Иногда у меня возникает ситуация, когда Windows ожидает время загрузки для отладчика ядра. Вы видите текст «Windows start», но не логотип.

Если я присоединяю отладчик сейчас, воспроизводится анимация логотипа Windows 7. После этого логотип начинает пульсировать. На этом этапе процесс загрузки больше не продвигается. Загрузка процессора снижается до минимума. Я жду обычно несколько минут, но ничего не происходит.

Это происходит не всегда. Однако, если это произойдет, сброс VM не поможет. Для устранения этой проблемы мне нужно использовать ремонт при запуске. К сожалению, это длится вечно.

Любые идеи, что я могу сделать, кроме запуска ремонта при запуске?

Заранее спасибо!

2 ответы

Чтобы устранить проблему, с которой вы столкнулись, достаточно просто нажать F10 во время загрузки. И удалить/отладить и связанные параметры. Затем нажмите enter.

Предложение: Не используйте параметр/debug для параметра меню загрузки по умолчанию. Скопируйте конфигурацию загрузки в новую запись. Затем установите его в режим отладки. Windows не знает, когда вы будете использовать отладчик. Поэтому он должен ждать.

чПФ ОЕЛПФПТЩЕ ХЛБЪБОЙС РП ТБВПФЕ У ПФМБДЛПК СДТБ У БЧБТЙКОЩНЙ ДБНРБНЙ РБНСФЙ. лБЛ РТБЧЙМП, ЧБН ОХЦОП ВХДЕФ ЪБДБФШ ПДОП ЙЪ ХУФТПКУФЧ РПДЛБЮЛЙ, РЕТЕЮЙУМЕООЩИ Ч ЖБКМЕ /etc/fstab . уВТПУ ПВТБЪПЧ РБНСФЙ ОБ ХУФТПКУФЧБ, ОЕ СЧМСАЭЙЕУС ХУФТПКУФЧБНЙ РПДЛБЮЛЙ, ОБРТЙНЕТ, МЕОФЩ, Ч ДБООЩК НПНЕОФ ОЕ РПДДЕТЦЙЧБАФУС.

Note: йУРПМШЪХКФЕ ЛПНБОДХ dumpon (8) ДМС ХЛБЪБОЙС СДТХ НЕУФБ, ЗДЕ ОХЦОП УПИТБОСФШ БЧБТЙКОЩЕ ДБНРЩ. рПУМЕ ОБУФТПКЛЙ РП ЛПНБОДЕ swapon (8) ТБЪДЕМБ РПДЛБЮЛЙ ДПМЦОБ ВЩФШ ЧЩЪЧБОБ РТПЗТБННБ dumpon . пВЩЮОП ЬФП ЧЩРПМОСЕФУС ЪБДБОЙЕН РЕТЕНЕООПК dumpdev Ч ЖБКМЕ rc.conf (5) . еУМЙ ЪБДБОБ ЬФБ РЕТЕНЕООБС, ФП РПУМЕ УВПС РТЙ РЕТЧПК НОПЗПРПМШЪПЧБФЕМШУЛПК РЕТЕЪБЗТХЪЛЕ ВХДЕФ БЧФПНБФЙЮЕУЛЙ ЪБРХЭЕОБ РТПЗТБННБ savecore (8) . пОБ УПИТБОЙФ БЧБТЙКОЩК ДБНР СДТБ Ч ЛБФБМПЗ, ЪБДБООЩК Ч РЕТЕНЕООПК dumpdir ЖБКМБ rc.conf . рП ХНПМЮБОЙА ЛБФБМПЗПН ДМС БЧБТЙКОЩИ ДБНРПЧ СЧМСЕФУС /var/crash .

мЙВП ЧЩ НПЦЕФЕ ЪБДБФШ ХУФТПКУФЧП ДМС УВТПУБ ПВТБЪБ РБНСФЙ СЧОП ЮЕТЕЪ РБТБНЕФТ dump Ч УФТПЛЕ config ЛПОЖЙЗХТБГЙПООПЗП ЖБКМБ ЧБЫЕЗП СДТБ. фБЛПК УРПУПВ ЙУРПМШЪПЧБФШ ОЕ ТЕЛПНЕОДХЕФУС Й ПО ДПМЦЕО ЙУРПМШЪПЧБФШУС, ФПМШЛП ЕУМЙ ЧЩ ИПФЙФЕ РПМХЮБФШ БЧБТЙКОЩЕ ПВТБЪЩ РБНСФЙ СДТБ, ЛПФПТПЕ БЧБТЙКОП ЪБЧЕТЫБЕФ УЧПА ТБВПФХ РТЙ ЪБЗТХЪЛЕ.

