Я хочу временно установить точку наблюдения (перерыв на аппаратной записи) в моей программе на С++, чтобы найти повреждение памяти.
Я видел все способы сделать это вручную через gdb, но я бы хотел установить точку наблюдения с помощью некоторого метода в моем коде, поэтому мне не нужно врываться в gdb, узнать адрес, установить часовой пояс, а затем продолжить.
Что-то вроде:
#define SET_WATCHPOINT(addr) asm ("set break on hardware write %addr")
Установите сторожевую точку оборудования из дочернего процесса.
#include <signal.h>
#include <syscall.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <linux/user.h>
enum {
DR7_BREAK_ON_EXEC = 0,
DR7_BREAK_ON_WRITE = 1,
DR7_BREAK_ON_RW = 3,
};
enum {
DR7_LEN_1 = 0,
DR7_LEN_2 = 1,
DR7_LEN_4 = 3,
};
typedef struct {
char l0:1;
char g0:1;
char l1:1;
char g1:1;
char l2:1;
char g2:1;
char l3:1;
char g3:1;
char le:1;
char ge:1;
char pad1:3;
char gd:1;
char pad2:2;
char rw0:2;
char len0:2;
char rw1:2;
char len1:2;
char rw2:2;
char len2:2;
char rw3:2;
char len3:2;
} dr7_t;
typedef void sighandler_t(int, siginfo_t*, void*);
int watchpoint(void* addr, sighandler_t handler)
{
pid_t child;
pid_t parent = getpid();
struct sigaction trap_action;
int child_stat = 0;
sigaction(SIGTRAP, NULL, &trap_action);
trap_action.sa_sigaction = handler;
trap_action.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_RESTART | SA_NODEFER;
sigaction(SIGTRAP, &trap_action, NULL);
if ((child = fork()) == 0)
{
int retval = EXIT_SUCCESS;
dr7_t dr7 = {0};
dr7.l0 = 1;
dr7.rw0 = DR7_BREAK_ON_WRITE;
dr7.len0 = DR7_LEN_4;
if (ptrace(PTRACE_ATTACH, parent, NULL, NULL))
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
sleep(1);
if (ptrace(PTRACE_POKEUSER, parent, offsetof(struct user, u_debugreg[0]), addr))
{
retval = EXIT_FAILURE;
}
if (ptrace(PTRACE_POKEUSER, parent, offsetof(struct user, u_debugreg[7]), dr7))
{
retval = EXIT_FAILURE;
}
if (ptrace(PTRACE_DETACH, parent, NULL, NULL))
{
retval = EXIT_FAILURE;
}
exit(retval);
}
waitpid(child, &child_stat, 0);
if (WEXITSTATUS(child_stat))
{
printf("child exit !0\n");
return 1;
}
return 0;
}
int var;
void trap(int sig, siginfo_t* info, void* context)
{
printf("new value: %d\n", var);
}
int main(int argc, char * argv[])
{
int i;
printf("init value: %d\n", var);
watchpoint(&var, trap);
for (i = 0; i < 100; i++) {
var++;
sleep(1);
}
return 0;
}
В GDB существует два типа точек наблюдения, аппаратного и программного обеспечения.
Контрольные точки программного обеспечения очень медленные, поскольку gdb необходимо выполнить одноэтапную отладку программы и проверить значение наблюдаемого выражения (ов) после каждой инструкции.
EDIT:
Я все еще пытаюсь понять, что такое сторожевая точка.
Мы хотим посмотреть чтение или запись в 1 qword по адресу 100005120h (диапазон адресов 100005120h-100005127h)
lea rax, [100005120h]
mov dr0, rax
mov rax, dr7
and eax, not ((1111b shl 16) + 11b) ; mask off all
or eax, (1011b shl 16) + 1 ; prepare to set what we want
mov
dr7, rax ; set it finally
Сделано, теперь мы можем подождать, пока код не попадет в ловушку! После доступа к любому байту в диапазоне памяти 100005120h-100005127h будет происходить int 1, а бит DR6.B0 будет установлен в 1.
Вы также можете взглянуть на младшие файлы GDB (например, amd64-linux-nat.c), но он (конечно) включает в себя 2 процесса: 1/тот, который вы хотите посмотреть 2/легкий отладчик, который присоединяется к первому с ptrace и использует:
ptrace (PTRACE_POKEUSER, tid, __regnum__offset__, address);
для установки и обработки точки наблюдения.
Если вы используете Xcode, вы можете добиться требуемого эффекта (автоматическая настройка точек наблюдения), используя действие на другой точке останова, чтобы установить точку наблюдения:
watchpoint set variable <variablename> (или если вы используете GDB 1 команда вроде: watch <variablename>), 
1: GDB больше не поддерживается в более поздних версиях Xcode, но я считаю, что его можно настроить вручную.
Основанный на user512106 отличный ответ, я закодировал небольшую "библиотеку", которую кто-то может найти полезной:
Это на github в https://github.com/whh8b/hwbp_lib. Мне жаль, что я не мог прокомментировать его ответ, но пока у меня не хватает репутации.
Основываясь на отзывах сообщества, я собираюсь скопировать/вставить соответствующий код здесь:
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/user.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <stdint.h>
#include <errno.h>
#include <stdbool.h>
extern int errno;
enum {
BREAK_EXEC = 0x0,
BREAK_WRITE = 0x1,
BREAK_READWRITE = 0x3,
};
enum {
BREAK_ONE = 0x0,
BREAK_TWO = 0x1,
BREAK_FOUR = 0x3,
BREAK_EIGHT = 0x2,
};
#define ENABLE_BREAKPOINT(x) (0x1<<(x*2))
#define ENABLE_BREAK_EXEC(x) (BREAK_EXEC<<(16+(x*4)))
#define ENABLE_BREAK_WRITE(x) (BREAK_WRITE<<(16+(x*4)))
#define ENABLE_BREAK_READWRITE(x) (BREAK_READWRITE<<(16+(x*4)))
/*
* This function fork()s a child that will use
* ptrace to set a hardware breakpoint for
* memory r/w at _addr_. When the breakpoint is
* hit, then _handler_ is invoked in a signal-
* handling context.
