一个调试工具编写的发现（原创）

0.转载请保留原创：http://www.cppblog.com/jinglexy
MSN and Email: jinglexy at yahoo dot com dot cn

前不久写的一个调试器，公司很多模块使用linux环境，由于使用平台的缘故，bug非常多，于是编写了一个简单的调试器：大致功能是捕获程序异常，打印调用栈（也包括调用函数名），对运行的进程进行代码或函数调试，内核简单调试等。代码量并不大，有效代码行不超过3000行，花了10工作日完成，可能是时间紧迫吧，后期调试用了3周，汗哪！

1．使用ptrace系统调用关联一个进程后，需要waitpid(pid, NULL, WUNTRACED);一下，这个调试了很长时间才发现的，我猜测可能是因为ptrace后，不像信号立即 进入目标进程的处理。需要调度到目标进程后，进入do_waitpid()处理函数以设置正确的调试状态。如果不这样做，会导致释放管理进程失败。比较流行的调试工具gdb就是使用ptrace实现的，在gcc编译过程中也会插入专门的调试信息。原理比较简单，实现起来细节需要注意的也很多。

2．在跟踪程序异常时的调用栈中发现的：montavista编译环境的一个bug？（不能捕获动态库中的异常，主要是因为动态库加载时地址都不固定，使用了一种叫做got的技术，可以阅读coly大侠翻译的《连接器与加载器》一书，非常棒）
当程序收到异常信号后，内核进入do_signal()处理，在arch/arm/kernel/signal.c文件，
do_signal() -- > handle_signal() --> setup_rt_frame()

setup_rt_frame会拷贝上下文环境的数据结构到用户空间，
就是它的参数 siginfo_t *info,这个数据结构内部包含了上下文的数据结构struct ucontext ,
定义在:include/asm-arm/ucontext.h，内容如下：

struct ucontext {
unsigned long uc_flags;
struct ucontext *uc_link;
stack_t uc_stack;
struct sigcontext uc_mcontext;
sigset_t uc_sigmask; /* mask last for extensibility */
};
在arm_v5t_le-gcc中，上下文结构定义如下：
/opt/montavista/pro/devkit/arm/v5t_le/target/usr/include/sys/ucontext.h文件
typedef struct ucontext
{
unsigned long int uc_flags;
struct ucontext *uc_link;
__sigset_t uc_sigmask;
stack_t uc_stack;
mcontext_t uc_mcontext;
long int uc_filler[5];
} ucontext_t;
在上面数据结构中， __sigset_t uc_sigmask;被定义在上下文环境之前，
而在内核中 fp指针在 uc_mcontext的arm_fp域中（先将uc_mcontext强制转换成struct sigcontext结构
在asm-arm/sigcontext.h定义），
也就是第14个 int 成员, 由于上面的stack_t 占内存为3个 int型，所以在nipdebug调试库中修补为
*bp = ct->uc_sigmask.__val[17];

结论：montavista编译环境的ucontext.h文件定义上下文环境的数据结构位置不正确，
而该数据结构在/opt/arm/arm-linux/sys-include/sys/ucontext.h（即arm9）中定义是正确的，
/opt/ppc/include/sys/ucontext.h（ppc交叉编译）中也是正确的。