Note: дБМЕЕ ФЕТНЙО gdb ПЪОБЮБЕФ ПФМБДЮЙЛ gdb , ЪБРХЭЕООЩК Ч ``ТЕЦЙНЕ ПФМБДЛЙ СДТБ"". рЕТЕИПД Ч ЬФПФ ТЕЦЙН ДПУФЙЗБЕФУС ЪБРХУЛПН gdb У РБТБНЕФТПН -k . ч ТЕЦЙНЕ ПФМБДЛЙ СДТБ gdb ЙЪНЕОСЕФ УЧПЈ РТЙЗМБЫЕОЙЕ ОБ (kgdb) .

Tip: еУМЙ ЧЩ ЙУРПМШЪХЕФЕ FreeBSD ЧЕТУЙЙ 3 ЙМЙ ВПМЕЕ ТБООАА, ЧЩ ДПМЦОЩ ЧЩРПМОЙФШ ХУЕЮЕОЙЕ ПФМБДПЮОПЗП СДТБ ЛПНБОДПК strip, Б ОЕ ХУФБОБЧМЙЧБФШ ВПМШЫПЕ ПФМБДПЮОПЕ СДТП:

# cp kernel kernel.debug # strip -g kernel

ьФПФ ЫБЗ ОЕ ФБЛ ХЦ Й ОЕПВИПДЙН, ОП ТЕЛПНЕОДХЕН. (чП FreeBSD 4 Й ВПМЕЕ РПЪДОЙИ ТЕМЙЪБИ ЬФПФ ЫБЗ ЧЩРПМОСЕФУС БЧФПНБФЙЮЕУЛЙ Ч ЛПОГЕ РТПГЕУУБ РПУФТПЕОЙС СДТБ make .) лПЗДБ СДТП ХУЕЮЕОП, БЧФПНБФЙЮЕУЛЙ ЙМЙ РТЙ РПНПЭЙ ЛПНБОД ЧЩЫЕ, ЧЩ НПЦЕФЕ ХУФБОПЧЙФШ ЕЗП ПВЩЮОЩН ПВТБЪПН, ОБВТБЧ make install .

ъБНЕФШФЕ, ЮФП Ч УФБТЩИ ЧЕТУЙСИ FreeBSD (ДП 3.1, ОЕ ЧЛМАЮБС ЬФПФ ТЕМЙЪ), ЙУРПМШЪХЕФУС СДТБ Ч ЖПТНБФЕ a.out, РПЬФПНХ ЙИ ФБВМЙГЩ УЙНЧПМПЧ ДПМЦОЩ ТБУРПМБЗБФШУС РПУФПСООП Ч РБНСФЙ. у ВПМШЫПК ФБВМЙГЕК УЙНЧПМПЧ Ч ОЕ ХУЕЮЕООПН ПФМБДПЮОПН СДТЕ ЬФП ЙЪМЙЫОСС ФТБФБ. рПУМЕДОЙЕ ТЕМЙЪЩ FreeBSD ЙУРПМШЪХАФ СДТБ Ч ЖПТНБФЕ ELF, ЗДЕ ЬФП ОЕ СЧМСЕФУС РТПВМЕНПК.

еУМЙ ЧЩ ФЕУФЙТХЕФЕ ОПЧПЕ СДТП, УЛБЦЕН, ОБВЙТБС ЙНС ОПЧПЗП СДТБ Ч РТЙЗМБЫЕОЙЙ ЪБЗТХЪЮЙЛБ, ОП ЧБН ОХЦОП ЪБЗТХЦБФШ Й ТБВПФБФШ У ДТХЗЙН СДТПН, ЮФПВЩ УОПЧБ ЧЕТОХФШУС Л ОПТНБМШОПНХ ЖХОЛГЙПОЙТПЧБОЙА, ЪБЗТХЦБКФЕ ЕЗП ФПМШЛП Ч ПДОПРПМШЪПЧБФЕМШУЛПН ТЕЦЙНЕ РТЙ РПНПЭЙ ЖМБЗБ -s , ХЛБЪЩЧБЕНПЗП РТЙ ЪБЗТХЪЛЕ, Б ЪБФЕН ЧЩРПМОЙФЕ ФБЛЙЕ ЫБЗЙ:

# fsck -p # mount -a -t ufs # so your filesystem for /var/crash is writable # savecore -N /kernel.panicked /var/crash # exit # ...to multi-user

