17-lldb（上）调试指令

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前言

在我们日常开发中，使用XCode进行编码实现功能的时候，经常会打断点进行调试，同时配合lldb的某些指令，查看变量的信息等。本篇文章将给大家讲解下lldb的常用的调试指令，当然，不仅仅是断点相关的。

一、lldb概述

lldb（Low Lever Debug） 👉 默认内置于Xcode中的动态调试工具。标准的lldb提供了一组广泛的命令，旨在与老版本的GDB命令兼容。 除了使用标准配置外，还可以很容易地自定义lldb以满足实际需要。

lldb语法

<command> [<subcommand> [<subcommand>...]] <action> [-options [option-value]] [argument [argument...]]
  • <command>（命令）和<subcommand>（子命令） 👉 lldb调试命令的名称
  • <action> 👉 执行命令的操作
  • <options> 👉 命令选项
  • <arguement> 👉 命令的参数
  • [] 👉 表示命令是可选的，可以有也可以没有

例如👇

breakpoint set -n test

这条lldb指令所对应的参数释义👇

  • command 👉 breakpoint表示断点命令
  • action 👉 set表示设置断点
  • option 👉 -n表示根据方法name设置断点
  • arguement 👉 test表示方法名为test

二、断点

日常开发中，最常用的是断点调试。但是在逆向环境中，我们并没有第三方应用的源码，所以不可能通过在源码上直接设置断点。这种情况，只能在XCode中lldb上使用breakpoint指令设置断点，或者直接在终端进行断点设置。

案例演示

1. breakpoint指令

新建lldbDemo工程，打开ViewController.m文件，写入以下代码👇

#import "ViewController.h"

@implementation ViewController

void test1(){
   NSLog(@"3");
}

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
   NSLog(@"1");
   NSLog(@"2");
   test1();
}

@end

我们使用指令对test1下断点👇

breakpoint set -n test1

image.png 显示Breakpoint 2，说明是设置的第2个断点，第1个断点是使用Xcode在touchesBegan中对NSLog(@"1")设置的。

2. 对指定方法设置断点

还是在ViewController.m文件中，写入以下代码👇

#import "ViewController.h"

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
}

- (IBAction)save:(id)sender {
   NSLog(@"保存");
}

- (IBAction)pause:(id)sender {
   NSLog(@"暂停");
}

- (IBAction)continueGame:(id)sender {
   NSLog(@"继续");
}

@end

这是第三方App中的源码，我们当做不知道，只知道方法的名称，此时如何下断点呢？

在逆向环境中，运行第三方程序，使用暂停可进入lldb控制台，相当于Debug进程👇

image.png 我们对上面的三个方法都打上断点👇

breakpoint set -n "-[ViewController save:]" -n "-[ViewController pause:]" -n "-[ViewController continueGame:]"

image.png Breakpoint 1: 3 locations的释义👇

  • Breakpoint 1 👉 分组1
  • 3 locations 👉 分组1下设置了3个断点
breakpoint list

还可以使用breakpoint list查看断点👇

image.png 每个断点的信息都很详细。

3. 断点的禁用、启动和删除
  • 禁用断点
breakpoint disable 1

表示将分组1下的所有断点禁用👇

image.png

  • 启用断点
breakpoint enable 1

将分组1下的所有断点启用👇

image.png 也可以对单一断点禁用或启用👇

breakpoint disable 1.1

image.png

  • 删除断点
  • 删除分组1下的所有断点
breakpoint delete 1

image.png

  • 删除全部断点
breakpoint delete

image.png 很友好，还要确认一下。

不支持删除某单一断点，例如👇

breakpoint delete 4.1
-------------------------
0 breakpoints deleted; 1 breakpoint locations disabled.
4. 更多breakpoint指令

使用help breakpoint指令👇

(lldb) help breakpoint
Commands for operating on breakpoints (see 'help b' for shorthand.)

Syntax: breakpoint <subcommand> [<command-options>]

The following subcommands are supported:

      clear   -- Delete or disable breakpoints matching the specified source
                 file and line.
      command -- Commands for adding, removing and listing LLDB commands
                 executed when a breakpoint is hit.
      delete  -- Delete the specified breakpoint(s).  If no breakpoints are
                 specified, delete them all.
      disable -- Disable the specified breakpoint(s) without deleting them.  If
                 none are specified, disable all breakpoints.
      enable  -- Enable the specified disabled breakpoint(s). If no breakpoints
                 are specified, enable all of them.
      list    -- List some or all breakpoints at configurable levels of detail.
      modify  -- Modify the options on a breakpoint or set of breakpoints in
                 the executable.  If no breakpoint is specified, acts on the
                 last created breakpoint.  With the exception of -e, -d and -i,
                 passing an empty argument clears the modification.
      name    -- Commands to manage name tags for breakpoints
      read    -- Read and set the breakpoints previously saved to a file with
                 "breakpoint write".  
      set     -- Sets a breakpoint or set of breakpoints in the executable.
      write   -- Write the breakpoints listed to a file that can be read in
                 with "breakpoint read".  If given no arguments, writes all
                 breakpoints.

