專利名稱：一種訪問(wèn)vm_io地址空間的方法和用戶態(tài)調(diào)試器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)試技術(shù)，具體涉及一種使用用戶態(tài)調(diào)試器對(duì)VM_IO地址空間的調(diào)試方法以及一種用戶態(tài)調(diào)試器。
背景技術(shù)：
調(diào)試是指開發(fā)人員分析和定位程序故障，在被調(diào)試進(jìn)程中設(shè)置斷點(diǎn)、查看變量和寄存器、顯示堆棧和求表達(dá)式值，對(duì)被調(diào)試進(jìn)程進(jìn)行單步進(jìn)入、單步跳過(guò)、單步返回、暫掛、繼續(xù)運(yùn)行等操作，或?qū)Ρ徽{(diào)試進(jìn)程內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作。而調(diào)試器則是執(zhí)行上述操作的一種工具性軟件。
內(nèi)存讀取和修改是調(diào)試器的重要功能之一。在用戶態(tài)調(diào)試器中，主要通過(guò)調(diào)用ptmce()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被調(diào)試進(jìn)程內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作。ptrace()函數(shù)的定義為long ptrace(enum _ptrace_request request, pid—t pid， void *addr，void *data),其中第一個(gè)參數(shù)決定了 ptrace()函數(shù)的行為和其他參數(shù)的使用方法。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)參數(shù)為PTRACE—PEEKTEXT時(shí)，ptrace()函數(shù)就實(shí)現(xiàn)在pid進(jìn)程空間中讀取內(nèi)存地址addr的值，并將讀取到的值存入地址data中。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)參數(shù)為PTRACE_POKETEXT時(shí)，ptrace()函數(shù)就實(shí)現(xiàn)將地址data的值寫入pid進(jìn)程的內(nèi)存地址addr中。
在嵌入式軟件開發(fā)中，往往涉及到對(duì)外部設(shè)備I/O地址空間的訪問(wèn)。以類UNIX系統(tǒng)為例，用戶進(jìn)程通過(guò)^f吏用mmap()系統(tǒng)調(diào)用，從而調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核中與之對(duì)應(yīng)的mmap方法。該方法是file_operations結(jié)構(gòu)體的一部分，用于請(qǐng)求將外部i殳備內(nèi)存映射到用戶進(jìn)程地址空間。成功調(diào)用mmap方法后，內(nèi)核在用戶進(jìn)程的虛擬地址空間查找一塊VMA( Virtual Memory Area,虛擬機(jī)區(qū)域)。VMA是一種位標(biāo)志，它定義在vm_area—struct結(jié)構(gòu)中。和物理頁(yè)的訪問(wèn)權(quán)限不同，VMA標(biāo)志反映了內(nèi)核處理頁(yè)面所需要遵守的行為準(zhǔn)則。同時(shí)，還要對(duì)該內(nèi)存區(qū)域置上VM一IO ( Virtual Memory InputOutput,虛擬內(nèi)存輸入輸出)標(biāo)志，表明用戶程序具有能夠直接訪問(wèn)外部設(shè)備i/o地址空間的能力。通過(guò)以上的操作，就完成了用戶進(jìn)程空間的一 段地址與外部設(shè)備1/0空間的關(guān)聯(lián)。當(dāng)前用戶進(jìn)程在這段分配的地址空間
內(nèi)進(jìn)行讀操作或?qū)懖僮?，?shí)際上就實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部設(shè)備的訪問(wèn)。
然而，具有VM—10標(biāo)志的內(nèi)存空間只允許當(dāng)前進(jìn)程進(jìn)行訪問(wèn)，如圖 1所示，在調(diào)試狀態(tài)下，即使用戶態(tài)調(diào)試器對(duì)被調(diào)試進(jìn)程進(jìn)行 PTRACE一ATTACH操作后，也無(wú)法使用ptrace()函數(shù)對(duì)被調(diào)試進(jìn)程VM一IO 地址空間進(jìn)行讀寫操作。
在目前的用戶態(tài)調(diào)試器中還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)^皮調(diào)試進(jìn)程VM—IO地址空 間的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠訪問(wèn)VM—IO地址空間的調(diào) 試方法以及用戶態(tài)調(diào)試器。
本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案加以解決