ьФБ РПУМЕДПЧБФЕМШОПУФШ ХЛБЪЩЧБЕФ РТПЗТБННЕ savecore (8) ОБ ЙУРПМШЪПЧБОЙЕ ДТХЗПЗП СДТБ ДМС ЙЪЧМЕЮЕОЙС УЙНЧПМЙЮЕУЛЙИ ЙНЕО. йОБЮЕ ПОБ ВХДЕФ ЙУРПМШЪПЧБФШ СДТП, ТБВПФБАЭЕЕ Ч ДБООЩК НПНЕОФ Й, УЛПТЕЕ ЧУЕЗП, ОЙЮЕЗП ОЕ УДЕМБЕФ, РПФПНХ ЮФП БЧБТЙКОЩК ПВТБЪ РБНСФЙ Й УЙНЧПМЩ СДТБ ВХДХФ ПФМЙЮБФШУС.

б ФЕРЕТШ, РПУМЕ УВТПУБ БЧБТЙКОПЗП ДБНРБ, РЕТЕКДЙФЕ Ч ЛБФБМПЗ /sys/compile/WHATEVER Й ЪБРХУФЙФЕ ЛПНБОДХ gdb -k . йЪ РТПЗТБННЩ gdb УДЕМБКФЕ ЧПФ ЮФП:

Symbol-file kernel.debug exec-file /var/crash/kernel.0 core-file /var/crash/vmcore.0 Й ЧХБМС - ЧЩ НПЦЕФЕ ПФМБЦЙЧБФШ БЧБТЙКОЩК ДБНР, ЙУРПМШЪХС ЙУИПДОЩЕ ФЕЛУФЩ СДТБ ФПЮОП ФБЛЦЕ, ЛБЛ ЧЩ ЬФП ДЕМБЕФЕ У МАВПК ДТХЗПК РТПЗТБННПК.

чПФ ЦХТОБМ ЛПНБОД УЕБОУБ ТБВПФЩ gdb , ЙММАУФТЙТХАЭЙК ЬФХ РТПГЕДХТХ. дМЙООЩЕ УФТПЛЙ ВЩМЙ ТБЪПТЧБОЩ ДМС ХМХЮЫЕОЙС ЮЙФБВЕМШОПУФЙ Й ДМС ХДПВУФЧБ УФТПЛЙ ВЩМЙ РТПОХНЕТПЧБОЩ. чУЕ ПУФБМШОПЕ СЧМСЕФУС ФТБУУЙТПЧЛПК ПЫЙВЛЙ, ТЕБМШОП ЧПЪОЙЛОХЧЫЕК ЧП ЧТЕНС ТБВПФЩ ОБД ДТБКЧЕТПН ЛПОУПМЙ pcvt.