For more help on any particular subcommand, type 'help <command> <subcommand>'.
(lldb)

也可以了解更多选项的参数设置👇

(lldb) help breakpoint set
Sets a breakpoint or set of breakpoints in the executable.

Syntax: breakpoint set <cmd-options>

Command Options Usage:
  breakpoint set [-DHd] -l <linenum> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-u <column>] [-f <filename>] [-m <boolean>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -a <address-expression> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-N <breakpoint-name>] [-s <shlib-name>]
  breakpoint set [-DHd] -n <function-name> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-L <source-language>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -F <fullname> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-L <source-language>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -S <selector> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-L <source-language>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -M <method> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-L <source-language>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -r <regular-expression> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-L <source-language>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -b <function-name> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-L <source-language>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]
  breakpoint set [-ADHd] -p <regular-expression> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-m <boolean>] [-s <shlib-name>] [-X <function-name>]
  breakpoint set [-DHd] -E <source-language> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-N <breakpoint-name>] [-O <type-name>] [-h <boolean>] [-w <boolean>]
  breakpoint set [-DHd] -P <python-class> [-k <none>] [-v <none>] [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-N <breakpoint-name>] [-f <filename>] [-s <shlib-name>]
  breakpoint set [-DHd] -y <linespec> [-G <boolean>] [-C <command>] [-c <expr>] [-i <count>] [-o <boolean>] [-q <queue-name>] [-t <thread-id>] [-x <thread-index>] [-T <thread-name>] [-R <address>] [-N <breakpoint-name>] [-m <boolean>] [-s <shlib-name>] [-K <boolean>]

       -A ( --all-files )
            All files are searched for source pattern matches.

       -C <command> ( --command <command> )
            A command to run when the breakpoint is hit, can be provided more
            than once, the commands will get run in order left to right.

       -D ( --dummy-breakpoints )
            Act on Dummy breakpoints - i.e. breakpoints set before a file is
            provided, which prime new targets.

     // 还有很多参数，这里不一一贴出来了。
5. 对包含字符串的符号设置断点

例如 👉 使用breakpoint set -n，对touchesBegan方法设置断点👇

breakpoint set -n touchesBegan

image.png 并没有设置成功，因为完整的符号是touchesBegan:withEvent:，此时应该使用命令👇

breakpoint set -r touchesBegan:

image.png 此时就设置成功了！

还可以使用breakpoint set --selector，对项目内指定名称的selector设置断点👇

breakpoint set --selector touchesBegan:withEvent:

image.png

6. 指定文件设置断点

使用breakpoint set --file，在指定文件内设置断点👇

breakpoint set --file ViewController.m --selector touchesBegan:withEvent:

image.png 没有成功，why？因为我们的VieWController中没定义touchesBegan:withEvent:方法，我们加上该方法，再看看👇

image.png 果然成功了！

7. lldb强大的缩写功能

对包含touchesBegan的符号设置断点👇

b -r touchesBegan

image.png 查看断点的列表的简写👇

br list

disable禁用断点的简写👇

br dis 1

当然，enable启用断点的简写👇

br en 1

三、代码执行

除了使用lldb指令设置断点外，常用的还可以进行代码执行👇

  1. expression指令，用于执行代码，缩写指令为p、exp。
  2. po指令，意思是print object，用于打印对象，本质上调用了对象的description。

案例演示

1. 使用expression指令

首先，对ViewController中的touchesBegan设置断点👇

image.png

然后点击屏幕，进入断点，使用expression指令执行代码👇

expression self.view.subviews

image.png

2. 设置背景色

接着上面的调试👇

expression self.view.backgroundColor = [UIColor redColor]

image.png 报错，无法直接修改backgroundColor属性。那么，我们换一种方式，修改layer下的backgroundColor属性👇

expression self.view.layer.backgroundColor = [UIColor yellowColor].CGColor

image.png 成功！

3. 对数组追加元素

首先，打开ViewController.m文件，写入以下代码👇

#import "ViewController.h"

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age;

@end

@implementation Person

- (instancetype)initWithName:(NSString *)name age:(NSInteger)age {
    if (self = [super init]) {
        self.name = name;
        self.age = age;
    }
    return self;
}

@end

@interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSMutableArray<Person *> * models;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
   
   Person * p1 = [[Person alloc] initWithName:@"one" age:1];
   Person * p2 = [[Person alloc] initWithName:@"two" age:2];
   Person * p3 = [[Person alloc] initWithName:@"three" age:3];
    