*/
bool install_breakpoint(void *addr, int bpno, void (*handler)(int)) {
pid_t child = 0;
uint32_t enable_breakpoint = ENABLE_BREAKPOINT(bpno);
uint32_t enable_breakwrite = ENABLE_BREAK_WRITE(bpno);
pid_t parent = getpid();
int child_status = 0;
if (!(child = fork()))
{
int parent_status = 0;
if (ptrace(PTRACE_ATTACH, parent, NULL, NULL))
_exit(1);
while (!WIFSTOPPED(parent_status))
waitpid(parent, &parent_status, 0);
/*
* set the breakpoint address.
*/
if (ptrace(PTRACE_POKEUSER,
parent,
offsetof(struct user, u_debugreg[bpno]),
addr))
_exit(1);
/*
* set parameters for when the breakpoint should be triggered.
*/
if (ptrace(PTRACE_POKEUSER,
parent,
offsetof(struct user, u_debugreg[7]),
enable_breakwrite | enable_breakpoint))
_exit(1);
if (ptrace(PTRACE_DETACH, parent, NULL, NULL))
_exit(1);
_exit(0);
}
waitpid(child, &child_status, 0);
signal(SIGTRAP, handler);
if (WIFEXITED(child_status) && !WEXITSTATUS(child_status))
return true;
return false;
}
/*
* This function will disable a breakpoint by
* invoking install_breakpoint is a 0x0 _addr_
* and no handler function. See comments above
* for implementation details.
*/
bool disable_breakpoint(int bpno)
{
return install_breakpoint(0x0, bpno, NULL);
}
/*
* Example of how to use this /library/.
*/
int handled = 0;
void handle(int s) {
handled = 1;
return;
}
int main(int argc, char **argv) {
int a = 0;
if (!install_breakpoint(&a, 0, handle))
printf("failed to set the breakpoint!\n");
a = 1;
printf("handled: %d\n", handled);
if (!disable_breakpoint(0))
printf("failed to disable the breakpoint!\n");
return 1;
}
Я надеюсь, что это поможет кому-то!
Воля
Сама программа может поставлять команды в GDB. Для запуска GDB вам понадобится специальная оболочка script.
Скопируйте этот код в файл с именем untee и выполните chmod 755 untee
#!/bin/bash
if [ -z "$1" ]; then
echo "Usage: $0 PIPE | COMMAND"
echo "This script will read the input from both stdin and PIPE, and supply it to the COMMAND."
echo "If PIPE does not exist it will be created with mkfifo command."
exit 0
fi
PIPE="$1"
if [ \! -e "$PIPE" ]; then
mkfifo "$PIPE"
fi
if [ \! -p "$PIPE" ]; then
echo "File $PIPE does not exist or is not a named pipe" > /dev/stderr
exit 1
fi
# Open the pipe as a FD 3
echo "Waiting for $PIPE to be opened by another process" > /dev/stderr
exec 3<"$PIPE"
echo "$PIPE opened" > /dev/stderr
OPENED=true
while true; do
read -t 1 INPUT
RET=$?
if [ "$RET" = 0 ]; then
echo "$INPUT"
elif [ "$RET" -lt 128 ]; then
echo "stdin closed, exiting" > /dev/stderr
break
fi
if $OPENED; then
while read -t 1 -u 3 INPUT; do
RET=$?
if [ "$RET" = 0 ]; then
echo "$INPUT"
else
if [ "$RET" -lt 128 ]; then
echo "$PIPE closed, ignoring" > /dev/stderr
OPENED=false
fi
break
fi
done
fi
done
И теперь код C:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void gdbCommand(const char *c)
{
static FILE * dbgpipe = NULL;
static const char * dbgpath = "/tmp/dbgpipe";
struct stat st;
if( !dbgpipe && stat(dbgpath, &st) == 0 && S_ISFIFO(st.st_mode) )
dbgpipe = fopen(dbgpath, "w");
if( !dbgpipe )
return;
fprintf(dbgpipe, "%s\n", c);
fflush(dbgpipe);
}
void gdbSetWatchpoint(const char *var)
{
char buf[256];
snprintf(buf, sizeof(buf), "watch %s", var);
gdbCommand("up"); /* Go up the stack from the kill() system call - this may vary by the OS, you may need to walk the stack more times */
gdbCommand("up"); /* Go up the stack from the gdbSetWatchpoint() function */
gdbCommand(buf);
gdbCommand("continue");
kill(getpid(), SIGINT); /* Make GDB pause our process and execute commands */
}
int subfunc(int *v)
{
*v += 5; /* GDB should pause after this line, and let you explore stack etc */
return v;
}
int func()
{
int i = 10;
printf("Adding GDB watch for var 'i'\n");
gdbSetWatchpoint("i");
subfunc(&i);
return i;
}
int func2()
{
int j = 20;
return j + func();
}
int main(int argc, char ** argv)
{
func();
func2();
return 0;
}
Скопируйте его в файл с именем test.c, скомпилируйте с помощью команды gcc test.c -O0 -g -o test, затем выполните. /untee/tmp/dbgpipe | gdb -ex "run". /test
Это работает на моем 64-битном Ubuntu с GDB 7.3 (более старые версии GDB могут отказаться от чтения команд из нетерминальных)