1:Script started on Fri Dec 30 23:15:22 1994 2: # cd /sys/compile/URIAH 3: # gdb -k kernel /var/crash/vmcore.1 4:Reading symbol data from /usr/src/sys/compile/URIAH/kernel ...done. 5:IdlePTD 1f3000 6:panic: because you said to! 7:current pcb at 1e3f70 8:Reading in symbols for ../../i386/i386/machdep.c...done. 9: (kgdb) where 10:#0 boot (arghowto=256) (../../i386/i386/machdep.c line 767) 11:#1 0xf0115159 in panic () 12:#2 0xf01955bd in diediedie () (../../i386/i386/machdep.c line 698) 13:#3 0xf010185e in db_fncall () 14:#4 0xf0101586 in db_command (-266509132, -266509516, -267381073) 15:#5 0xf0101711 in db_command_loop () 16:#6 0xf01040a0 in db_trap () 17:#7 0xf0192976 in kdb_trap (12, 0, -272630436, -266743723) 18:#8 0xf019d2eb in trap_fatal (...) 19:#9 0xf019ce60 in trap_pfault (...) 20:#10 0xf019cb2f in trap (...) 21:#11 0xf01932a1 in exception:calltrap () 22:#12 0xf0191503 in cnopen (...) 23:#13 0xf0132c34 in spec_open () 24:#14 0xf012d014 in vn_open () 25:#15 0xf012a183 in open () 26:#16 0xf019d4eb in syscall (...) 27: (kgdb) up 10 28:Reading in symbols for ../../i386/i386/trap.c...done. 29:#10 0xf019cb2f in trap (frame={tf_es = -260440048, tf_ds = 16, tf_\ 30:edi = 3072, tf_esi = -266445372, tf_ebp = -272630356, tf_isp = -27\ 31:2630396, tf_ebx = -266427884, tf_edx = 12, tf_ecx = -266427884, tf\ 32:_eax = 64772224, tf_trapno = 12, tf_err = -272695296, tf_eip = -26\ 33:6672343, tf_cs = -266469368, tf_eflags = 66066, tf_esp = 3072, tf_\ 34:ss = -266427884}) (../../i386/i386/trap.c line 283) 35:283 (void) trap_pfault(&frame, FALSE); 36: (kgdb) frame frame->tf_ebp frame->tf_eip 37:Reading in symbols for ../../i386/isa/pcvt/pcvt_drv.c...done. 38:#0 0xf01ae729 in pcopen (dev=3072, flag=3, mode=8192, p=(struct p\ 39:roc *) 0xf07c0c00) (../../i386/isa/pcvt/pcvt_drv.c line 403) 40:403 return ((*linesw.l_open)(dev, tp)); 41: (kgdb) list 42:398 43:399 tp->t_state |= TS_CARR_ON; 44:400 tp->t_cflag |= CLOCAL; /* cannot be a modem (:-) */ 45:401 46:402 #if PCVT_NETBSD || (PCVT_FREEBSD >= 200) 47:403 return ((*linesw.l_open)(dev, tp)); 48:404 #else 49:405 return ((*linesw.l_open)(dev, tp, flag)); 50:406 #endif /* PCVT_NETBSD || (PCVT_FREEBSD >= 200) */ 51:407 } 52: (kgdb) print tp 53:Reading in symbols for ../../i386/i386/cons.c...done. 54:$1 = (struct tty *) 0x1bae 55: (kgdb) print tp->t_line 56:$2 = 1767990816 57: (kgdb) up 58:#1 0xf0191503 in cnopen (dev=0x00000000, flag=3, mode=8192, p=(st\ 59:ruct proc *) 0xf07c0c00) (../../i386/i386/cons.c line 126) 60: return ((*cdevsw.d_open)(dev, flag, mode, p)); 61: (kgdb) up 62:#2 0xf0132c34 in spec_open () 63: (kgdb) up 64:#3 0xf012d014 in vn_open () 65: (kgdb) up 66:#4 0xf012a183 in open () 67: (kgdb) up 68:#5 0xf019d4eb in syscall (frame={tf_es = 39, tf_ds = 39, tf_edi =\ 69: 2158592, tf_esi = 0, tf_ebp = -272638436, tf_isp = -272629788, tf\ 70:_ebx = 7086, tf_edx = 1, tf_ecx = 0, tf_eax = 5, tf_trapno = 582, \ 71:tf_err = 582, tf_eip = 75749, tf_cs = 31, tf_eflags = 582, tf_esp \ 72:= -272638456, tf_ss = 39}) (../../i386/i386/trap.c line 673) 73:673 error = (*callp->sy_call)(p, args, rval); 74: (kgdb) up 75:Initial frame selected; you cannot go up. 76: (kgdb) quit 77: # exit 78:exit 79: 80:Script done on Fri Dec 30 23:18:04 1994

лПННЕОФБТЙЙ Л ЧЩЫЕРТЙЧЕДЕООПНХ ЦХТОБМХ:

УФТПЛБ 6:

ьФП ДБНР, ЧЪСФЩК РТЙ РПНПЭЙ DDB (УНПФТЙ ОЙЦЕ), РПЬФПНХ ЛПННЕОФБТЙК Л БЧБТЙКОПНХ ПУФБОПЧХ ЙНЕЕФ ЙНЕООП ЧЙД ``because you said to!"" Й ФТБУУЙТПЧЛБ УФЕЛБ ЗМХВПЛБ; ПДОБЛП ЙЪОБЮБМШОПК РТЙЮЙОПК РЕТЕИПДБ Ч DDB ВЩМБ БЧБТЙКОБС ПУФБОПЧЛБ РТЙ ЧПЪОЙЛОПЧЕОЙА ПЫЙВЛЙ УФТБОЙГЩ РБНСФЙ.

УФТПЛБ 20:

ьФП НЕУФПОБИПЦДЕОЙЕ ЖХОЛГЙЙ trap() Ч ФТБУУЙТПЧЛЕ УФЕЛБ.