   [self.models addObject:p1];
   [self.models addObject:p2];
   [self.models addObject:p3];
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
  NSLog(@"models：%@",self.models);
}

-(NSMutableArray<Person *> *)models {
   if (!_models) {
       _models = [NSMutableArray array];
   }
   return _models;
}

@end

然后，我们对ViewController中的touchesBegan设置断点👇

br set -f ViewController.m -r touchesBegan

接着，点击屏幕，进入touchesBegan方法的断点，追加数组元素👇

p [self.models addObject:[[Person alloc] initWithName:@"haha" age:4]]

使用c（continue）指令，继续执行👇

image.png 上图可见，输出的models数组中存储了4个对象，说明元素追加成功！

4. 修改数组中对象的属性

接着上面的案例，点击屏幕，进入touchesBegan方法的断点，获取数组的第一个元素👇

p (Person *)self.models.firstObject

image.png 其中，$0为标号，代表Person对象，可以使用。

接着，我们使用标号，修改对象name属性👇

p $0.name=@"123"

image.png 验证name属性是否修改成功👇

po self.models.firstObject

image.png

p ((Person *)0x600001ac2c40).name

image.png

5. 执行多行代码

点击屏幕，进入touchesBegan方法的断点，通过Option+Enter进行换行，在lldb控制台写入以下代码👇

p Person * $tmp = self.models.firstObject;
p $tmp.name = @"Zang";
p $tmp.age = 18;

image.png

6. 其他流程控制的指令
  • 使用c（continue）指令，继续执行（上面案例中使用过）
  • 使用n（next）指令，单步运行，将子函数当做整体一步执行
  • 使用s（step into）指令，单步运行，遇到子函数会进去

四、堆栈信息

1. 查看函数调用栈

使用bt指令，查看函数调用栈👇

image.png 其中

  • *符号 👉 指向当前的函数调用栈👇

image.png 使用up指令，查看上一个函数👇

image.png 同时*也指向上一个函数👇

image.png 同理，使用down指令，查看下一个函数

image.png 使用frame select指令，选择指定函数

frame select 10

image.png 使用上述指令，可以将断点定位到指定函数。它的作用可以查看函数的调用者，通过汇编代码分析参数的传递。但寄存器的环境并不会发生变化，数据保存的还是最后一个函数执行完毕的结果。

2. 查看方法的参数和局部变量

首先修改ViewController.m中的代码👇

#import "ViewController.h"

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
   [self lalala1:@"HAHA"];
}

-(void)lalala1:(NSString *)str{
   [self lalala2:str];
}

-(void)lalala2:(NSString *)str{
   NSString *str1 = @"Zang";
   NSLog(@"%@：%@",str1, str);
}

@end

然后，点击屏幕，进入lalala2方法的断点，使用frame variable指令，查看方法的参数和局部变量👇

image.png 在逆向过程中，进入一个方法，最想看到的就是该方法的调用者、方法名称、参数等信息，此时我们就可以使用frame variable指令，再配合up、down、frame select指令，查看调用栈中其他方法的信息。

3. 修改方法的参数

接着上述案例，断点继续进入lalala1方法中，使用frame variable👇

image.png 然后使用p指令，修改str的值👇

p str = @"COOL"

image.png 使用c指令，继续运行👇

image.png 上图可知，输出结果变为修改后的内容。

⚠️注意：只针对当前未执行完的方法有效。对于已经执行完的方法，修改里面的内容，并不影响最终的结果。

4. 让方法直接返回，不执行里面的代码

修改ViewController.m中的代码👇

#import "ViewController.h"

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];
}

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
   [self check:@"HOOK"];
   NSLog(@"一切正常~");
}

-(void)check:(NSString *)str{
   
   if([str isEqualToString:@"HOOK"]){
       NSLog(@"有人HOOK我...");
       exit(0);
   }
}

@end

然后点击屏幕，进入check方法的断点👇

image.png

image.png 接着使用thread return指令，让check方法直接返回，不执行里面的代码👇

thread return

使用frame variable指令，查看thread return指令执行后的函数👇

image.png 此时已经回到touchesBegan:withEvent:方法，然后使用c指令，继续执行👇

image.png 综上，使用thread return，绕过了check方法。那什么场景才需要这么调试呢👇

原本执行到某方法，一进入就会中断。使用thread return指令绕过方法，如果可以正常执行，证明此方法为检测方法。后续可针对不同情况，选择Method Swizzle、fishHook、InlineHook对其进行HOOK，将方法直接return。

五、内存断点

1. 在对象的属性上设置断点

回到Person那个案例，我们修改person对象的属性👇

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];

    Person * p1 = [[Person alloc] initWithName:@"one" age:1];
    p1.name = @"new";
}

