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c++ - 调试器如何窥探另一个进程的内存？

coder 2023-06-04 原文

当每个进程都有自己的私有(private)内存空间而外部进程无法访问时，调试器如何访问进程的内存空间？

例如，我可以使用 gdb -p <pid> 将 gdb 附加到正在运行的进程。
我可以通过 gdb 访问这个进程的所有内存。

gdb 是如何做到这一点的？

我阅读了 SO 中的相关问题，但似乎没有帖子回答这一点。

最佳答案

由于问题被标记为 Linux 和 Unix，我将稍微扩展一下 David Scwartz 所说的内容，简而言之，“操作系统中有一个 API”。同样的基本原理也适用于 Windows，但实际实现不同，虽然我怀疑操作系统内部的实现做同样的事情，但没有真正的方法知道这一点，因为我们无法检查 Windows 的源代码(但是，我们可以了解操作系统和处理器的工作原理，从而弄清楚必须发生的事情!)

Linux 有一个名为 ptrace 的函数，它允许一个进程(在检查权限之后)以各种方式检查另一个进程。这是一个电话，但第一个参数是“你想做什么”。以下是一些最基本的示例 - 还有几十个其他不太“常见”的操作:

  • PTRACE_ATTACH - 连接到进程。
  • PTRACE_PEEKTEXT - 查看附加进程的代码内存(例如反汇编代码)
  • PTRACE_PEEKDATA - 查看附加进程的数据内存(以显示变量)
  • PTRACE_POKETEXT - 写入进程的代码内存
  • PTRACE_POKEDATA - 写入进程的数据内存。
  • PTRACE_GETREGS - 复制当前寄存器值。
  • PTRACE_SETREGS - 更改当前寄存器值(例如，set variable x = 7 的调试命令，如果 x 恰好在注册)

在 Linux 中，由于内存“都是一样的”，PTRACE_PEEKTEXT 和 PTRACE_PEEKDATA 实际上是相同的功能，因此您可以在代码中为 提供地址PTRACE_PEEKDATA 和一个地址，比如说，在 PTRACE_PEEKTEXT 的堆栈上，它会很高兴地为你复制回来。内存在 DATA 内存和 CODE 内存之间“分割”的 OS/处理器组合是有区别的。大多数现代操作系统和处理器都没有这种区别。显然同样适用于 PTRACE_POKEDATA 和 PTRACE_POKETEXT。

所以，说“调试器进程”使用:

long data = ptrace(PTRACE_PEEKDATA, pid, 0x12340128, NULL);

当使用地址 0x12340128 的 PTRACE_PEEKDATA 调用操作系统时，它将“查看”内存在 0x12340128 的相应内存映射(页面对齐，使 0x12340000)，如果存在，它将被映射到内核中，然后将数据从地址 0x12340128 复制到本地内存中，内存未映射，并将复制的数据作为返回值传回。

手册将使用的启动说明为:

The parent can initiate a trace by calling fork(2) and having the resulting child do a PTRACE_TRACEME, followed (typically) by an exec(3). Alternatively, the parent may commence trace of an existing process using PTRACE_ATTACH.

man ptrace 可以获得更多信息。

关于c++ - 调试器如何窥探另一个进程的内存？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/26032633/

调试器窥探codePTRACEsectionc++debuggingunixmemory

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