在這週，我發現我可以從 gdb 上呼叫 c 函式。這看起來很酷，因為在過去我認為 gdb 最多只是乙個唯讀除錯工具。
我對 gdb 能夠呼叫函式感到很吃驚。正如往常所做的那樣，我在 twitter 上詢問這是如何工作的。我得到了大量的有用答案。我最喜歡的答案是 evan klitzke 的示例 c **，它展示了 gdb 如何呼叫函式。**能夠執行，這很令人激動！
我（通過一些跟蹤和實驗）認為那個示例 c **和 gdb 實際上如何呼叫函式不同。因此，在這篇文章中，我將會闡述 gdb 是如何呼叫函式的，以及我是如何知道的。
關於 gdb 如何呼叫函式，還有許多我不知道的事情，並且，在這兒我寫的內容有可能是錯誤的。
從 gdb 中呼叫 c 函式意味著什麼？
在開始講解這是如何工作之前，我先快速的談論一下我是如何發現這件令人驚訝的事情的。
假如，你已經在執行乙個 c 程式（目標程式）。你可以執行程式中的乙個函式，只需要像下面這樣做：
暫停程式（因為它已經在執行中）
找到你想呼叫的函式的位址（使用符號表）
使程式（目標程式）跳轉到那個位址
當函式返回時，恢復之前的指令指標和暫存器
通過符號表來找到想要呼叫的函式的位址非常容易。下面是一段非常簡單但能夠工作的**，我在 linux 上使用這段**作為例子來講解如何找到位址。這段**使用 elf crate。如果我想找到 pid 為 2345 的程序中的 foo 函式的位址，那麼我可以執行 elf_symbol_value("/proc/2345/exe", "foo")。
fn elf_symbol_value(file_name: &str, symbol_name: &str) -> result>
}}none.ok_or("no symbol found")?這並不能夠真的發揮作用，你還需要找到檔案的記憶體對映，並將符號偏移量加到檔案對映的起始位置。找到記憶體對映並不困難，它位於 /proc/pid/maps 中。
總之，找到想要呼叫的函式位址對我來說很直接，但是其餘部分（改變指令指標，恢復暫存器等）看起來就不這麼明顯了。
你不能僅僅進行跳轉
我已經說過，你不能夠僅僅找到你想要執行的那個函式位址，然後跳轉到那兒。我在 gdb 中嘗試過那樣做（jump foo），然後程式出現了段錯誤。毫無意義。
如何從 gdb 中呼叫 c 函式
首先，這是可能的。我寫了乙個非常簡潔的 c 程式，它所做的事只有 sleep 1000 秒，把這個檔案命名為 test.c ：
int foo()
int main() {
sleep(1000);$ sudo gdb -p $(pgrep -f test)
(gdb) p foo()
$1 = 3
(gdb) quit
我執行 p foo() 然後它執行了這個函式！這非常有趣。
這有什麼用？
下面是一些可能的用途：
它使得你可以把 gdb 當成乙個 c 應答式程式（repl），這很有趣，我想對開發也會有用
在 gdb 中進行除錯的時候展示/瀏覽複雜資料結構的功能函式（感謝 @invalidop）
在程序執行時設定乙個任意的名字空間（我的同事 nelhage 對此非常驚訝）
可能還有許多我所不知道的用途
它是如何工作的
當我在 twitter 上詢問從 gdb 中呼叫函式是如何工作的時，我得到了大量有用的回答。許多答案是「你從符號表中得到了函式的位址」，但這並不是完整的答案。
有個人告訴了我兩篇關於 gdb 如何工作的系列文章：原生除錯：第一部分，原生除錯：第二部分。第一部分講述了 gdb 是如何呼叫函式的（指出了 gdb 實際上完成這件事並不簡單，但是我將會盡力）。
步驟列舉如下：
停止程序
建立乙個新的棧框（遠離真實棧）
儲存所有暫存器
設定你想要呼叫的函式的暫存器引數
設定棧指標指向新的棧框stack frame
在記憶體中某個位置放置一條陷阱指令
為陷阱指令設定返回位址
設定指令暫存器的值為你想要呼叫的函式位址
再次執行程序！
（lctt 譯註：如果將這個呼叫的函式看成乙個單獨的執行緒，gdb 實際上所做的事情就是乙個簡單的執行緒上下文切換）
我不知道 gdb 是如何完成這些所有事情的，但是今天晚上，我學到了這些所有事情中的其中幾件。
建立乙個棧框
如果你想要執行乙個 c 函式，那麼你需要乙個棧來儲存變數。你肯定不想繼續使用當前的棧。準確來說，在 gdb 呼叫函式之前（通過設定函式指標並跳轉），它需要設定棧指標到某個地方。
我認為它在當前棧的棧頂上構造了乙個新的棧框來進行呼叫！
以及你確定是這樣嗎？它應該是分配乙個偽棧，然後臨時將 sp （棧指標暫存器）的值改為那個棧的位址。你可以試一試，你可以在那兒設定乙個斷點，然後看一看棧指標暫存器的值，它是否和當前程式暫存器的值相近？
我通過 gdb 做了乙個試驗：
(gdb) p $rsp
$7 = (void *) 0x7ffea3d0bca8
(gdb) break foo
breakpoint 1 at 0x40052a
(gdb) p foo()
breakpoint 1, 0x000000000040052a in foo ()
(gdb) p $rsp
$8 = (void *) 0x7ffea3d0bc00
這看起來符合「gdb 在當前棧的棧頂構造了乙個新的棧框」這一理論。因為棧指標（$rsp）從 0x7ffea3d0bca8 變成了 0x7ffea3d0bc00 —— 棧指標從高位址往低位址長。所以 0x7ffea3d0bca8 在 0x7ffea3d0bc00 的後面。真是有趣！
所以，看起來 gdb 只是在當前棧所在位置建立了乙個新的棧框。這令我很驚訝！
gdb 如何呼叫函式？
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