УФТПЛБ 36:

рТЙОХДЙФЕМШОПЕ ЙУРПМШЪПЧБОЙЕ ОПЧПК ЗТБОЙГЩ УФЕЛБ; ФЕРЕТШ ЬФП ОЕ ОХЦОП. рТЕДРПМБЗБЕФУС, ЮФП ЗТБОЙГЩ УФЕЛБ ХЛБЪЩЧБАФ ОБ РТБЧЙМШОПЕ ТБУРПМПЦЕОЙЕ, ДБЦЕ Ч УМХЮБЕ БЧБТЙКОПЗП ПУФБОПЧБ. зМСДС ОБ УФТПЛХ ЙУИПДОПЗП ЛПДБ 403, НПЦОП УЛБЪБФШ, ЮФП ЧЕУШНБ ЧЕТПСФОП, ЮФП МЙВП ЧЙОПЧБФ ДПУФХР РП ХЛБЪБФЕМА ``tp"", МЙВП ВЩМ ЧЩИПД ЪБ ЗТБОЙГЩ НБУУЙЧБ.

УФТПЛБ 52:

рПИПЦЕ, ЮФП ЧЙОПЧБФ ХЛБЪБФЕМШ, ОП ПО СЧМСЕФУС ДПРХУФЙНЩН БДТЕУПН.

УФТПЛБ 56:

пДОБЛП, ПЮЕЧЙДОП, ЮФП ПО ХЛБЪЩЧБЕФ ОБ НХУПТ, ФБЛ ЮФП НЩ ОБЫМЙ ОБЫХ ПЫЙВЛХ! (дМС ФЕИ, ЛФП ОЕ ЪОБЛПН У ЬФПК ЮБУФША ЛПДБ: tp->t_line УМХЦЙФ ДМС ИТБОЕОЙС ТЕЦЙНБ ЛБОБМБ ЛПОУПМШОПЗП ХУФТПКУФЧБ, Й ЬФП ДПМЦОП ВЩФШ ДПУФБФПЮОП НБМЕОШЛПЕ ГЕМПЕ ЮЙУМП.)

Отладчик - вторая после компилятора вещь, необходимая для создания программ. Однако многие из тех, кто пишет компьютерные программы и пользуется отладчиком, не в курсе того, каковы принципы и механизмы его работы.

Тяжело быть отладчиком...

В свете того, что программисты используют отладчик денно и нощно, особенно когда войдут в режим глубокой отладки, стоит сказать, что, будь отладчик не программой, а железякой, он бы наверняка перегрелся и сломался. Потому что столько работы, сколько её достаётся отладчику, не имеет даже компилятор.

Конечно, поскольку сейчас множество всяких различных языков программирования, то и отладчики для каждого из них свои. И, естественно, для разных категорий этих языков имеются различия в работе отладчиков: например, отладчик программ на интерпретируемом Ruby будет работать иначе, чем для компилируемого в байт-код языка Java, а отладчик для Java, в свою очередь, будет иметь отличия от отладчика Visual C++.

Я расскажу об отладке для платформы Windows. Поняв принципы работы отладчиков для неё, можно будет разобраться и с отладчиками под POSIX-системы, и с отладчиками, которые работают не на уровне операционной системы, а на уровне виртуальной машины или какого-либо интерпретатора.

Отладчики для Windows: два вида

Существуют два принципиально разных вида отладчиков под Windows. Думаю, с первыми сталкивались все, когда программировали на Delphi (не программировали на нём? С трудом верится. На чём же вы программировали в школе и на младших курсах?). Это отладчики пользовательских приложений. Их немало, и они существуют как по отдельности, так и (особенно, кстати, часто) в составе интегрированных сред разработки приложений. Среди отладчиков, распространяемых как отдельные программные продукты, традиционно выделяют OllyDbg, и о нём я когда-то писал в "Компьютерных вестях".

Второй вид отладчиков - это отладчики ядра операционной системы. Они встречаются и используются реже и по своему устройству значительно отличаются от отладчиков пользовательских приложений. Самый известный, и, одновременно, самый лучший из отладчиков ядра - это SoftIce. Возможно, вы о нём не только слышали, но даже пользовались.

Поскольку работа каждого из двух видов отладчиков имеет свою специфику, то я расскажу о каждом из них подробнее.

Отладчик пользовательских приложений

Отладчик пользовательских приложений устроен проще, поскольку самую чёрную и грязную работу берёт на себя операционная система. В Windows есть специальные программные интерфейсы, которые предназначены для отладки приложений пользовательского уровня - называются они Windows Debugging API. Именно отладочными API пользуются все отладчики, которые встроены в популярные интегрированные среды разработки для Windows.

