全面剖析 LLDB 调试器

时间:2021-7-21 作者:qvyue

一般我们在写代码的时候,运行和调试使用的都是Xcode,但是要想通过这种方式调试程序,我们必须要有程序的源代码才可以。如果想要动态调试手机上安装的别人的项目,就无法采用这种方式了,因为我们拿不到别人的源码,所以通常采用终端的方式来进行调试,而所用到的调试器 LLDB 是今天要讨论的重点。

一、动态调试

1. 什么是动态调试

首先来了解一下动态调试的概念(此处可理解为废话🙂,不需要看的小伙伴可以直接跳过)
将程序运行起来,通过打印输出日志、下断点等方式查看程序的各个函数调用环境和流程的过程,称之为动态调试

2. 动态调试的原理

Xcode是Mac电脑上的开发工具,之所以能够通过LLDB调试器调试iPhone手机上的程序,其实主要起作用的是一个叫做debugserver的东西。可以把 debugserver 简单理解成中间桥梁,连通着电脑上的Xcode和手机上的应用程序。

实际上,Xcode内置的的调试器LLDB,会在手机第一次进行真机调试的时候自动安装debugserver。前面已经说过,Xcode调试存在局限性,所以采用终端的方式进行程序调试。LLDB会将终端命令传送给debugserver(这里可以理解成debugserver是用来监听 LLDB传出的指令的),debugserver接收到指令后,会执行到App上。App执行这些调试指令后,会将反馈信息交给debugserver,debugserver再将信息反馈给LLDB 调试器。

3. debugserver环境搭建
  • 最开始存放在Mac电脑的Xcode里面
    存储位置: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/De
    viceSupport/13.4/DeveloperDiskImage.dmg/usr/bin/debugserver
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Mac上的debugserver.png
  • 当Xcode识别到iPhone设备时,会自动将debugserver安装到这个手机上
    存储位置: /Developer/usr/bin/debugserver
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iPhone上的debugserver.png
  • 默认情况下,/Developer/usr/bin/debugserver 只能调试通过Xcode安装的App,无法调试其他App,比如像从App Store下载的就不行,因为没有权限。
    所以如果想要调试其他App,就需要对debugserver进行重新签名,加上2个调试相关的权限(当然如果你加更多也没有问题、比如你把SpringBoard的权限赋给它也OK的,看个人需求,毕竟、你开心就好嘛😁)
get-task-allow
task_for_pid-allow
给 debugserver 添加权限
  • 首先你要知道,iPhone上的 /Developer 目录是只读的,根本无法直接对其子目录下的文件进行签名,需要先把 debugserver 复制到Mac上,直接拽出来就行(请原谅我的粗暴😅)
  • 通过ldid -e命令导出文件原来的签名权限
ldid -e debugserver > debugserver.entitilements 

导出的 debugserver.entitilements 文件,其实就是 plist(XML) 文件,直接用Xcode打开,长这样🔽

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debugserver的原始权限信息.png
  • 给 debugserver.entitilements 晚间加上get-task-allowtask_for_pid-allow权限。手动添加就行,别告诉我不会啊😹。。。
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debugserver的新权限信息.png
  • 通过 ldid -S 命令重新签名
ldid -Sdebugserver.entitilements debugserver

当然这里也可以使用codesign给权限签名,还是那句话,只要你开心😁

// 步骤一:查看权限信息
$ codesign -d --entitlements - debugserver
// 步骤二:签名权限
$ codesign -f -s - --entitlements debugserver.entitlements debugserver
//  步骤二:签名权限的简写
$ codesign -fs- --entitlements debugserver.entitlements debugserver
  • 前面说过,iPhone上的 /Developer 目录是只读的,所以已经签好权限的 debugserver 想回是回不去了💔。那我们想登录到手机后、在终端直接使用 debugserver,是不是就没有办法了呢?
    当然有办法,直接放到手机的 /usr/bin 目录下,不就可以了嘛!