在p1对象的name上设置断点，使用watchpoint指令👇

watchpoint set variable p1->_name

image.png 使用c指令，继续运行👇

image.png 使用po指令

image.png 在逆向开发中，此案例使用的场景👇 当调用name属性的get/set方法，都会触发此断点。可获取到name属性的原始值，和即将修改的值。配合bt指令，查看函数调用栈，可以跟踪name属性的修改是由哪个方法触发的。

2. 对属性地址设置内存断点

还是使用上面的案例，进入断点，获取name属性的地址👇

p &p1->_name

image.png 使用watchpoint指令，对属性地址设置内存断点👇

watchpoint set expression 0x00006000028cb4c8

image.png 使用c指令，继续运行👇

image.png 使用po指令👇

image.png

六、其它指令

1. 当分组下断点被触发，自动执行指令

还原Person案例中ViewDidLoad的代码👇

- (void)viewDidLoad {
   [super viewDidLoad];

    Person * p1 = [[Person alloc] initWithName:@"one" age:1];
    Person * p2 = [[Person alloc] initWithName:@"two" age:2];
    Person * p3 = [[Person alloc] initWithName:@"three" age:3];
    
    [self.models addObject:p1];
    [self.models addObject:p2];
    [self.models addObject:p3];
}

在touchesBegan方法设置断点👇

br set -f ViewController.m -r touchesBegan:

image.png 对分组1断点，设置进入断点后的执行的指令👇

br command add 1

image.png 使用c指令，继续运行

image.png 再次点击屏幕，进入touchesBegan方法的断点，同时输出以下信息👇

image.png

2. 当任何断点被触发，自动执行指令
target stop-hook add -o "frame variable"

image.png 接着查看stop-hook的指令列表👇

target stop-hook list

image.png 删除某一条指令

target stop-hook delete 1

删除全部指令

target stop-hook delete

image.png 禁用某一条指令

target stop-hook disable 1

启用某一条指令

target stop-hook enable 1

添加执行代码👇

display self.view

等同于expr -- self.view

使用该案例的场景👇

对于frame variable指令，基本上每个断点触发后都要使用。

但lldb每次重新启动后，必须要重新配置上述所有命令，这样才能生效，那有没有一劳永逸的方法呢？

3. 配置lldb初始化文件

在根目录下，存储了lldb的初始化文件👇

cd ~
ls -all

image.png 除了.lldb文件外，还有一个.lldbinit文件，它的作用是当lldb启动，就会加载此文件，执行文件内的指令，那么我们可以使用vi ~/.lldbinit，写入以下指令👇

target stop-hook add -o "frame variable"

运行项目，lldb启动，输出以下内容👇

Stop hook #1 added.

接着进入viewDidLoad断点，就会输出以下内容👇

(ViewController *) self = 0x0000000135f093a0
(SEL) _cmd = "viewDidLoad"

这个就是一劳永逸！🍺🍺🍺🍺🍺🍺

总结

  1. 断点设置
  • breakpoint set -n xxx：对方法/函数名称设置断点
  • breakpoint set -r xxx：对包含字符串的符号设置断点
  • breakpoint set --selector xxx：对项目内指定名称的selector设置断点
  • breakpoint set --file xxx：在指定文件中设置断点
  • breakpoint list：查看断点列表
  • breakpoint disable：禁用断点
  • breakpoint enable：启用断点
  • breakpoint delete：删除断点
  • 缩写：break、br，设置断点可缩写指令：b
  1. 代码执行
  • po指令：意思是print object，用于打印对象，本质上调用了对象的description
  • expression指令：用于执行代码
    ◦ 缩写：exp、p
    ◦ 可以使用标号
    ◦ 可执行多行代码
  • 流程控制
    ◦ c（continue）指令：继续执行
    ◦ n（next）指令：单步运行，将子函数当做整体一步执行
    ◦ ni指令：单步运行汇编级别
    ◦ s指令：单步运行，遇到子函数会进去
    ◦ si指令：单步运行可跳转指令内部，汇编级别
    ◦ finish指令：直接走完当前方法，返回到上层frame
  1. 堆栈信息
  • bt指令：查看函数调用栈
  • up指令：查看上一个函数
  • down指令：查看下一个函数
  • frame select指令：选择指定函数
  • frame variable指令：查看方法调用者、方法名称、参数和局部变量
  • thread return指令：让方法直接返回，不执行里面的代码
  1. 内存断点：
  • watchpoint指令，设置内存断点
  1. 其他指令
  • br command add指令：给断点添加命令的命令
  • target stop-hook add -o "xxx"：每次stop的时候去执行一些命令，针对breadpoint、watchpoint
  • 配置lldb初始化文件，当lldb启动，就会加载此文件，执行文件内的指令，一劳永逸
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