一種訪問(wèn)VM一IO地址空間的方法，包括在被調(diào)試進(jìn)程空間中建立與 外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián)的VM—IO地址空間的第 一過(guò)程，還包括由分配 單元在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配與所述VM_IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空 間，并通過(guò)調(diào)試單元對(duì)所述第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)4亍 讀訪問(wèn)或?qū)懺L問(wèn)的第二過(guò)程。
所述第二過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)VM一IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)具體包括以下步驟步 驟Al.在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間；步驟Bl.將所述VMjO 地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述第一地址空間中；步驟Cl.用戶態(tài)調(diào)試器讀取 經(jīng)所述步驟Bl拷貝后的第一地址空間中的數(shù)據(jù)。
所述第二過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)具體包括以下步驟步 驟A2.在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間；步驟B2.用戶態(tài)調(diào)試器將 需要修改的數(shù)據(jù)寫入所述第一地址空間；步驟C2.將所述第一地址空間的 數(shù)據(jù)拷貝到所述VMJtO地址空間中。
所述數(shù)據(jù)拷貝具體通過(guò)用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用Memcpy函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
所述第一地址空間的分配具體通過(guò)用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)。一種用戶態(tài)調(diào)試器，用于調(diào)試外部I/O地址空間，在祐 調(diào)試進(jìn)程空間 中建立與外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián)的VM一IO地址空間，包括分配單元， 用于在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配與所述VM一IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空 間；調(diào)試單元，用于通過(guò)對(duì)所述第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VMjO空間 進(jìn)4亍讀^方問(wèn)或?qū)慯方問(wèn)。
當(dāng)對(duì)VMJO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)時(shí)，所述分配單元還用于在被調(diào)試進(jìn)程 空間中分配第一地址空間，將所述VM_IO地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述第 一地址空間中；所述調(diào)試單元還用于讀取經(jīng)所述分配單元拷貝后的第 一地 址空間中的數(shù)據(jù)。
當(dāng)對(duì)VMJO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)時(shí)，所述分配單元還用于在被調(diào)試進(jìn)程 空間中分配第一地址空間，將需要^fi務(wù)改的數(shù)據(jù)寫入所述第一地址空間；所 述調(diào)試單元還用于將所述第一地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述VM—IO地址空 間中。
所述調(diào)試單元還用于通過(guò)調(diào)用Memcpy函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)拷貝。
所述分配單元還用于通過(guò)調(diào)用Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)所述第一地址空間的 分配。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是
本發(fā)明通過(guò)在^皮調(diào)試進(jìn)程中分配第一地址空間，將VMJO地址空間 的數(shù)據(jù)拷貝至該第一地址空間，通過(guò)調(diào)試進(jìn)程對(duì)第一地址空間數(shù)據(jù)的讀取 實(shí)現(xiàn)了對(duì)VM_IO地址空間數(shù)據(jù)的讀??；本發(fā)明通it^被調(diào)試進(jìn)程中分配 第一地址空間，將需要^"改的凄t據(jù)寫入至該地址空間，并通過(guò)當(dāng)前進(jìn)程將 該地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到VMJO地址空間，實(shí)現(xiàn)了對(duì)VM—IO地址空間數(shù) 據(jù)的4務(wù)改；可見(jiàn)，本發(fā)明通過(guò)在被調(diào)試進(jìn)程中分配與VM—IO地址空間關(guān) 聯(lián)的第一地址空間，對(duì)該地址空間的調(diào)試間接實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO地址空間的 讀/寫訪問(wèn)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法在調(diào)試中訪問(wèn)VMJO地址空間 的問(wèn)題；并通過(guò)VM_IO地址空間與設(shè)備地址空間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè) 備的調(diào)試。
