实现一个 Golang 调试器（第一部分）

写这个系列的目的不是为了列出 Golang 编程语言的调试器的所有特性。如果你想看这些内容，可以看下 。在这篇文章里我们试着去探索下调试器通常是怎样工作的，怎么在 Linux 上完成一个基本的调试，Linux 上比较关心 Golang 的功能，比如 。

创建调试器没那么简单。就这一个话题我们单独写一篇文章也讲不完。相反，本篇博文是个开始，这个系列的最终目标是找到解决方案来处理最常见的场景。期间我们会讨论类似 , 的话题，还会接触到一些架构相关的问题。

环境

整个系列文章中，我们都会使用 来获取基于 Debian Jessie 的可复制的 playground。我使用的是 ，这可以在一定程度上让我们在做一些底层讨论的时候起点作用。项目结构如下：

> tree
.
├── Dockerfile
└── src
	└── github.com
		└── mlowicki
			├── debugger
			│   └── debugger.go
			└── hello
				└── hello.go

我们马上要用到的调试器的主要文件就是 debugger.go，hello.go 文件包含我们整个流程中调试的 sample 程序源代码。现在你写最简单的内容就可以：

package main
func main() {
}

我们先写一个非常简单的 Dockerfile：

FROM golang:1.8.1
RUN apt-get update && apt-get install -y tree

为了编译 Docker 镜像，到（Dockerfile 所在的）最外层目录，运行：

> docker build -t godebugger .

给容器加速，执行：

> docker run --rm -it -v "$PWD"/src:/go/src --security-opt seccomp=unconfined godebugger

有安全运算模式（seccomp）的相关描述。现在剩下的是在容器里编译这这两个程序。第一个可以这样做：

> go install --gcflags="-N -l" github.com/mlowicki/hello

标识 --gcflag 用于禁止 （-l），编译优化（-N）可以让调试更容易。调试器如下做编译：

> go install github.com/mlowicki/debugger
/go/binhellodebugger

第一步

continue
> cat hello.go
package main
import "fmt"
func f() int {
 var n int
 n = 1
 n = 2
 return n
}
func main() {
 fmt.Println(f())
}
> dlv debug
break Type ‘help’ for list of commands.
(dlv) break main.f
Breakpoint 1 set at 0x1087050 for main.f() ./hello.go:5
(dlv) continue
> main.f() ./hello.go:5 (hits goroutine(1):1 total:1) (PC: 0x1087050)
  1: package main
  2:
  3: import "fmt"
  4:
=>   5: func f() int {
  6:     var n int
  7:     n = 1
  8:     n = 2
  9:     return n
 10: }
(dlv) next
> main.f() ./hello.go:6 (PC: 0x1087067)
  1: package main
  2:
  3: import "fmt"
  4:
  5: func f() int {
=>   6:     var n int
  7:     n = 1
  8:     n = 2
  9:     return n
 10: }
 11:
(dlv) print n
842350461344
(dlv) next
> main.f() ./hello.go:7 (PC: 0x108706f)
  2:
  3: import "fmt"
  4:
  5: func f() int {
  6:     var n int
=>   7:     n = 1
  8:     n = 2
  9:     return n
 10: }
 11:
 12: func main() {
(dlv) print n
0
(dlv) next
> main.f() ./hello.go:8 (PC: 0x1087077)
  3: import "fmt"
  4:
  5: func f() int {
  6:     var n int
  7:     n = 1
=>   8:     n = 2
  9:     return n
 10: }
 11:
 12: func main() {
 13:     fmt.Println(f())
(dlv) print n
1

让我们看看我们自己怎么实现。 第一步是需要给进程（我们的调试器）找一个机制，去控制其他进程（我们要调试的进程）。幸好在 Linux 上我们有这个-- 。这还不算。Golang 的 包提供了一个类似 的接口，可以重启被跟踪的进程。因此这里包含了第二部分内容，但是为了有机会在程序开始执行之前设置断点我们还得做点其他的。创建新进程的时候我们可以通过设置属性-- 指定进程行为。其中一个是 Ptrace 可以跟踪进程，然后进程会停止并在开启之前给父进程发送 。我们把刚才学到的内容整理成一个工作流程...

> cat src/github.com/mlowicki/hello/hello.go
package main
import "fmt"
func main() {
 fmt.Println("hello world")
}
> cat src/github.com/mlowicki/debugger/debugger.go
package main
import (
 "flag"
 "log"
 "os"
 "os/exec"
 "syscall"
)
func main() {
 flag.Parse()
 input := flag.Arg(0)
 cmd := exec.Command(input)
 cmd.Args = []string{input}
 cmd.Stdout = os.Stdout
 cmd.Stderr = os.Stderr
 cmd.SysProcAttr = &syscall.SysProcAttr{Ptrace: true}
 err := cmd.Start()
 if err != nil {
  log.Fatal(err)
 }
 err = cmd.Wait()
 log.Printf("State: %v\n", err)
 log.Println("Restarting...")
 err = syscall.PtraceCont(cmd.Process.Pid, 0)
 if err != nil {
  log.Panic(err)
 }
 var ws syscall.WaitStatus
 _, err = syscall.Wait4(cmd.Process.Pid, &ws, syscall.WALL, nil)
 if err != nil {
  log.Fatal(err)
 }
 log.Printf("Exited: %v\n", ws.Exited())
 log.Printf("Exit status: %v\n", ws.ExitStatus())
}
> go install -gcflags="-N -l" github.com/mlowicki/hello
> go install github.com/mlowicki/debugger
> debugger /go/bin/hello
2017/05/05 20:09:38 State: stop signal: trace/breakpoint trap
2017/05/05 20:09:38 Restarting...
hello world
2017/05/05 20:09:38 Exited: true
2017/05/05 20:09:38 Exit status: 0

log.Printf("State: %v\n", err)

哪怕知道一点点，我们也可以做一些很赞的事情。这些都会为今后的提高和实践（不久的将来）奠定基础。 给我们点个赞吧，让更多人能看到这篇文章。如果你想获得新博文的更新或者在工作中获得提高，请关注我们吧。

译者：

校对：

本文由 原创编译， 荣誉推出

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