本文同时发表在 https://github.com/zhangyachen/zhangyachen.github.io/issues/134
之前在看汇编的时候一直是肉眼看GCC -S的结果，缺点是很不直观，无法实时的看到寄存器的值，所以研究了下如何用GDB调试汇编。当然，写这篇文章更重要的一个目的是半年没有写博客了，博客要长草了。^_^
我调试汇编的需求有几点：
- 能够单步进行汇编调试。
- 能够实时看到寄存器值的变化。
- 能够看到源代码和对应汇编的关系。
下面分享下用GDB实现上面的3点需求：
单步进行汇编调试
使用si和ni。与s与n的区别在于：s与n是C语言级别的单步调试，si与ni是汇编级别的单步调试。
能够实时看到寄存器值的变化。
使用gdb时增加-tui选项，打开gdb后运行layout regs命令。注意最好加上-tui，否则很大可能会出现花屏现象。
能够看到源代码和对应汇编的关系
在gdb中运行set disassemble-next-line on，表示自动反汇编后面要执行的代码。
可以清晰的看出int c=sum(x,y);与下面红框内的汇编指令成对应关系。
如果大家不想用这么原始的方式，可以给GDB安装插件或者使用emacs达到上面的目的，推荐两篇文章：
最后以一个小例子结束：
int sum(int x,int y){
return x+y;
}
int main(){
int x=10;
int y=20;
int c=sum(x,y);
return 0;
}
gcc版本4.4.7，默认的优化选项。
我们单步调试下这段代码对应的汇编：
设置断点
注意如果想要把断点设置在汇编指令层次函数的开头，应该使用b *fun而不是b func，这里我们把断点设置在b *main
分配栈帧
0x0000000000400489 <main+0>: 55 push %rbp
0x000000000040048a <main+1>: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
0x000000000040048d <main+4>: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
%rbp和%rsp表示的是当前栈帧的栈底和栈顶。其中%rbp是被调用者需要保存的寄存器。sub $0x10,%rsp表示为main函数分配栈帧空间。
注意这里分配了16字节的栈空间，会有4字节用不上，我个人猜测跟gcc汇编产生的cfi_def_cfa_offset 16有关，这个没有深究。
int x=10
0x0000000000400491 <main+8>: c7 45 f4 0a 00 00 00 movl $0xa,-0xc(%rbp)
将x的值放到栈中
int y=20
0x0000000000400498 <main+15>: c7 45 f8 14 00 00 00 movl $0x14,-0x8(%rbp)
将y的值放到栈中
sum函数调用
0x000000000040049f <main+22>: 8b 55 f8 mov -0x8(%rbp),%edx
0x00000000004004a2 <main+25>: 8b 45 f4 mov -0xc(%rbp),%eax
0x00000000004004a5 <main+28>: 89 d6 mov %edx,%esi
0x00000000004004a7 <main+30>: 89 c7 mov %eax,%edi
0x00000000004004a9 <main+32>: e8 c6 ff ff ff callq 0x400474 <sum>
将x与y分别赋值到%esi和%edi中，其中%edi和%esi被规定用来传递函数的第一个和第二个参数。（一个疑问是为什么不能直接mov -0x8(%rbp),%esi呢？）
callq会将下一条指令的地址压入栈中，并跳到sum函数的第一条指令。
进入sum函数
0x0000000000400474 <sum+0>: 55 push %rbp
0x0000000000400475 <sum+1>: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
0x0000000000400478 <sum+4>: 89 7d fc mov %edi,-0x4(%rbp)
0x000000000040047b <sum+7>: 89 75 f8 mov %esi,-0x8(%rbp)
同main函数一样，首先将%rbp保存，然后从%edi和%esi中取出函数参数。
求和
0x000000000040047e <sum+10>: 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%eax
0x0000000000400481 <sum+13>: 8b 55 fc mov -0x4(%rbp),%edx
0x0000000000400484 <sum+16>: 8d 04 02 lea (%rdx,%rax,1),%eax
将x和y相加，这里用到的是lea指令，关于lea指令介绍参考LEA instruction? ，这里不赘述了。
将返回值放到%eax中，%rax寄存器规定存放函数的返回值。像GO语言如果函数可以有多个返回值的话，返回值是放到栈中。
sum函数收尾
0x0000000000400487 <sum+19>: c9 leaveq
0x0000000000400488 <sum+20>: c3 retq
我们先看下现在的栈：
(这里不知道为什么没有sub xx,$rsp，我猜测是gcc发现这个最后一次函数调用，之后不会有栈的增长只会有栈的回退，所以用%rsp和%rbp的结果是一样的。简单验证了下，应该是这样)。
在函数结束时首先需要回收当前函数的栈帧、恢复保存过的寄存器、恢复%rip的值，即返回地址。
leaveq指令相当于：
mov %rbp,%rsp
pop %rbp
作用是释放(deallocate)当前函数的栈帧并恢复被保存的寄存器的值。由此我们也可以看出%rbp的作用：记住%rsp应该回退的位置，否则函数结束时%rsp不知道该回退到哪。
req指令相当于：
pop %rip
将上面保存过的callq的下一条指令地址恢复到%rip中。
接收函数返回值
0x00000000004004ae <main+37>: 89 45 fc mov %eax,-0x4(%rbp)
将%eax的值放入到main函数的栈帧中。
return 0
0x00000000004004b1 <main+40>: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
同上面sum函数一样。
main函数收尾
0x00000000004004b6 <main+45>: c9 leaveq
0x00000000004004b7 <main+46>: c3 retq
如果上面%rsp和%rbp指向同一内存区域看起来不太直观的话，看下现在main函数即将结束时的栈空间：
同上面sum函数的解释一样，不再赘述。
程序运行成功退出。
朋友们可以关注下我的公众号，获得最及时的更新：