本發(fā)明通過(guò)使用Malloc來(lái)分配空間、使用Memcpy來(lái)拷貝數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn) 簡(jiǎn)單、方便。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)用戶態(tài)調(diào)試器結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明用戶態(tài)調(diào)試器一種具體實(shí)施方式
結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1讀取^皮調(diào)試進(jìn)程VM_IO地址空間的 流程圖4是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1對(duì)訪問(wèn)內(nèi)存地址進(jìn)行分析的流程圖5是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1在被調(diào)試進(jìn)程空間中運(yùn)行malloc()函 數(shù)的流程圖6是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1在被調(diào)試進(jìn)程空間中運(yùn)行malloc()函 數(shù)的堆棧構(gòu)建布局示意圖7是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1返回信號(hào)處理的流程圖； 圖8是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1在被調(diào)試進(jìn)程空間中運(yùn)行memcpy() 函數(shù)的流程圖9是本發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例1在被調(diào)試進(jìn)程空間中運(yùn)行memcpy() 函數(shù)的堆棧構(gòu)建布局示意圖10是發(fā)明調(diào)試方法實(shí)施例2修改被調(diào)試進(jìn)程VM_IO地址空間的流 程圖。
具體實(shí)施例方式
下面用具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明一種用戶態(tài)調(diào)試器，其一種具體實(shí)施方式
，如圖2所示，用于 調(diào)試外部I/O地址空間，在用戶進(jìn)程中建立與外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián) 的VM—IO地址空間，該調(diào)試器包括分配單元，用于在凈皮調(diào)試地址空間 中分配與所述VM—IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空間；調(diào)試單元，用于通 過(guò)對(duì)所述第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VM—IO空間進(jìn)行讀或?qū)懺L問(wèn)。
當(dāng)對(duì)VM一IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)時(shí)，分配單元還用于在^f皮調(diào)試進(jìn)程空間 中分配第 一地址空間，將VM_IO地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到第 一地址空間中； 調(diào)試單元還用于讀取經(jīng)分配單元拷貝后第一地址空間中的數(shù)據(jù)。
當(dāng)對(duì)VMJO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)時(shí)，分配單元還用于在凈皮調(diào)試進(jìn)程空間 中分配第一地址空間，將需要修改的數(shù)據(jù)寫入第一地址空間；調(diào)試單元還用于將第一地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到VM—IO地址空間中。對(duì)VM—IO空間進(jìn) 行讀訪問(wèn)時(shí)分配的第一地址空間，和對(duì)VM—IO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)時(shí)分配的 第 一地址空間可以是同 一地址空間，也可以是不同的地址空間。
調(diào)試單元還用于通過(guò)調(diào)用Memcpy函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)拷貝。
分配單元還用于通過(guò)調(diào)用Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)所述第一地址空間的分配。
