如何写gdb命令脚本

作为UNIX/Linux下使用广泛的调试器,gdb不仅提供了丰富的命令,还引入了对脚本的支持:一种是对已存在的脚本语言支持,比如python,用户可以直接书写python脚本,由gdb调用python解释器执行;另一种是命令脚本(command file),用户可以在脚本中书写gdb已经提供的或者自定义的gdb命令,再由gdb执行。在这篇文章里,我会介绍一下如何写gdb的命令脚本。

(一) 自定义命令
gdb支持用户自定义命令,格式是:

define commandName  
    statement  
    ......  
end  

其中statement可以是任意gdb命令。此外自定义命令还支持最多10个输入参数:$arg0$arg1 ...... $arg9,并且还用$argc来标明一共传入了多少参数。

下面结合一个简单的C程序(test.c),来介绍如何写自定义命令:

#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;
}

首先编译成可执行文件:

gcc -g -o test test.c

接着用gdb进行调试:

[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缩写)命令可以打印当前线程的调用栈。我们的第一个自定义命令就是也实现一个backtrace功能:

define mybacktrace
    bt
end

怎么样?简单吧,纯粹复用gdb提供的命令。下面来验证一下:

(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

功能完全正确!

接下来定义一个赋值命令,把第二个参数的值赋给第一个参数:

define myassign
    set var $arg0 = $arg1
end

执行一下:

(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变量的值变成了3

对于自定义命令来说,传进来的参数只是进行简单的文本替换,所以你可以传入赋值的表达式,甚至是函数调用:

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

可以看到global变量的值变成了1

除此以外,还可以为自定义命令写帮助文档,也就是执行help命令时打印出的信息:

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

执行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的帮助信息。

(二) 命令脚本
首先对于命令脚本的命名,其实gdb没有什么特殊要求,只要文件名不是gdb支持的其它脚本语言的文件名就可以了(比如.py)。因为这样做会使gdb按照相应的脚本语言去解析命令脚本,结果自然是不对的。

其次为了帮助用户写出功能强大的脚本,gdb提供了如下的流程控制命令:
(1)条件命令:if...else...end。这个同其它语言中提供的if命令没什么区别,只是注意结尾的end
(2)循环命令:while...end。gdb同样提供了loop_breakloop_continue命令分别对应其它语言中的breakcontinue,另外同样注意结尾的end

另外gdb还提供了很多输出命令。比方说echo命令,如果仅仅是输出一段文本,echo命令特别方便。此外还有和C语言很相似的支持格式化输出的printf命令,等等。

脚本文件的注释也是以#开头的,这个同很多其它脚本语言都一样。

最后指出的是在gdb中执行脚本要使用source命令,例如:“source xxx.gdb”。

(三) 一个完整的例子

最后以一个完整的gdb脚本(search_byte.gdb)做例子,来总结一下本文提到的内容:

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

这个脚本定义了search_byte命令,目的是在一段指定内存查找一个值(unsigned char类型):需要输入内存的起始地址,结束地址和要找的值。
命令逻辑可以分成3个部分:
(a) 首先判断输入参数是不是3个,如果不是,就输出帮助信息;
(b) 从起始地址开始查找指定的值,如果找到,打印地址值并退出循环,否则把地址加1,继续查找;
(c) 如果在指定内存区域没有找到,打印提示信息。

另外这个脚本还定义了search_byte的帮助信息。

仍然以上面的C程序为例,来看一下如何使用这个gdb脚本:

[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,结束地址是0x600903。在global的内存区域查找0成功,查找1失败。

受篇幅所限,本文只是对gdb命令脚本做了一个粗浅的介绍,旨在起到抛砖引玉的效果。如果大家想更深入地了解这部分知识,可以参考gdb手册的相关章节:Extending GDB (https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Extending-GDB.html)。最后向大家推荐一个github上的.gdbinit文件:https://github.com/gdbinit/Gdbinit/blob/master/gdbinit,把这个弄懂,相信gdb脚本文件就不在话下了。

参考文献:
(1)Extending GDB (https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Extending-GDB.html);
(2)捉虫日记(http://www.ituring.com.cn/book/909)。

 


### 使用 GDB 脚本命令实现自定义信号处理函数并将当前信息保存到日志的功能 在 GDB 中,可以通过编命令脚本来实现自定义信号处理逻辑,并将调试信息保存到日志文件中。以下是具体实现方法[^1]: #### 创建 GDB 命令脚本 GDB 支持通过命令脚本(Command File)来执行一系列预定义的命令。以下是一个示例脚本 `gdb_signal_log`,用于捕获信号并记录调试信息到日志文件。 ```gdb # gdb_signal_log # 启用日志功能并将输出保存到指定文件 set logging on set logging file signal_log.txt # 设置信号处理行为:当接收到 SIGUSR1 时停止程序运行、打印相关信息并不将信号传递给程序 handle SIGUSR1 stop print nopass # 定义一个 GDB 命令以捕获信号并记录信息 define log_signal_info # 打印当前栈信息 backtrace # 打印局部变量信息 info locals # 打印全局变量信息 info variables end # 当接收到 SIGUSR1 时自动执行上述命令 signal-stop-hook SIGUSR1 log_signal_info ``` #### 加载并运行脚本 将上述脚本保存为文件 `gdb_signal_log`,然后在 GDB 中加载该脚本并运行程序: ```bash gdb -x gdb_signal_log ./my_program ``` 加载脚本后,当程序接收到 `SIGUSR1` 信号时,GDB 将执行 `log_signal_info` 命令,并将相关信息记录到日志文件 `signal_log.txt` 中。 #### 示例:结合信号处理与日志记录 假设程序中定义了一个信号处理函数 `my_signal_handler`,并且希望在 GDB 中捕获 `SIGUSR1` 信号并记录相关调试信息。以下是完整的操作步骤: 1. 启动 GDB 并加载脚本: ```bash gdb -x gdb_signal_log ./my_program ``` 2. 运行程序: ```gdb run ``` 3. 当程序接收到 `SIGUSR1` 信号时,GDB 将自动执行 `log_signal_info` 命令并记录相关信息到日志文件中。 4. 继续运行程序或退出 GDB: ```gdb continue quit ``` #### 注意事项 - 确保编译程序时添加 `-g` 选项以包含调试符号,否则无法在 GDB 中查看源代码和变量信息[^1]。 - 如果需要动态修改信号处理行为,可以在 GDB 中使用 `handle` 命令重新配置信号处理逻辑。 ```c // 示例 C 程序用于生成信号 #include <stdio.h> #include <signal.h> #include <unistd.h> void my_signal_handler(int signum) { printf("Signal received: %d\n", signum); } int main() { signal(SIGUSR1, my_signal_handler); while (1) { sleep(1); } return 0; } ```
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