Для того чтобы отладка началась, отладчик должен запустить отлаживаемый процесс специальным образом - таким, чтобы система знала, что этот процесс будет находиться под отладкой. После этого начинается цикл отладки: программа выполняется до наступления определённого события, которое так и называется - отладочное событие, или debug event. При этом цикл отладки запускается в отдельном потоке, чтобы предотвратить зависание отладчика.

Но это только начало. Потому что самое интересное в работе отладчика начинается уже тогда, когда отладочное событие произошло. Ведь, по сути, в чём заключается работа отладчика? Чтобы помочь программисту локализовать ошибку с точностью до конкретной функции, конкретной операции, конкретной переменной. В этом нелёгком деле отладчику также может помочь операционная система.

Итак, отладочное событие произошло, и дальше надо каким-то образом узнать, как это связано с текстом программы. Это возможно только если в саму программу включена специальная отладочная информация - таблица отладочных символов. Она содержит в себе информацию о соответствии между адресами и именами функций, типов данных, номерами строк кода. Именно благодаря им возможна та отладка, с которой знаком каждый Windows-программист. Таблицы символов имеют разные форматы, а потому не всегда возможно отладить программу, скомпилированную компилятором одного разработчика, с помощью отладчика от другого производителя. Но, правда, самый распространённый формат всё же можно указать - это PDB (Program Database), и разработан он, естественно, корпорацией Microsoft.

Итак, если отладочная таблица символов имеет формат PDB, то можно воспользоваться специальным инструментом от корпорации Microsoft - символьным отладочным процессором. Когда-то он входил в ядро системы и назывался Imagehlp.dll, но уже давным-давно был выделен в отдельную библиотеку. Символьный процессор позволяет находить по заданному адресу ближайшую открытую функцию или глобальную переменную, а также номер строки и название файла с исходным текстом, в котором эта строка находится. Поддерживаются и обратные операции, например, поиск адреса функции по её имени.

Это, конечно, далеко не вся работа, которой занимается отладчик пользовательских приложений. Например, при отладке многопоточных приложений появляются многие очень тонкие моменты, связанные со взаимодействием потоков. Даже при отладке таких сравнительно простых вещей, как сервисы, есть свои нюансы.

Но на нюансах мы сейчас останавливаться не будем - в конце статьи я скажу вам, где о них почитать. Сейчас же давайте посмотрим на отладчики ядра.

Отладчик ядра

Отладчики ядра - программы намного более сложные, чем отладчики пользовательских приложений, и, полагаю, вполне понятно, почему: у них отсутствует помощник в виде операционной системы. Она в данном случае является их клиентом, ведь именно её они, в конечном счёте, должны отлаживать.

Большинство отладчиков ядра требует для своей работы два компьютера, соединённых нуль-модемным кабелем. Нуль-модем - это способ соединения двух компьютеров напрямую кабелем через их COM или LTP-порты. Второй компьютер нужен, потому что часть отладчика, сидящая на первом (на том, где установлена отлаживаемая система), имеет ограниченный доступ к аппаратному обеспечению, и поэтому весь вывод данных идёт по нуль-модему на второй компьютер.

В современных процессорах архитектуры Intel x86 имеются специальные отладочные регистры (и в стареньком 368-м, и в более новых моделях процессоров их всего восемь, они именуются как DR0-DR7). Эти регистры позволяют отладчику ставить контрольные точки на чтение и запись памяти, а также на порты ввода-вывода. В общем виде всё выглядит именно так, и я не думаю, что стоит сейчас расписывать подробно, за что отвечает каждый из отладочных регистров, какими прерываниями реализуются точки останова и давать прочую подобную информацию. Лучше расскажу о конкретных существующих отладчиках ядра для Windows.

Ну, во-первых, это отладчик, встроенный в само ядро операционной системы. Он есть во всех ОС линейки NT, начиная с Windows 2000. Это часть файла NTOSKRNL.EXE, и включить его можно, задав опцию "/Debug" для операционной системы в BOOT.INI. Этот отладчик нуждается в нуль-модемном соединении и втором компьютере с такой же ОС.

Есть ещё один отладчик ядра от Microsoft - WinDBG. Строго говоря, это не отладчик ядра, а гибридный отладчик, который можно использовать и для отладки приложений уровня пользователя. Он, в отличие от отладчика, встроенного в ядро, имеет графическую оболочку, а потому пользоваться им проще. Этот отладчик также поддерживает специальные расширения, которые могут пригодиться при решении некоторых задач отладки. Но и он для отладки ядра требует два компьютера.