  • 在Mac终端登录到手机root用户(如果有问题,看这里→Mac远程登录到iPhone),在终端敲命令就会发现还有一个问题…

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debugserver被拒绝.png

原来是没有执行权限,简单,加上就好了。
chmod +x /usr/bin/debugserver

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debugserver添加执行权限.png
给 debugserver 附加进程

到这里为止,我们的准备工作已经就绪了,接下来就是干实事的时候了:让 debugserver 附加到某个App进程。

//debugserver *:端口号 -a 进程
debugserver *:10011 -a WeChat

*:端口号:使用iPhone的某个端口启动debugserver服务,只要不是保留端口号就行
-a 进程:输入App的进程信息,进程ID或者进程名称

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debugserver附加进程.png
4. LLDB 远程连接 debugserver
  • 在Mac上启动LLDB
    lldb

  • 连接 debugserver 服务
    process connect connect://手机号IP地址: debugserver服务的端口号
    一旦连接成功,就相当于打了个断点,App的进程就会处于暂停状态,不会继续往下走,需要🔽

  • 使用LLDB的c命令让程序先继续运行
    c

  • 接下来就可以使用LLDB命令调试App

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连接调试.png

二、LLDB常用指令

具体指令格式就不说了(反正说了你也记不住😏)直接来点平常用的到的。

  • help
    查看指令的用法。
    通常我们记不住的指令,都可以通过help来查看具体使用。比如help breakpointhelp breakpoint set之类的
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help指令.png
  • expression —
    执行表达式。
    expression -- 可以简写为p,效果一样的;
    expression -O --可以简写为po,效果也是一样的。
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expression指令.png
  • thread backtrace
    打印线程的堆栈信息。
    thread backtrace 可以简写为bt,效果一样的。
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thread backtrace指令.png
  • thread return
    让函数直接返回,不会执行断点后面的代码。

  • thread continue
    程序继续运行。
    thread continue 可以简写为c,效果一样的。

  • thread step-out
    直接执行完当前函数的所有代码,返回到上一级函数。
    thread step-in 可以简写为finish,效果一样的。

  • thread step-over
    程序源码级别的单步运行,把内部子函数当做整体一步执行完。
    thread step-over 可以简写为n(next),效果一样的。

  • thread step-in
    程序源码级别的单步运行,遇到内部子函数会进入子函数,在子函数单步往下走。
    thread step-in 可以简写为s,效果一样的。

  • thread step-inst-over
    程序汇编指令级别的单步运行,把内部子函数当做整体一步执行完。
    thread step-inst-over 可以简写为ni,效果一样的。

  • thread step-inst
    程序汇编指令级别的单步运行,遇到内部子函数会进入子函数,在子函数单步往下走。
    thread step-inst 可以简写为si,效果一样的。

  • frame variable
    打印当前栈帧的变量。

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frame variable指令.png
  • breakpoint set
    设置断点。

    • breakpoint set -a 函数地址
    • breakpoint set -n 函数名
    • breakpoint set -r 正则表达式
    • breakpoint set -s 动态库 -n 函数名
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breakpoint set指令.png
  • breakpoint list
    列出所有的断点,每个断点都有自己的编号。

    • breakpoint disable 断点编号: 表示禁用断点
    • breakpoint enable 断点编号: 表示启用断点
    • breakpoint delete 断点编号: 表示删除断点
    • breakpoint delete: 表示删除所有断点
    • breakpoint command add 断点编号: 表示给断点提前设置将要执行的命令,当触发到该断点时,就会按顺序执行
    • breakpoint command list 断点编号: 表示查看某个断点设置的命令
    • breakpoint command delete 断点编号: 表示删除某个断点设置的命令
  • watchpoint
    内存断点,在内存数据发生改变的时候触发。

    • watchpoint set variable 变量
    • watchpoint set expression 地址
    • watchpoint list
    • watchpoint disable 断点编号
    • watchpoint enable 断点编号
    • watchpoint delete 断点编号
    • watchpoint command add 断点编号
    • watchpoint command list 断点编号
    • watchpoint delete 断点编号
    • watchpoint delete
  • image
    模块相关。

    • image lookup -t 类型:表示查找某个类型的信息
    • image lookup -a 地址:表示根据内存地址查找在模块中的位置
    • image lookup -n 符号或者函数名:表示查找某个符号或者函数名的位置
    • image list:表示列出所有加载的模块信息
    • image list -o -f:表示打印出模块的偏移地址、全路径
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image lookup指令.png
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