說,傳進來的參數隻是進行簡單的文本替換,所以你可以傳入賦值的表達式,甚至是函數調用:

(gdb) myassign global fun_1()
(gdb) p global
$2 = 1

可以看到global變量的值變成了1

除此以外,還可以為自定義命令寫幫助文檔,也就是執行help命令時打印出的信息:

document myassign
    assign the second parameter value to the first parameter
end

執行help命令:

(gdb) document myassign
Type documentation for "myassign".
End with a line saying just "end".
>assign the second parameter value to the first parameter
>end
(gdb) help myassign
assign the second parameter value to the first parameter

可以看到打印出了myassign的幫助信息。

(二) 命令腳本
首先對於命令腳本的命名,其實gdb沒有什麼特殊要求,隻要文件名不是gdb支持的其它腳本語言的文件名就可以了(比如.py)。因為這樣做會使gdb按照相應的腳本語言去解析命令腳本,結果自然是不對的。

其次為了幫助用戶寫出功能強大的腳本,gdb提供了如下的流程控製命令:
(1)條件命令:if...else...end。這個同其它語言中提供的if命令沒什麼區別,隻是注意結尾的end
(2)循環命令:while...end。gdb同樣提供了loop_breakloop_continue命令分別對應其它語言中的breakcontinue,另外同樣注意結尾的end

另外gdb還提供了很多輸出命令。比方說echo命令,如果僅僅是輸出一段文本,echo命令特別方便。此外還有和C語言很相似的支持格式化輸出的printf命令,等等。

腳本文件的注釋也是以#開頭的,這個同很多其它腳本語言都一樣。

最後指出的是在gdb中執行腳本要使用source命令,例如:“source xxx.gdb”。

(三) 一個完整的例子

最後以一個完整的gdb腳本(search_byte.gdb)做例子,來總結一下本文提到的內容:

define search_byte
    if $argc != 3
        help search_byte
    else
        set $begin_addr = $arg0
        set $end_addr = $arg1

        while $begin_addr <= $end_addr
            if *((unsigned char*)$begin_addr) == $arg2
                printf "Find it!The address is 0x%x\n", $begin_addr
                loop_break
            else
                set $begin_addr = $begin_addr + 1
            end
        end

        if $begin_addr > $end_addr
            printf "Can't find it!\n"
        end
    end
end

document search_byte
    search a specified byte value(0 ~ 255) during a memory
    usage: search_byte begin_addr end_addr byte
end

這個腳本定義了search_byte命令,目的是在一段指定內存查找一個值(unsigned char類型):需要輸入內存的起始地址,結束地址和要找的值。
命令邏輯可以分成3個部分:
(a) 首先判斷輸入參數是不是3個,如果不是,就輸出幫助信息;
(b) 從起始地址開始查找指定的值,如果找到,打印地址值並退出循環,否則把地址加1,繼續查找;
(c) 如果在指定內存區域沒有找到,打印提示信息。

另外這個腳本還定義了search_byte的幫助信息。

仍然以上麵的C程序為例,來看一下如何使用這個gdb腳本:

[root@linux:~]$ gdb test
GNU gdb (GDB) 7.6
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-unknown-linux-gnu".
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>...
Reading symbols from /data2/home/nanxiao/test...done.
(gdb) p &global
$1 = (int *) 0x600900 <global>
(gdb) p global
$2 = 0
(gdb) source search_byte.gdb
(gdb) search_byte 0x600900 0x600903 0
Find it! The address is 0x600900
(gdb) search_byte 0x600900 0x600903 1
Can't find it!

可以看到global的值是0,起始地址是0x600900,結束地址是0x600903。在global的內存區域查找0成功,查找1失敗。

受篇幅所限,本文隻是對gdb命令腳本做了一個粗淺的介紹,旨在起到拋磚引玉的效果。如果大家想更深入地了解這部分知識,可以參考gdb手冊的相關章節:Extending GDB (https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Extending-GDB.html)。最後向大家推薦一個github上的.gdbinit文件:https://github.com/gdbinit/Gdbinit/blob/master/gdbinit,把這個弄懂,相信gdb腳本文件就不在話下了。

參考文獻:
(1)Extending GDB (https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Extending-GDB.html);
(2)捉蟲日記(http://www.ituring.com.cn/book/909)。

最後更新:2017-05-23 19:31:49

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