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文章目录
- 背景介绍
- 问题举例
- 技巧&解决步骤
- 思考
- 参考资料
背景介绍
GDB不仅可以用来调试程序，还可以直接修改被调试程序的二进制文件。这种方式相比于改源码重新编译、gdb attach有什么优势呢？考虑以下企业生产环境中的几个调试场景：
- 需要修改的二进制文件是其他领域的，你没有源码和编译工程，让相关领域出调试对接件比较费时，但你只想临时改一行别人的代码，几分钟内完成验证。
- 调试环境上，使用gdb attach进程方式有困难：
- 被调试的服务（进程）没有启动断点(可定位性很差)，或者gdb手动拉起的方法非常复杂，等服务正常启动后再attach已经赶不上打断点的时机。
- 长时间gdb挂住业务进程导致触发丢心跳复位。
- 你不确定修改的二进制文件同时被几个进程加载，但你诉求很明确，就是直接改文件，对所有进程生效。
以下举一个简单的例子，介绍GDB修改程序二进制文件的技巧：
问题举例
有一个需修改的二进制文件，C码如下：
int main() {int grade = 65;if (grade <= 60) { // 这里写错了，需要修改成 >= 60及格printf("pass\n");} else {printf("fail\n");}return 0;
}
程序执行结果如下：
# gcc main.c -o main && ./main
fail
【问题】这里需要将grade <= 60 要改成 grade > 60。只通过GDB修改二进制文件的方式怎么实现？
技巧&解决步骤
1、缺省情况下，gdb是以只读方式加载程序的。需要先通过命令行指定加载方式为可写，再通过file命令加载二进制文件：
(gdb) set write on
(gdb) show write
Writing into executable and core files is on.
(gdb) file main
Reading symbols from main...(no debugging symbols found)...done.
2、结合C码和汇编代码，定位出需修改的汇编指令：
(gdb) disassemble /mr main
Dump of assembler code for function main:0x0000000000001135 <+0>: 55 push %rbp0x0000000000001136 <+1>: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp0x0000000000001139 <+4>: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp0x000000000000113d <+8>: c7 45 fc 41 00 00 00 movl $0x41,-0x4(%rbp)0x0000000000001144 <+15>: 83 7d fc 3c cmpl $0x3c,-0x4(%rbp) # 0x3c = 60, 对应C码：grade <= 600x0000000000001148 <+19>: 7f 0e jg 0x1158 <main+35>0x000000000000114a <+21>: 48 8d 3d b3 0e 00 00 lea 0xeb3(%rip),%rdi # 0x20040x0000000000001151 <+28>: e8 da fe ff ff callq 0x1030 <puts@plt>0x0000000000001156 <+33>: eb 0c jmp 0x1164 <main+47>0x0000000000001158 <+35>: 48 8d 3d aa 0e 00 00 lea 0xeaa(%rip),%rdi # 0x20090x000000000000115f <+42>: e8 cc fe ff ff callq 0x1030 <puts@plt>0x0000000000001164 <+47>: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax0x0000000000001169 <+52>: c9 leaveq0x000000000000116a <+53>: c3 retq不难发现， if (grade <= 60) 对应的指令为：0x1148 <+19>: 7f 0e jg 0x1158 <main+35>， 这里只需要将jg指令改jle指令即可。
3、jg, jle指令格式参考指令集手册，如下：
所以只需要将 7f 0e 改成7e 0e即可。
4、修改二进制代码（注意大小端和指令长度），用gdb的set命令修改地址处的内容，方法如下：
(gdb) disassemble /mr main
Dump of assembler code for function main:...0x0000000000001148 <+19>: 7f 0e jg 0x1158 <main+35>...
(gdb) set *(short *)0x1148 = 0xe7e (指令长度为2个字节，这里是小端序)
(gdb) disassemble /mr main
Dump of assembler code for function main:...0x0000000000001148 <+19>: 7e 0e jle 0x1158 <main+35>...
End of assembler dump.
退出gdb, 执行main程序输出pass，说明修改生效：
# ./main
pass
思考
如果改成70分以上及格，如何修改？如果是aarch64格式的二进制呢？
注意：涉及到立即数的修改，x86_64和aarch64差异很大。aarch64中不同的汇编指令，对立即数的存储方式和表示范围都不同，具体操作时需查询对应的指令集手册。
参考资料
【1】《100个gdb小技巧》
【2】《ARM Architecture Reference Manual, for ARMv8-A architecture profile》
【3】《64-ia-32-architectures-software-developer-vol-2a-manual》