本發(fā)明使用用戶態(tài)調(diào)試器的調(diào)試方法，其一種具體實(shí)施方式
，包括在 用戶進(jìn)程中建立與外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián)的VM一IO地址空間的笫一過(guò) 程，還包括在被調(diào)試地址空間中分配與VM—IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址 空間，并通過(guò)對(duì)第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VM—IO空間進(jìn)行讀或?qū)懺L問(wèn) 的第二過(guò)程。
該第二過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)具體包括以下步驟
步驟Al.在^皮調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間；
步驟B1.將VM_IO地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到第 一地址空間中；
步驟Cl.用戶態(tài)調(diào)試器讀取經(jīng)步驟Bl拷貝后第一地址空間中的數(shù)據(jù)。
該第二過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)具體包括以下步驟
步驟A2.在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間；
步驟B2.用戶態(tài)調(diào)試器將需要^^改的數(shù)據(jù)寫入第一地址空間；
步驟C2.將第一地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到VM_IO地址空間中。
數(shù)據(jù)拷貝具體可通過(guò)用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用Memcpy函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
第一地址空間的分配具體通過(guò)用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明使用用戶態(tài)調(diào)試器的調(diào)試方法，其另一種具體實(shí)施方式
，以在 x86體系中運(yùn)用為例，包括讀取被調(diào)試進(jìn)程VM_IO地址空間的實(shí)施例1 和修 文被調(diào)試進(jìn)程VM—IO地址空間的實(shí)施例2。
實(shí)施例1:
如圖3所示，讀取4皮調(diào)試進(jìn)程VM—IO地址空間的整個(gè)流程包括以下 步驟
步驟301:讀取凈皮調(diào)試進(jìn)程的maps文件內(nèi)容，分析待讀取的內(nèi)存地址；
步驟302:判斷待讀取的內(nèi)存地址是否有效，即是否在被調(diào)試進(jìn)程的 虛擬地址空間中并且具有可讀屬性，若有效轉(zhuǎn)入步驟303，否則轉(zhuǎn)入步驟
8311;
步驟303:分析符號(hào)表通過(guò)調(diào)用BFD庫(kù)(Binary File Descriptor, 二 進(jìn)制文件描述符)的相關(guān)4妄口，讀取被調(diào)試進(jìn)程的可執(zhí)行文件和加載的所 有動(dòng)態(tài)庫(kù)，獲取所有符號(hào)的名稱、虛擬地址和符號(hào)類型信息，并把這些符 號(hào)信息以符號(hào)名為關(guān)鍵字，建立hash表；
步驟304:在符號(hào)hash表中查找malloc()函數(shù)的入口地址； 步驟305:判斷malloc()函數(shù)是否存在，若存在轉(zhuǎn)入步驟306,否則轉(zhuǎn) 入步驟311;
步驟306:在被調(diào)試進(jìn)程中運(yùn)行malloc()函數(shù)，分配一塊新的內(nèi)存空間
作為第一地址空間；
步驟307:在符號(hào)hash表中查找memcpy()函數(shù)的入口地址； 步驟308:判斷memcpy()函數(shù)是否存在，若存在轉(zhuǎn)入步驟309，否則
轉(zhuǎn)入步驟311;
步驟309:在被調(diào)試進(jìn)程中運(yùn)行memcpy()函數(shù)，拷貝VMJO地址空 間的數(shù)據(jù)到第 一地址空間；
步驟310:按照一般讀取被調(diào)試進(jìn)程內(nèi)存的方式，用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用 ptrace()函數(shù)，從被調(diào)試進(jìn)程第 一地址空間中獲取到的值即是VM_IO地址 空間中的值，流程結(jié)束；
步驟311:報(bào)警，流程結(jié)束。
本實(shí)施例中，步驟301對(duì)訪問(wèn)內(nèi)存地址分析流程，其一種實(shí)施方式如 圖4所示，包括以下步驟
步驟401:判斷打開被調(diào)試進(jìn)程m叩s文件是否成功，若成功轉(zhuǎn)入步驟 402，否則流程結(jié)束；
步驟402:判斷被調(diào)試進(jìn)程maps文件內(nèi)容是否讀取完畢，是則結(jié)束流 程，否則轉(zhuǎn)入步驟403;
步驟403:讀取被調(diào)試進(jìn)程maps文件的一條記錄；
步驟404:獲取虛擬內(nèi)存的屬性和地址范圍；
