Question

我想创建一个程序执行的完整指令跟踪，收集一些统计数据等。我首先尝试使用linux的ptrace功能来逐步执行程序（使用教程here）。这会创建两个进程，跟踪进程和调试器，并通过信号进行通信。我每秒只能获得大约16K指令（在1.6GHz Atom上），所以这对于任何非平凡的事情来说都太慢了。

我认为通过信号进行的进程间通信速度太慢，所以我尝试在与执行相同的过程中设置调试：设置陷阱标志，并创建一个信号处理程序。当使用软件中断来进行系统调用时，应该保存陷阱标志，内核会使用它自己的标志 - 所以我想。但我的程序不知何故被信号SIGTRAP杀死了。

这就是我设置的内容：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

int cycle = 0;
void trapHandler(int signum) {
  if (cycle % 262144 == 0) {
    write(STDOUT_FILENO," trap\n",6);
  }
  cycle += 1;
}

void startTrace() {
  // set up signal handler                                                                                                         
  signal(SIGTRAP, trapHandler);

  // set trap flag                                                                                                                 
  asm volatile("pushfl\n"
               "orl $0x100, (%esp)\n"
               "popfl\n"
               );
}

void printRock() {
  char* s = "Rock\n";
  asm(
      "movl $5, %%edx\n" // message length                                                                                         
      "movl %0, %%ecx\n" // message to write                                                                                       
      "movl $1, %%ebx\n" // file descriptor (stdout)                                                                               
      "movl $4, %%eax\n" // system call number (sys_write)                                                                         
      "int  $0x80\n"   // sycall                                                                                                   
      : // no output regs                                                                                                          
      : "r"(s) // input text                                                                                                       
      : "edx","ecx","ebx","eax"
      );
}

int main() {
  startTrace();

  // some computation                                                                                                              
  int x = 0;
  int i;
  for (i = 0; i < 100000; i++) {
    x += i*2;
  }

  printRock();
  write(STDOUT_FILENO,"Paper\n",6);
  write(STDOUT_FILENO,"Scissors\n",9);
}

运行时，这会给出：

 trap
 trap
 trap
Rock
Paper
 trap
Trace/breakpoint trap (core dumped)

所以现在我们每秒得到大约250K指令，但速度仍然很慢，但是可以执行非平凡的指令。但是在两次写入调用之间似乎发生了核心转储。在GDB中，我们看到它发生的地方：

Dump of assembler code for function __kernel_vsyscall:
   0xb76f3414 <+0>:  push   %ecx
   0xb76f3415 <+1>:  push   %edx
   0xb76f3416 <+2>:  push   %ebp
   0xb76f3417 <+3>:  mov    %esp,%ebp
   0xb76f3419 <+5>:  sysenter 
   0xb76f341b <+7>:  nop
   0xb76f341c <+8>:  nop
   0xb76f341d <+9>:  nop
   0xb76f341e <+10>: nop
   0xb76f341f <+11>: nop
   0xb76f3420 <+12>: nop
   0xb76f3421 <+13>: nop
   0xb76f3422 <+14>: int    $0x80
=> 0xb76f3424 <+16>: pop    %ebp
   0xb76f3425 <+17>: pop    %edx
   0xb76f3426 <+18>: pop    %ecx
   0xb76f3427 <+19>: ret

回溯：

Program terminated with signal SIGTRAP, Trace/breakpoint trap.
#0  0xb77c5424 in __kernel_vsyscall ()
#1  0xb76d0553 in __write_nocancel () at ../sysdeps/unix/syscall-template.S:81
#2  0x0804847d in trapHandler (signum=5) at count.c:8
#3  <signal handler called>
#4  0xb77c5424 in __kernel_vsyscall ()
#5  0xb76d0553 in __write_nocancel () at ../sysdeps/unix/syscall-template.S:81
#6  0x08048537 in main () at count.c:49

看来通过int 80发生的系统调用很好，但是写调用以某种方式使用内核的VIDSO / vsyscall中断（我不知道这个功能，更接近描述here）。它可能与使用sysenter而不是int 80有关，也许陷阱标志在进入内核时仍然存在。我不太了解递归__kernel_vsyscall调用的内容。我也不明白为什么int 80函数内有__kernel_vsyscall次调用。

是否有人建议发生了什么，以及如何解决这个问题？也许有可能禁用VDSO / vsysicall？或者是否可以使用__kernel_vsyscall而不是int 80来覆盖sysenter函数？

Answer 1

回答自己的问题。我没有弄清楚发生了什么或详细解释，但我找到了一个解决方法：禁用VDSO。这可以通过

完成

   <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="match_parent"
                android:orientation="vertical"
                android:paddingLeft="25dp"
                android:paddingRight="25dp">

    <ImageView
        android:id="@+id/imageView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_above="@+id/center_layout"
        android:adjustViewBounds="true"
        android:scaleType="centerInside"
        android:src="@mipmap/ic_launcher"/>

    <LinearLayout
        android:id="@+id/center_layout"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:orientation="vertical">

        <TextView
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="asdasdasdas"
            android:textSize="50dp"/>

    </LinearLayout>

</RelativeLayout>

有了这个，整个单步执行程序就可以工作，包括跨越系统调用。免责声明：如果事情变坏，不要怪我。

编辑：很久以后更新我的Linux（32位x86）后，不会再出现此错误。也许这是一个被修复的错误。

尝试使用trap-flag和trap-signal-handler单步执行程序，在vsyscall上崩溃

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