GDB如何启动汇编编译生成的程序并实现逐行单步执行？

Valgrind官方文档页中有如下说明：

你的程序会在Valgrind核心提供的合成CPU上运行

GDB的实现机制和Valgrind完全不同，没有指令模拟层，完全基于操作系统内核提供的原生能力实现，不需要目标程序依赖任何用户态库（包括C标准库），以下是具体实现逻辑：

1. 目标进程的启动流程 #

GDB启动被调试程序完全依赖Linux内核的ptrace系统调用，流程如下：

• GDB首先调用fork()创建一个全新的子进程
• 子进程在加载目标可执行文件前，会先执行ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, 0, 0)，向内核声明当前进程将被父进程（GDB）追踪
• 子进程调用exec()加载你编译的可执行文件，加载完成后内核会自动向子进程发送SIGTRAP信号，将子进程暂停，并将控制权交还给GDB，此时你就可以输入starti等调试命令操作进程

这个机制是内核层面原生实现的，和目标程序是否链接C标准库没有任何关系，所以你用-nostdlib编译的纯汇编程序也可以正常被GDB调试。

2. 单步执行的实现原理 #

你每次按下s键执行单步操作，本质也是GDB通过ptrace向内核下发指令实现的：

• 当你触发单步操作时，GDB会调用ptrace(PTRACE_SINGLESTEP, <被调试进程PID>, 0, 0)
• 内核收到这个请求后，会开启被调试进程的单步执行模式：让被调试进程在真实CPU上恰好执行一条机器指令后，自动触发SIGTRAP信号暂停进程，再次把控制权交回GDB
• GDB拿到控制权后，会向你展示当前寄存器、源码（如果有-g生成的调试信息）的状态，等待你下一个操作

你测试中观察到只有Test1打印、没有Test2的原因非常直观：你单步执行到第一次write系统调用之后就暂停了，还没有执行到第二次write的系统调用指令，自然不会打印Test2；如果你主动杀死被调试进程，进程会直接被内核终止，没有机会执行后续打印Test2的代码，也不会有对应输出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eric Stotch