步驟405:判斷虛擬地址是否可讀或可寫，是則轉(zhuǎn)入步驟406;否則轉(zhuǎn) 入步驟402;步驟406:判斷訪問(wèn)內(nèi)存地址是否有效，有效則轉(zhuǎn)入步驟407;否則轉(zhuǎn) 入步驟402;
步驟407:將訪問(wèn)內(nèi)存地址屬性置為真，即為有效，流程結(jié)束。
本實(shí)施例中，步驟306運(yùn)行malloc()分配第一地址空間的流程，其一 種實(shí)施方式，如圖5所示，進(jìn)一步包括以下步驟
步驟501:停止^皮調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行；
步驟502:保存當(dāng)前所有寄存器的值；
步驟503:根據(jù)CPU的類型，本例為X86,在^皮調(diào)試進(jìn)程的堆棧上構(gòu) 建運(yùn)行malloc()函數(shù)的參數(shù)及返回地址，或者獲取當(dāng)前sp寄存器(堆棧寄 存器)的值，將malloc()函數(shù)的參數(shù)size及返回地址寫入當(dāng)前堆棧；
步驟504:將新的棧頂?shù)刂穼懭雜p寄存器，構(gòu)建后的堆棧如圖6所示， 其中參數(shù)size為分配內(nèi)存空間的大小，返回地址為一個(gè)非法地址，用于返 回異常信號(hào)；再將pc寄存器(程序計(jì)數(shù)寄存器)的值改為malloc()函數(shù)的 入口地址；
步驟505:恢復(fù)被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行；
步驟506:獲取異常信號(hào)。由于構(gòu)建malloc()函數(shù)的堆棧時(shí)，將返回地 址設(shè)為一個(gè)非法地址。當(dāng)運(yùn)行malloc()函數(shù)結(jié)束時(shí)，進(jìn)程會(huì)返回一個(gè)異常 信號(hào)。用戶態(tài)調(diào)試器獲取到該信號(hào)，說(shuō)明被調(diào)試進(jìn)程運(yùn)行malloc()函數(shù)成
功；
步驟507:從eax寄存器中獲取malloc()函數(shù)的返回值，該值就是在被 調(diào)試進(jìn)程空間中新分配的內(nèi)存起始地址；
步驟508:恢復(fù)運(yùn)行malloc()函數(shù)前所有寄存器的值，流程結(jié)束。 本實(shí)施例中，步驟506獲取異常信號(hào)的流程，如圖7所示，包括以下 步驟
步驟701:等待被調(diào)試進(jìn)程的異步信號(hào)；
步驟702:判斷是否為異常信號(hào)，是則轉(zhuǎn)入步驟704;否則轉(zhuǎn)入步驟
703;
步驟703:處理異步信號(hào)，轉(zhuǎn)入步驟701; 步驟704:獲:^行函數(shù)返回值，流程結(jié)束。本實(shí)施例的步驟309使用memcpy()拷貝數(shù)據(jù)的流程，如圖8所示，包 括以下步驟
步驟801:停止被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行；
步驟802:保存當(dāng)前所有寄存器的值；
步驟803:根據(jù)CPU的類型，本例為X86，在被調(diào)試進(jìn)程的堆棧上構(gòu) 建運(yùn)行memcpy()函數(shù)的參數(shù)及返回地址，或者獲取當(dāng)前sp寄存器(堆棧 寄存器)的值，將memcpy()函數(shù)的參數(shù)to、 from、 size及返回地址寫入當(dāng)
前堆棧；
步驟804:將新的棧頂?shù)刂穼懭雜p寄存器，構(gòu)建后的堆棧如圖9所示， 將返回地址設(shè)為一個(gè)非法地址；再將pc寄存器(程序計(jì)數(shù)寄存器)的值改 為memcpy()函數(shù)的入口地*址；
步驟805:恢復(fù)被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行；
步驟806:獲取異常信號(hào)。由于構(gòu)建memcpy()函數(shù)的堆棧時(shí)，同樣將 返回地址設(shè)為一個(gè)非法地址，當(dāng)運(yùn)行memcpy()函數(shù)結(jié)束時(shí)，進(jìn)程會(huì)返回一 個(gè)異常信號(hào)。用戶態(tài)調(diào)試器獲取到該信號(hào)，說(shuō)明被調(diào)試進(jìn)程運(yùn)行memcpy() 函數(shù)成功；
步驟807:恢復(fù)運(yùn)行memcpy()函數(shù)前所有寄存器的值，流程結(jié)束 這樣就將凈皮調(diào)試進(jìn)程VM一IO地址空間中的值拷貝到第一地址空間中了。
實(shí)施例2:
如圖IO所示，修 文被調(diào)試進(jìn)程VMjO地址空間的整個(gè)流程包括以下 步驟
步驟1001:讀取4皮調(diào)試進(jìn)程的maps文件內(nèi)容，分析待讀取的內(nèi)存地
址；
步驟1002:判斷內(nèi)存地址是否有效，即待修改的內(nèi)存地址是否在被調(diào) 試進(jìn)程的虛擬地址空間中并且具有可寫屬性，若有效轉(zhuǎn)入步驟1003，否則 轉(zhuǎn)入步驟1011;
步驟1003:分析符號(hào)表通過(guò)調(diào)用BFD庫(kù)的相關(guān)接口 ，讀取被調(diào)試 進(jìn)程的可執(zhí)^f亍文件和加栽的所有動(dòng)態(tài)庫(kù)，獲取所有符號(hào)的名稱、虛擬地址
和符號(hào)類型信息，并把這些符號(hào)信息以符號(hào)名為關(guān)鍵字，建立hash表；步驟1004:在符號(hào)hash表中查找malloc()函數(shù)的入口地址；
