Содержание
Принципы работы Отладчиков
Часто для того, чтобы разобраться почему код работает не так, программист прибегает к помощи отладчиков, однако, то как они устроены и каким образом действуют, известно далеко не всем. В этой статье будет дано краткое описание механизма отладки, который используется операционной системой Linux и приведён короткий пример его использования.
Для начала дадим неформальное определение. Отладчик -- программа, с помощью которой можно подробно отслеживать и изменять статус выполнения другой программы.
Типы Отладчиков:
- отладчики уровня ядра ОС -- компонент ядра ОС, позволяющий отлаживать ОС и процессы. Для работы отладчик использует функционал, заложенный в процессор.
- отладчики приложений -- пользовательская программа, которая позволяет отлаживать другие процессы. Для работы используют API-интерфейс, который предоставляет ядро ОС.
Подробно остановимся на втором типе отладчиков, и попробуем разобраться, какой функционал необходимо предоставлять ядро ОС для их функционирования.
Перечислим основные функции, необходимые отладчику:
- возможность стартовать и останавливать процесс.
- возможность пошагового исполнения кода.
- возможность читать и писать в произвольную область памяти.
- чтение и изменение содержимого регистров процессора.
Системный вызов ptrace(2)
В OC Linux весь отладочный функционал доступен с использованием системного вызова ptrace(2).
интерфейс системного вызова:
long ptrace(enum __ptrace_request request , pid_t pid , void ∗addr , void ∗data);
Аргумент request определяет тип операции: будет ли это попытка начать отладку процесса, или это будет запрос данных по какому-либо адресу. Все прочие аргументы являются опциональными и зависят от значения request.
Начать отладку процесса можно двумя способами:
- C помощью запроса PTRACE_TRACEME
- С помощью запроса PTRACE_ATTACH
можно подключиться к уже существующему процессу, передав в pid его идентификатор.