Однако существует отладчик ядра, который может осуществлять отладку на одном-единственном компьютере. Это SoftIce. При этом SoftIce умеет отлаживать и прикладные программы. Использование этого отладчика для пользовательских программ оправдано, например, в случае отладки систем реального времени, привязываемых к системному таймеру. Если выполнять отладку с помощью обыкновенного отладчика, то результат может оказаться неправильным даже при правильной работе программы, а SoftIce остановит и программу, и таймер. Это полезно при отладке многопоточных приложений. Ко всему прочему, SoftIce имеет очень, очень хорошо развитые средства вывода информации обо всех потоках в системе, о синхронизации потоков для многопоточных приложений, информации о handle"ах... Единственный минус этого отладчика - его сложность для прикладного программиста. Но из отладчиков ядра это самый простой и эффективный.

Для самых любознательных

Сейчас, конечно, разговор об отладчиках для Windows-приложений не так актуален, как ещё лет десять назад. Весь мир заинтересовался Интернетом, и основными пользователями SoftIce стали крякеры, неутомимые труженики на ниве пиратства. Тем не менее, это не так уж плохо. Общение с SoftIce"ом, несомненно, развивает человека в плане знаний о компьютере, хотя, конечно, если общаться только с отладчиками и не общаться с живыми людьми, возможны некоторые побочные эффекты. Ну, об этом, я думаю, все и так догадываются.

Отладчики - одни из самых своеобразных видов программного обеспечения, но в плане разработки даже отладчики программ уровня пользователя довольно сложны. Но, тем не менее, если у вас есть желание и время для того, чтобы разработать собственный отладчик, ваши знания в области операционных систем и программирования существенно возрастут, а значит, возрастут и шансы на высокооплачиваемую работу.

Итак, если вам хочется создать собственный отладчик, то сначала стоит ознакомиться с материалами на эту тему. На мой взгляд, самым лучшим пособием для начала будет книга Джона Роббинса "Отладка Windows-приложений". Она уже старая, 2001-го года издания, но информация, изложенная в ней, актуальна и сейчас, поскольку имеет общий, даже в некотором роде фундаментальный характер. В этой книге есть примеры написания отладчиков для Windows, кроме того, она пригодится вам, если вы программируете на C++ и хотите лучше разобраться в обработке исключений. Собственно, именно из этой книги я и почерпнул сведения об отладчиках, изложенные в статье. Если же найти эту книгу не получится (всё-таки, она уже довольно старая), есть несколько адресов, которые могут вам пригодиться. Первый - вот такой: www.xakep.ru/post/19158/default.asp . Эта статья из журнала "Хакер" несколько подробнее рассказывает об отладчиках ядра, чем это сделал я, а кроме того, в ней приведён код простейшего отладчика. А по адресу kalashnikoff.ru/Assembler/issues/016.htm можно узнать о том, как написать DOS-отладчик. Но, конечно, лучше всего читать MSDN и попутно найти какой-нибудь отладчик с открытыми исходными текстами, чтобы в нём разобраться. Ну и, конечно, если вы взялись за написание отладчика, то успехов вам в этом нелёгком деле!

Термин «отладка ядра» означает изучение внутренней структуры данных ядра и (или) пошаговую трассировку функций в ядре. Эта отладка является весьма полезным способом исследования внутреннего устройства Windows, поскольку она позволяет получить отображения внутренней системной информации, недоступной при использовании каких-либо других средств, и дает четкое представление о ходе выполнения кода в ядре.

Прежде чем рассматривать различные способы отладки ядра, давайте исследуем набор файлов, который понадобится для осуществления любого вида такой отладки.

Символы для отладки ядра

Файлы символов содержат имена функций и переменных, а также схему и формат структур данных. Они генерируются программой-компоновщиком (linker) и используются отладчиками для ссылок на эти имена и для их отображения во время сеанса отладки. Эта информация обычно не хранится в двоичном коде, поскольку при выполнении кода она не нужна. Это означает, что без нее двоичный код становится меньше по размеру и выполняется быстрее. Но это также означает, что при отладке нужно обеспечить отладчику доступ к файлам символов, связанных с двоичными образами, на которые идут ссылки во время сеанса отладки.

Для использования любого средства отладки в режиме ядра с целью исследования внутреннего устройства структуры данных ядра Windows (списка процессов, блоков потоков, списка загруженных драйверов, информации об использовании памяти и т. д.) вам нужны правильные файлы символов и, как минимум, файл символов для двоичного образа ядра - Ntoskrnl.exe. Файлы таблицы символов должны соответствовать версии того двоичного образа, из которого они были извлечены. Например, если установлен пакет Windows Service Pack или какое-нибудь исправление, обновляющее ядро, нужно получить соответствующим образом обновленные файлы символов.

