xv6(riscv)上实现kprobe

kprobe的linux实现原理

Linux要使用kprobe一种是有两种方法，一是模块(Module)挂载到内核上就像挂载驱动一样，二是通过debugfs。

Linux里面kprobe的实现比较完善，而且要在一个大系统里运行好各种判断都要滴水不漏，考虑的情况相当多。但是如果简单来讲kprobe的实现就包含下面几步：

1）注册初始化kprobe。每个kprobe对应一个kprobe结构体，该结构中记录着插入点（就是编译后的内核的特定位置），以及该插入点本来对应的指令original_opcode。

2）替换原有指令。用kprobe的时候，将插入点位置的指令替换为一条异常(BRK)指令（x86 int3,riscv ebreak），让CPU执行到插入点时产生异常,进入核心函数kprobe_int3_handler。

3）异常处理函数中执行pre_handler，然后利用CPU提供的单步调试（single-step），设置好相应的寄存器，同时异常返回的地址改为原来的origin_opcode。

4）setup_singlestep()执行完后，继续执行被保存的探测点的指令，因为开启了单步调试某事，执行后再次触发异常但这次是debug。

5）将single-step 清除，执行post_handler，然后从异常态安全返回。

它的一个基本思路就是将本来执行一条指令扩展成执行kprobe->pre_handler —> 指令 —> kprobe–>post_hander。

xv6上实现的设想和问题

就相当于实现一个gdb功能内嵌的函数，老实说觉得没有比gdb调试强多少……

1. user态肯定传的是要定位的某个函数名，怎么找到特定的函数？objdump或者nm拿到函数的地址，就相当于手写实现一个addr2line的功能。

2. 主要是怎么把对应地址的指令进行替换成ebreak，通过中断的方式去跟踪函数/指令的前后，先让它陷入中断执行一条命令后就返回吧。