如何使用 GDB 创建测试脚本

Question

我有一组输入，我想用它们来测试我的程序，看看哪些输入会遇到断点。我想创建一个脚本来一一测试这些输入，如果它遇到断点，打印或将结果保存到文件中。 请让我知道它是否可能，如果是，我该怎么做。谢谢。

Answer 1

我不确定我是否完全理解您的要求。但如果我理解正确，你想写一个程序：

• 启动另一个程序
• 将一些预定义的输入传递给其他程序
• 检查是否命中了其他程序中的某个断点

我不知道这是否可以使用gdb，但可以编写自己的调试器：

• 使用fork和exec函数之一（如execlp）启动要测试的程序
• 在exec 函数调用之前ptrace(PTRACE_TRACEME,0,0,0)
• 致电waitpid；如果exec 成功，程序将立即停止。 waitpid 返回的“状态码”（第二个参数）将为 0x57F（假设是 x86 CPU）。
• 如果waitpid 返回另一个退出代码，exec 失败，您无法继续。
• 使用ptrace(PTRACE_PEEKTEXT,...) 和ptrace(PTRACE_POKETEXT,...) 修改程序：通过用“断点”指令替换该地址处的指令（在x86 CPU 上：int3，即字节@987654335 @)
  这意味着：
  您必须知道断点的地址（而不是行号），并使用ptrace() 将0xCC 写入每个地址。 因为PTRACE_POKETEXT一次只能修改4个字节（x86_32）或8个字节（x86_64），你首先要使用PTRACE_PEEKTEXT读取这4个或8个字节的旧值，修改4个或8个字节中的1个并写入所有4 或 8 个字节。
• 如果您的程序并不总是加载到相同的地址（由于 ASLR 等），您可以读取程序计数器（使用 PTRACE_PEEKUSER）：它应该是程序入口点的（实际）地址。
• 调用ptrace(PTRACE_CONT,pid,0,0)启动正在测试的程序
• 调用waitpid等待程序停止或退出
• 如果waitpid 返回 0x57F 作为“状态码”，则您处于断点中。您现在可以使用kill(pid, SIGKILL) 来停止您的程序。
• 您可以使用PTRACE_PEEKUSER 来检查程序计数器的值（x86-64 上的rip），以便知道哪个断点被命中。注意，程序计数器可能是断点的地址加1，所以如果0x12340000地址处的断点被命中，rip可能是0x12340001。
• 如果waitpid返回低字节为0x7F的任何其他值，则程序引发异常。您应该使用kill(pid,SIGKILL) 最终阻止它。
• 否则（如果waitpid返回的低字节不是0x7F），程序已经结束，没有引发异常，也没有遇到任何断点。

这里有一些示例代码：

int pid, code;
long tmpLong;

pid=fork();

if(!pid)
{
    ptrace(PTRACE_TRACEME,0,0,0);
    execlp("program_to_be_tested","program_to_be_tested",NULL);
    exit(123);
}

waitpid(pid,&code,0);

if(code!=0x57F)
{
    /* Starting the program failed ... */
}
else
{
    /* Set breakpoints - here assuming x86-64 */
    tmpLong=ptrace(PTRACE_PEEKDATA,pid,(void *)(address&~7),0);
    ((char *)&tmpLong)[address&7]=0xCC;
    ptrace(PTRACE_POKEDATA,pid,(void *)(address&~7),(void *)tmpLong);

    /* Continue the program */
    ptrace(PTRACE_CONT,pid,0,0);
    waitpid(pid,&code,0);
    if((code&0xFF)!=0x7F)
    {
        /* Program did not hit a breakpoint
         * and did not cause an exception */
    }
    else if(code==0x57F)
    {
        /* Breakpoint hit */
        kill(pid,SIGKILL);
    }
    else
    {
        /* Program caused an exception */
        kill(pid,SIGKILL);
    }
}

要将输入传递给您的程序，您有两种可能的选择：

• 多次运行调试器：

  echo "Input to be tested" | ./myDebugger
  

  因为您的调试器不从 STDIN 读取，所以输入将被传递给要测试的程序。

• 创建子进程时使用pipe和dup2：

  ...
  pipe(pipes);
  pid=fork();
  if(!pid)
  {
      dup2(pipes[0],0);
      close(pipes[0]);
      close(pipes[1]);
      ...
  }
  close(pipes[0]);
  write(pipes[1],"Input to be sent to program", ...);
  ...