和Steve之间的通信--RE: 关于《UNIX技术内幕》的勘误及遇到的问题_23

 

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Subject: 关于《UNIX技术内幕》的勘误及遇到的问题_23
Date: Fri, 3 Feb 2012 23:47:25 +0800

郝先生，

最近碰到的问题如下：

1、有关 ptrace 的例子

（1）567页，例1的输出中，最后2行的顺序似乎错了，应为如下：

....
End breakpoint in child
The child resumed.

理由如下：
当 执行第27行代码时，即“ptrace(7,id,0,0)”，它与其他的ptrace语句是不同的，它会返回1（其他一般是返回0）而退出SSTOP， 这样子进程就会继续，具体是 stop->issig->trap（这里->是返回的意思），最后退出debug。接着执行第16行，打印出“End breakpoint in child”。当子进程中的指令执行完后，且待到其时间片用完后，CPU转而执行父进程，则最后打印“The child resumed”。
[郝]:你分析的很仔细！子进程虽然在procxmt返回后会继续，但有可能在 子进程打印"End breakpoint in child“的过程中时钟中断产生，从而切换到父进程执行（因为这时候父进程刚从ipc上被唤醒，优先级更高)。当然，从很多时候来看，子进程先执行的可 能性更大。这里需要加上说明。

（2）如果上面（1）正确的话，那接着的例2也有类似的问题，具体如下（我感觉例2的输出应该如下）：

-------------------------------------------

父：Waiting for child to enter SSTOP
子：Start breakpoint1 in child
父：Start debugging child. Here g_x is 0
父：The g_x's value in child is 1
父：Write g_x completed, g_y's value in child is 不确定。（原因1）
子：End breakpoint1 in child
父：The child resumed
子：End breakpoint2 in child（原因2）
到这里子进程完了，但父进程无法继续（原因3）

-------------------------------------------

原因1：在第5行，g_y是没有被赋予初始值的，因此在第33行读出的 g_y 的值不确定
[郝]:从程序上来看是这样的，只是有些编译器生成的代码会在调用main之前，自动把非初始化的数据段清0，当然这里是不严谨，并非所有编译器都会这么做。下一版会修改。

原因2：当第36行调用 wait函数 时，执行的是 wait函数 的 第38～39行（527页），即清 STRC 和 SWTED；且随后跳回至loop标号循环（即wait函数的第6行），直至时间片用完。当子进程获得CPU后，是执行 stop函数 的第12行（if语句），由于第一个条件成立（在wait函数里已将STRC清0），因此子进程退出SSTOP，最终退出debug，继而打印“End breakpoint2 in child”
[郝]:第25行和第36行的wait作用一样，都是 等待子进程进入到SSTOP状态，然后wait返回。第一次在第25行的wait并不会清除STRC标志，当子进程执行第15行的debug后，触发断点 信号，从而子进程进入到SSTOP状态，第25行的wait返回。父进程在第34行的ptrace调用导致子进程退出SSTOP状态，从第15行返回。这 样第36行的wait由于第18行的debug调用而再次返回，注意这时候子进程并不会退出SSTOP状态，而是“停顿”等待父进程的操作，最后父进程第 43行的ptrace调用使子进程从第18行的debug返回。下一版考虑加上注释

原因3：这里说无法继续可能不太恰当，应该是父进程在第36行处无限循环等待，而第37行之后的代码将无法执行。



2、有关debugger实现里的问题

579页，StepOut函数 的第5行，不太明白它的意思。具体如下：

第3行：r5 = ptrace(3,id, U_AR0_OFFSET,0) + R5*2 - 0O140000;
第4行：r5 = ptrace(3,id,r5,0);
第5行：r5 = ptrace(2,id,r5,0);//不明白它的意思
第6行：pc = ptrace(1,id,r5,0);

我的理解是：

第3行：获取r5在内核栈里的addr。参考192页，图7-2
第4行：获取r5的内容，即pc。最后 r5=pc          [郝]:这里是读取子进程内核态下R5寄存器的值，也就是子进程用户栈指针。
第5行：？                                                                   [郝]: 读取子进程用户栈顶的值(R5)，也就是子进程当前函数的返回地址PC。 应改为：pc = ptrace(2, id, r5,0)
第6行：获取pc对应的指令                                      [郝]: 这一行应该是多余的。下一版改正。



3、有关 ptrace 的应用

对 于568页，例3，里面的 wly.out，如果将 debug 去掉，在“b=0”后面增加一句“printf("b=%d\n",b);”。这就变成了我们日常调试的方式，也可以测试变量b的变化。单从效果上来看， 与书里的例3是一致的。那为何要用ptrace呢？我不是钻牛角尖，我明白你是想通过简单的例子说明ptrace的用法！我真正的疑惑是在什么情况下使用 ptrace？我相信会在调试的时候使用，但一般调试什么方面的内容会使用到ptrace呢（不包括在书里提到过的例子）？
[郝]:这是一个好问题！ptrace一般是开发专门的调试器的时候才用到，比如gdb或dbx。就一般的应用程序而言，很少使用。如果确实要使用，那可以在普通方法比如printf达不到的
情况下使用，比如读取进程内核栈上的一些数据，当然使用ptrace的时候被调试进程（一般是子进程）也需要增加一些代码就像例子中的ptrace(-1,...)和debug调用。



此外，勘误：无

Steve



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