GDB 汇编输出——无优化模式

算术程序

让我们以一种在 C 和 C++ 中都能正常工作的形式重写我们的算术程序。对应的汇编语言指令已写在注释中：

1int a, b;
2int main(int argc, char* argv[])
3{
4   // 将值赋给变量 a 和 b
5   a = 1;        // movl $1, a
6   b = 1;        // movl $1, b
7   // 将 b 和 a 相加，结果存入变量 b
8   b = b + a;    // mov a, %eax
9                 // mov b, %edx
10                 // add %edx, %eax
11                 // mov %eax, b
12   // 将变量 a 的值加一
13   ++a;          // mov a, %eax
14                 // add $1, %eax
15                 // mov %eax, a
16   // 将 a 与 b 相乘，结果存入 b
17   b = b * a;    // mov b, %edx
18                 // mov a, %eax
19                 // imul %edx, %eax
20                 // mov %eax, b
21
22                 // 结果：(a) = 2 且 (b) = 4
23   // 返回 0 表示程序成功执行
24   return 0;
25}

无优化模式下的反汇编

在调试过程中，如果能不进行代码优化地重新编译，会更容易跟踪程序的运行进度。初始化 GDB 环境的步骤如下：

注意：你可以在本课末尾提供的编程沙箱中练习所有命令。

让我们以无优化模式（默认）进行编译和链接：

1gcc ArithmeticProjectC.cpp -o ArithmeticProjectC

这将生成一个可执行二进制文件，我们可以将其加载到 GDB 中检查汇编代码。

首先，使用程序作为参数运行 GDB：

1gdb ./ArithmeticProjectC

执行上述命令后，输出应如下所示：

接下来，我们在 C++ 的 main 函数中设置一个 breakpoint。这将在该点暂停程序执行，使我们有机会检查内存和寄存器。可以使用符号名或函数名（如 main）代替代码的内存地址：

1break main

在 GDB 环境中执行 break main 后，我们会得到如下结果：

在启动调试程序之前，GDB 必须禁用 Linux 内核的地址空间随机化，以避免相同内存地址被重新分配。以下命令用于关闭此功能：

1set disable-randomization off

然后执行（run）程序。程序将在之前设置的断点处停止：

1run

我们可以预期得到如下结果：

现在我们使用 disass 反汇编 main 函数：

1disass main

我们可以观察到如下输出：

现在我们重复显示与我们的 C++ 代码相对应的部分反汇编输出：

我们可以直接将其转换为原始汇编代码，并在注释中添加相应的伪代码：

1movl $1, a        # 1 -> (a)
2movl $1, b        # 1 -> (b)
3mov  b, %edx      # (b) + (a) -> (b)
4mov  a, %eax
5add  %edx, %eax
6mov  %eax, b
7mov  a, %eax      # (a) + 1 -> (a)
8add  $1, %eax
9mov  %eax, a
10mov  b, %edx      # (b) * (a) -> (b)
11mov  a, %eax
12imul %edx, %eax
13mov  %eax, b

现在我们可以退出 GDB：

1q

输入此命令后，将得到如下输出：

命令总结

在本课中，我们学习了如何在不进行代码优化的情况下运行程序。为此，我们需要按以下顺序执行命令。

1. 编译和链接程序的命令：

1gcc ArithmeticProjectC.cpp -o ArithmeticProjectC

1. 启动 gdb 并加载程序的命令：

1gdb ./ArithmeticProjectC

1. 在程序中插入断点的命令：

1break main

1. 禁用程序地址空间随机化的命令：

1set disable-randomization off

1. 执行程序的命令：

1run

1. 反汇编程序的命令：

1disass main

1. 退出当前函数的命令：

1finish

1. 继续函数执行的命令：

1c

1. 函数执行完成后，退出 GDB 环境：

1q

自行尝试

现在轮到你实践上述命令，查看 GDB 的反汇编输出。点击“运行”按钮，执行摘要中提到的命令。