了解 gdb 格式答案

【问题标题】：Understanding gdb format了解 gdb 格式
【发布时间】：2020-02-08 13:02:51
【问题描述】：

我正在尝试熟悉gdb，并根据其格式和显示的内容提出了一些问题：

─── Assembly ────
 0x00000000004004ed  main+0  push   %rbp
 0x00000000004004ee  main+1  mov    %rsp,%rbp
!0x00000000004004f1  main+4  movl   $0x539,-0x4(%rbp)

左列的内存地址是什么意思，为什么每条指令在下一个地址“之间”都是可变宽度的？
第二列是什么意思？

─── Registers ───────────────────────
rax 0x00000000004004ed         
rbx 0x0000000000000000      
rcx 0x0000000000000000

寄存器旁边的值是它的内存位置，还是注册表中包含的值？

─── Stack ───────────────────
[0] from 0x000000000040058c in main+47 at main.c:7

这一行告诉我们什么：堆栈是否从内存地址0x000000000040058c 开始，main+47 指的是什么？

【问题讨论】：

标签： c debugging assembly gdb stack

【解决方案1】：

左列的内存地址是什么意思，为什么是每条指令在下一个地址之间都有一个可变宽度“之间”？

x86 机器码指令是可变长度的。所以有些指令占用一个字节，而例如 movabs $0x12345678abcdef, %rax 占用 10 个字节。硬限制是 15 个字节，但只有用冗余前缀有意填充才能一直到 15。

许多其他架构都是 RISC 并且具有固定宽度的指令。

第二列是什么意思？

它告诉你符号main 的相对地址。请注意，内存中的实际位置不是在编译时分配的。

（编者注：这不是 PIE 可执行文件，因此绝对地址实际上是在链接时设置的。我们可以知道，因为地址是地址空间的低 32 位中的0x00400...，不是0x55555555....)

寄存器旁边的值是它的内存位置，还是值包含在注册表中？

寄存器不存储在内存中（罕见的架构除外）；寄存器没有地址，是与内存分开的空间。它也没有显示恰好持有有效地址的寄存器指向的值。

显示的值是电阻器本身的值。请注意rbx 和rcx 都显示0x0。

这一行告诉我们什么：堆栈是否从内存地址开始 0x000000000040058c，main+47指的是什么？

（编者注：这部分是错误的，但我不确定用其他东西替换它到底是什么。但 0x40058c 绝对不是 RSP 的合理值。main+47 是 @ 内部某处的代码地址987654329@，和 GDB 一样symbol+number)。

这是堆栈的位置。你的代码很小，所以main 只占用少于 48 个地址的空间。请注意，内存通常是按块分配的，因此堆栈不会出现在 main+7 或紧跟在 movl 指令之后的任何位置。

【讨论】：

谢谢 -- 你能否澄清你的意思：Note that memory is normally allocated in blocks, so the stack would not appear at main+7, or whatever immediately follows the movl instruction.
最后，最后一件事。为什么栈的内存地址会随着指令的执行而变化（栈地址一直向下移动到当前执行的asm指令之后的位置）。
内存管理器必须跟踪分配的内存和可用的内存。逐个字节地这样做是非常低效的。所以内存管理器分配更大的块（大小取决于系统），一旦你需要比块大小多一个字节，你就会得到一个全新的块。任何其他内存请求（堆栈、堆、另一个任务等）都从另一个块的开头开始。至于栈的移动：当你调用时，创建一个动态变量等等，东西都被压入栈中，栈指针也随之移动。
@TagC198：这个答案的最后一部分是错误的； main+47 与 main 可能使用的堆栈空间无关。 Main 的机器码大小至少为 48 字节，因为 main+47 是 main 的一部分。另请注意，如果 GCC 打算通过移动 RSP 在 main() 内分配堆栈空间，它可能会在将 0x539 存储到 RSP 以下的内存之前使用 sub $something, %rsp 这样做。（x86-64 System V ABI 在 RSP 下方定义了一个 128 字节的红色区域，代码可以安全地使用它，而不会被信号处理程序或 w/e 异步破坏。）

【解决方案2】：

@daShier 的回答大部分是正确的，但关于这部分是完全错误的：

这一行告诉我们什么：堆栈是否从内存地址开始 0x000000000040058c，main+47指的是什么？

我认为这是堆栈上的一个 qword 值（由 RSP 指向）。它可能是 main 的返回地址，或者可能只是 main 推送它时 RBP 中的一个值。

（但是返回地址是合理的：main 开始于0x4004ed 离0x40058c 不远）。

main + 47 = 0x40051c是main里面的代码地址，对应main.c第7行的C源码。 (main.c:7)。 symbol+number 是 GDB 以人类可读的方式打印地址的方式，相对于它们上方最接近的符号。即他们在什么功能。 ; 我认为这是您在复制/粘贴时停止的断点。它告诉你现在执行在哪里。或者是在何时拍摄堆栈上的数据快照。

我不确定您是如何让 GDB 打印该堆栈转储的。它与info stack 或backtrace 的格式略有不同。 TUI 模式layout reg 或任何其他布局不包括堆栈窗格。

但无论如何，0x000000000040058c 肯定不是堆栈地址；它与main 在同一个4kiB 虚拟内存页面中，所以它在.text 部分中。（事实上，它只比main + 47 多了 0x70 个字节）。该虚拟页面将是可执行且不可写的。

RSP（堆栈指针）值类似于0x7ffff7fd4100，靠近虚拟地址空间的低 48 位顶部。（x86-64 上虚拟地址空间的可用（规范）部分的用户空间部分的顶部）。

正如我所说，main+47 只是main 中的一个代码地址。它与 47 或 48 字节的堆栈空间无关。

【讨论】：

"我认为这是堆栈上的一个 qword 值" -- 它是当前帧中的 current $pc（程序在行 main.c:7 停止） .如果程序在 main 调用的函数中停止，将会有更多级别。
@EmployedRussian：但不是现在的$pcmain+47吗？根据我的数学是0x40051c，而不是0x40058c。您是指当前函数的堆栈帧中的当前返回地址吗？
反汇编（&main == 4004ed）和堆栈（&main + 47 == 40058c 暗示&main == 0x40055d）是在不同时间记录的，并且可能用于不同的程序。您可以判断，因为反汇编显示!0x00000000004004f1 为当前指令（由! 表示），并且无法位于main+4 并且在main 中也有返回地址。
@EmployedRussian 哦，很好看。那么，这是一个非常令人困惑/误导的问题！所以它可能只是一个回溯。