全面剖析 LLDB 调试器

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

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

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🔽

debugserver的原始权限信息.png

• 给 debugserver.entitilements 晚间加上get-task-allow和task_for_pid-allow权限。手动添加就行，别告诉我不会啊😹。。。

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...

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

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

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

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 breakpoint、help breakpoint set之类的

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。

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。

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。

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

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

image lookup指令.png