Загрузить и установить символы для различных версий Windows нетрудно, а вот обновить символы для исправлений удается не всегда. Проще всего получить нужную версию символов для отладки путем обращения к специально предназначенному для этого серверу символов Microsoft, воспользовавшись для этого специальным синтаксисом для пути к символам, указываемом в отладчике. Например, следующий путь к символам заставляет средства отладки загрузить символы с интернет-сервера символов и сохранить локальную копию в папке c:\symbols:srv*c:\symbols*http://msdl.microsoft.com/download/symbols

Подробные инструкции по использованию символьного сервера можно найти в файле справки средств отладки или в Интернете на веб-странице http://msdn.microsoft.com/en-us/windows/hardware/gg462988.aspx.

Отладчики режима ядра находятся между CPU и операционной системой. Это означает, что, когда вы останавливаете отладчик режима ядра, операционная система также полностью останавливается. Нетрудно сообразить, что переход операционной системы к резкому останову полезен, когда вы работаете с таймером и над проблемами синхронизации. Все-таки, за исключением одного отладчика, о котором будет рассказано ниже (в разделе "Отладчик SoftlCE" данной главы), нельзя отлаживать код пользовательского режима с помощью отладчиков режима ядра.

Отладчиков режима ядра не так много. Вот некоторые из них: Windows 80386 Debugger (WDEB386), Kernel Debugger (1386KD), WinDBG и SoftlCE. Каждый из этих отладчиков кратко описан в следующих разделах.

Отладчик WDEB386

WDEB386 - это отладчик режима ядра Windows 98, распространяемый в составе Platform SDK. Этот отладчик полезен только для разработчиков, пишущих драйверы виртуальных устройств Windows 98 (VxD). Подобно большинству отладчиков режима ядра для операционных систем Windows, отладчик WDEB386 требует для работы две машины и нуль-модемный кабель. Две машины необходимы потому, что часть отладчика, которая выполняется на целевой машине, имеет ограниченный доступ к ее аппаратным средствам, так что он посылает свой вывод и получает команды от другой машины.

Отладчик WDEB386 имеет интересную историю. Он начинался как внутренний фоновый инструмент Microsoft в эпоху Windows 3.0. Его было трудно использовать, и он не имел достаточной поддержки для отладки исходного кода и других приятных свойств, которыми нас испортили отладчики Visual C++ и Visual Basic.

"Точечные" (DOT) команды - наиболее важная особенность WDEB386. Через прерывание INT 41 можно расширять WDEB386 с целью добавления команд. Эта расширяемость позволяет авторам VxD-драйверов создавать заказные отладочные команды, которые дают им свободный доступ к информации в их виртуальных устройствах. Отладочная версия Windows 98 поддерживает множество DOT-команд, которые позволяют наблюдать точное состояние операционной системы в любой точке процесса отладки.

Отладчик I386KD

Windows 2000 отличается от Windows 98 тем, что реально действующая часть отладчика режима ядра является частьюNTOSKRNL. EXE - файла главного ядра операционной системы Windows 2000. Этот отладчик доступен как в свободных (выпускных), так и в проверенных (отладочных) конфигурациях операционной системы. Чтобы включить отладку в режиме ядра, установите параметр загрузчика /DEBUG в BOOT. INI и, дополнительно, опцию загрузчика /DEBUGPORT, если необходимо установить значение коммуникационного порта отладчика режима ядра, отличающееся от умалчиваемого (СОМ1). I386KD выполняется на своей собственной машине и сообщается с машиной Windows 2000 через кабель нуль-модема.

Отладчик режима ядра NTOSKRNL. EXE делает только то, что достаточно для управления CPU, так чтобы операционная система могла быть отлажена. Большая часть отладочной работы - обработка символов, расширенные точки прерывания и дизассемблирование - выполняется на стороне 1386KD. Одно время Windows NT 4 Device Driver Kit (DDK) документировал протокол, используемый в кабеле нуль-модема. Однако Microsoft больше его не документирует.

Мощь 1386KD очевидна, если посмотреть на все команды, которые он предлагает для доступа к внутреннему состоянию Windows 2000. Знание механизма работы драйверов устройств в Windows 2000 поможет программисту следить за выводом многих команд. Не смотря на всю свою мощь, i386KD почти никогда не применяется, потому что это консольное приложение, которое очень утомительно использовать для отладок исходного уровня.