步驟1005:判斷malloc()函數(shù)是否存在，若存在轉(zhuǎn)入步驟1006，否則 轉(zhuǎn)入步驟1011;
步驟1006:在被調(diào)試進(jìn)程中運(yùn)行malloc()函數(shù)，分配一塊新的內(nèi)存空 間作為第 一地址空間；首先停止被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行并且保存當(dāng)前所有寄存 器的值。然后獲取當(dāng)sp寄存器(堆棧寄存器)的值，將malloc()函數(shù)的參 數(shù)size及返回地址寫入當(dāng)前堆棧，并將新的棧頂?shù)刂穼懭雜p寄存器。構(gòu)建 后的堆棧，其中參數(shù)size為分配內(nèi)存空間的大小，返回地址為一個(gè)非法地 址，用于返回異常信號(hào)；再將pc寄存器(程序計(jì)數(shù)寄存器)的值改為malloc() 函數(shù)的入口地址；最后恢復(fù)被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行；
由于構(gòu)建malloc()函數(shù)的堆棧時(shí)，將返回地址設(shè)為一個(gè)非法地址。當(dāng) 運(yùn)行malloc()函數(shù)結(jié)束時(shí)，進(jìn)程會(huì)返回一個(gè)異常信號(hào)。用戶態(tài)調(diào)試器獲取 到該信號(hào)，說(shuō)明被調(diào)試進(jìn)程運(yùn)行malloc()函數(shù)成功。然后從eax寄存器中 獲取malloc()函數(shù)的返回值，該值就是在被調(diào)試進(jìn)程空間中新分配的內(nèi)存 起始地址，同時(shí)恢復(fù)運(yùn)行malloc()函數(shù)前所有寄存器的值；
步驟1007:按照一般修改被調(diào)試進(jìn)程內(nèi)存的方式，用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用
ptrace()函數(shù)，將數(shù)據(jù)寫入被調(diào)試進(jìn)程的第一地址空間；
步驟1008:在符號(hào)hash表中查找memcpy()函數(shù)的入口地址；
步驟1009:判斷memcpy()函數(shù)是否存在，若存在轉(zhuǎn)入步驟1010,否
則轉(zhuǎn)入步驟1011;
步驟1010:在被調(diào)試進(jìn)程中運(yùn)行memcpy()函數(shù)，將第一地址空間的 數(shù)據(jù)拷貝到VM—10地址空間。首先停止被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行并且保存當(dāng)前 所有寄存器的值。然后獲取當(dāng)sp寄存器(堆棧寄存器)的值，將memcpy() 函數(shù)的參數(shù)to、 from、 size及返回地址寫入當(dāng)前堆棧，并將新的棧頂?shù)刂?寫入sp寄存器。再將pc寄存器(程序計(jì)數(shù)寄存器)的值改為memcpy() 函數(shù)的入口地址，最后恢復(fù)被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行；
由于構(gòu)建memcpy()函數(shù)的堆棧時(shí)，同樣將返回地址設(shè)為一個(gè)非法地 址。當(dāng)運(yùn)行memcpy()函數(shù)結(jié)束時(shí)，進(jìn)程會(huì)返回一個(gè)異常信號(hào)。用戶態(tài)調(diào)試 器獲取到該信號(hào)，說(shuō)明被調(diào)試進(jìn)程運(yùn)行memcpy()函數(shù)成功。同時(shí)恢復(fù)運(yùn)行 memcpy()函數(shù)前所有寄存器的值。此時(shí)就將被調(diào)試進(jìn)程新分配的內(nèi)存空間中的值拷貝到VM—IO地址空間中，完成用戶態(tài)調(diào)試器修改被調(diào)試進(jìn)程 VMJO地址空間的才喿作；流程結(jié)束。
步驟1011:報(bào)警，流程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種訪問(wèn)VM_IO地址空間的方法，包括在被調(diào)試進(jìn)程空間中建立與外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián)的VM_IO地址空間的第一過(guò)程，其特征在于，還包括由分配單元在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配與所述VM_IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空間，并通過(guò)調(diào)試單元對(duì)所述第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)或?qū)懺L問(wèn)的第二過(guò)程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)具體包括以下步驟步驟Al.在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配笫一地址空間；步驟Bl.將所述VM—IO地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述第一地址空間中；步驟Cl.