【C/C++】无符号调试：GDB解栈实战指南

无符号调试：GDB解栈实战指南

当可执行文件或共享库（.so）缺乏调试符号时，GDB 无法直接显示函数名和源代码行号。

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1 生成并加载 Core Dump

1. 允许生成 Core Dump

   ulimit -c unlimited  # 解除 core 文件大小限制
   

2. 运行程序并触发崩溃

   ./your_program  # 程序崩溃后生成 core 文件（如 core.1234）
   

3. 启动 GDB 并加载 Core 文件

   gdb ./your_program core.1234
   

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2 查看原始堆栈信息（地址形式）

1. 获取崩溃时的堆栈

   (gdb) bt
   # 示例输出：
   #0  0x00007ffff7e6a1a5 in ?? ()
   #1  0x000055555555517d in ?? ()
   #2  0x00007ffff7de9083 in ?? ()
   #3  0x0000000000000000 in ?? ()
   

   • 显示的是内存地址而非函数名。

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3 确认加载的共享库地址范围

1. 列出所有加载的共享库及其地址

   (gdb) info sharedlibrary
   # 示例输出：
   From                To                  Syms Read   Shared Object Library
   0x00007ffff7fd0100  0x00007ffff7ff26a4  Yes         /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
   0x00007ffff7e00000  0x00007ffff7e8d5d0  No          /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
   

   • No 表示该库未加载符号。

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4 手动转换地址为函数名

1. 使用 info symbol 命令

   (gdb) info symbol 0x00007ffff7e6a1a5
   # 示例输出：
   _dl_signal_exception + 21 in section .text of /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
   

   • 若地址属于系统库（如 libc、ld），可能自动解析为符号。

2. 使用 addr2line 工具（需对应带符号的二进制）

   addr2line -e ./your_program 0x55555555517d  # 转换程序内地址
   addr2line -e /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 0x7ffff7e6a1a5  # 转换库地址
   

   • 输出示例：/path/to/source.c:42（需有符号文件）。

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5 反汇编关键代码段

1. 反汇编崩溃点附近的代码

   (gdb) disassemble 0x000055555555517d
   # 示例输出：
   Dump of assembler code for function _start:0x000055555555517d:  mov    %rsp,%rdi0x0000555555555180:  callq  0x555555555040
   

   • 通过汇编指令推测代码逻辑（如 callq 调用函数）。

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6 加载外部符号文件（如有）

1. 手动加载符号文件到 GDB

   (gdb) add-symbol-file /path/to/with_symbols/your_program 0x555555555000
   # 0x555555555000 为程序基地址（通过 `info file` 获取）
   

2. 加载系统库的调试符号
   • 安装调试符号包（如 Ubuntu）：

     sudo apt install libc6-dbg
     

   • GDB 会自动加载符号。

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7 结合系统库文档分析

1. 识别常见系统函数
   • 如 0x7ffff7e6a1a5 属于 libc，可能是 malloc、free 等函数。
2. 查阅库函数的行为
   • 例如，malloc 失败可能返回 NULL，解引用导致崩溃。

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8 示例：定位空指针崩溃

1. 崩溃堆栈

   #0  0x00007ffff7e6a1a5 in ?? ()
   #1  0x000055555555517d in ?? ()
   

2. 分析地址归属

   • 0x000055555555517d 属于可执行文件。
   • 0x00007ffff7e6a1a5 属于 libc.so.6。

3. 反汇编可执行文件地址

   (gdb) disassemble 0x000055555555517d
   # 输出：
   0x000055555555517d: callq 0x555555555040  # 调用某个函数
   

   • 假设 0x555555555040 是 malloc，需检查返回值是否为 NULL。

4. 检查 libc 函数

   (gdb) info symbol 0x00007ffff7e6a1a5
   # 输出：
   malloc + 123 in section .text of /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
   

   • 确认 malloc 是否返回 NULL。

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9 工具链补充

1. 使用 objdump 反汇编二进制

   objdump -d ./your_program > disassembly.txt
   

   • 全文反汇编，搜索关键地址。

2. 结合 nm 查看符号表

   nm -D ./your_program  # 显示动态符号表（需未剥离）
   

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10 总结

• 核心思路：通过地址归属分析、反汇编和外部工具转换，结合系统库文档推断问题。
• 关键步骤：
  1. 生成并分析 Core Dump。
  2. 使用 info sharedlibrary 确认库地址。
  3. 利用 addr2line 或 objdump 转换地址。
  4. 反汇编代码段，结合系统函数行为分析。
• 适用场景：生产环境调试、第三方库问题追踪。