用戶態(tài)調(diào)試器讀取經(jīng)所述步驟B1拷貝后的第一地址空間中的數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)具體包括以下步驟步驟A2.在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間；步驟B2.用戶態(tài)調(diào)試器將需要修改的數(shù)據(jù)寫入所述第一地址空間；步驟C2.將所迷第一地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述VM—IO地址空間中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)拷貝具體通過(guò)用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用Memcpy函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一地址空間的分配具體通過(guò)用戶態(tài)調(diào)試器調(diào)用Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
6. —種用戶態(tài)調(diào)試器，用于調(diào)試外部1/0地址空間，在凈皮調(diào)試進(jìn)程空間中建立與外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián)的VM—IO地址空間，其特征在于，包括分配單元，用于在祐L調(diào)試進(jìn)程空間中分配與所述VM_IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空間；調(diào)試單元，用于通過(guò)對(duì)所述第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)4亍讀訪問(wèn)或?qū)懺L問(wèn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)試器，其特征在于，當(dāng)對(duì)VM—IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)時(shí)，所述分配單元還用于在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間，將所述VM—10地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述第一地址空間中；所述調(diào)試單元還用于讀取經(jīng)所述分配單元拷貝后的第一地址空間中的數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)試器，其特征在于，當(dāng)對(duì)VM—IO空間進(jìn)行寫訪問(wèn)時(shí)，所述分配單元還用于在凈皮調(diào)試進(jìn)程空間中分配第一地址空間，將需要修改的數(shù)據(jù)寫入所述第一地址空間；所述調(diào)試單元還用于將所述第一地址空間的數(shù)據(jù)拷貝到所述VMJO地址空間中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的調(diào)試器，其特征在于，所述調(diào)試單元還用于通過(guò)調(diào)用Memcpy函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)拷貝。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)試器，其特征在于，所述分配單元還用于通過(guò)調(diào)用Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)所述第一地址空間的分配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種訪問(wèn)VM_IO地址空間的方法，包括在被調(diào)試進(jìn)程空間中建立與外部設(shè)備I/O地址空間關(guān)聯(lián)的VM_IO地址空間的第一過(guò)程，還包括由分配單元在被調(diào)試進(jìn)程空間中分配與所述VM_IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空間，并通過(guò)調(diào)試單元對(duì)所述第一地址空間的調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO空間進(jìn)行讀訪問(wèn)或?qū)懺L問(wèn)的第二過(guò)程。本發(fā)明還公開了一種用戶態(tài)調(diào)試器。本發(fā)明通過(guò)在被調(diào)試進(jìn)程中分配與VM_IO地址空間關(guān)聯(lián)的第一地址空間，對(duì)該地址空間的調(diào)試可以間接實(shí)現(xiàn)對(duì)VM_IO地址空間的讀/寫訪問(wèn)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法在調(diào)試中訪問(wèn)VM_IO地址空間的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06F11/36GK101650688SQ20091019000
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者紅 向, 吳春江, 程圣宇 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司