2026.07.29-工作周记

[Irissssaa]

工作日志

1. 成功复现async-os，遇到的问题整理成文档并写下成功复现步骤。
2. 适配async-os调试

a. 白名单的获取依赖详细调试信息，需要能够获得函数返回值类型；

b. 调试器对 Riscv 架构的适配；

详细日志如下：

第一阶段：内核态异步追踪（coroutine_test）

1. 白名单中没有异步函数

排查过程

• ELF 有 Future::poll 符号——nm 能看到三个 Future>::poll，白名单不应该空
• 但 GDB 输出格式不对——info functions 在 release 模式下输出如下：

root@iZ2zeaeosnumduug01ryjjZ:/home/iristseng/data/async-os# gdb-multiarch /home/iristseng/data/async-os/apps/coroutine_test/coroutine_test_riscv64-qemu-virt.elf -batch -ex "info functions" 2>/dev/null | grep -i "poll\|Future" | head -20
0xffffffc080206f36  <sync::mutex::MutexGuard<async_std::io::stdio::StdoutRaw> as core::future::future::Future>::poll
0xffffffc0802111e0  <trampoline::vsched2::Task as vsched2::interface::Task>::poll
0xffffffc080211f54  <sync::mutex::MutexGuard<alloc::collections::btree::map::BTreeMap<u64, executor::signal::SignalModule>> as core::future::future::Future>::poll

没有文件路径、行号、返回类型（-> core::task::poll::Poll<...>）。async-debug 的poll函数识别逻辑依赖返回类型，所以原因是：

release 模式编译的 ELF 缺少完整调试信息，GDB 的 info functions 输出不包含函数签名和返回类型，导致白名单生成器无法识别异步函数。

解决方案

在 release 编译时追加 -g 标志，嵌入调试信息但不改变代码优化：

make build ARCH=riscv64 BLK=n \
RUSTFLAGS="-C link-arg=-T/home/iristseng/data/async-os/linker_riscv64-qemu-virt.lds -C link-arg=-no-pie -C force-frame-pointers=yes -g"

NOTE：

• 为什么不能直接用debug模式呢？因为 RISC-V JAL 指令的硬件限制（±1MB），async-os 的 trap_vector_base
  用了裸汇编直接写 JAL 跳转，debug 代码膨胀后编译无法通过。要修得改汇编，改动太大了。所以选择了上面的方案。
• RUSTFLAGS 不能只传 -g，会覆盖 cargo.mk定义的默认标志，导致链接脚本丢失，必须把原有的 -T、-no-pie、force-frame-pointers 一起带上再加

2. 影子栈始终为空

排查过程

断点能命中，但 snapshot 的 path 始终是空数组 []，面板没有节点产生。

白名单没有问题，问题可能出在path 的产生环节，看了path的产生函数，path 是空的只可能两个原因：poll_sym 为空，或 this_ptr为零。runtime_trace.py 有一行：this_ptr = _reg_u64("rdi")，rdi 是 x86_64 寄存器，但是async-os是运行在riscv上的，问题大概出在这里。

解决方案

添加架构检测函数，替换所有的硬编码。

成功获得了异步树

3. snapshot 中有重复 CID 节点

{"thread_id": 1, "path": [{"type": "async", "cid": 1, "func": "coroutine_test::keep_name::{async_block#0}", "addr": "-0x3f7fd54330", "poll": 0, "state": 5, "file": "apps/coroutine_test/src/main.rs", "fullname": "/home/iristseng/data/async-os/apps/coroutine_test/src/main.rs", "line": 12}, {"type": "async", "cid": 1, "func": "coroutine_test::keep_name::{async_block#0}", "addr": "-0x3f7fd54330", "poll": 0, "state": 5, "file": "apps/coroutine_test/src/main.rs", "fullname": "/home/iristseng/data/async-os/apps/coroutine_test/src/main.rs", "line": 12}]}

同一个 CID=1 的节点在 path 中出现了两次，poll 计数也相同。这也导致异步树中有重复节点。

具体原因不是很清楚，之前path中运行完的poll函数会依靠GDB的gdb.FinishBreakpoint识别poll函数的出口然后弹出path中的节点，可能是哪个环节出错了，导致断点出口没识别到，所以我尝试在path添加时增加一个判断：

这个poll函数之前有没有被设置过CID，还在不在path中，如果在则将它清除。因为一个poll函数要是没有运行完，是不会被再次poll的。

4. gdb.FinishBreakpoint 在 RISC-V 上不工作

根据上面那个问题，我进行了相应的修改，但是发现发现 poll 值始终为 0。根据PollEntryBP中的实现，由于poll的值一直都不增加，分析PollEntryBP的实现，所以大概率是PopOnReturnBP(tid, cid)失败了，可能是这个GDB和Riscv适配的不是很好？不知道。

# PollEntryBP.stop() 中
_push_coro(cid)              # push — 执行了 
_PopOnReturnBP(tid, cid)     # 创建退出断点 
# 如果创建退出断点失败了，会抛出异常导致下面不会运行
seq = _CO_POLL_SEQ.get(cid, 0) + 1  # poll 计数
_CO_POLL_SEQ[cid] = seq             

写最小测试验证：

root@iZ2zeaeosnumduug01ryjjZ:/home/iristseng/data/async-os# cat > /tmp/test_finish.py << 'EOF'
import gdb

class TestFinish(gdb.FinishBreakpoint):
    def __init__(self):
        super().__init__(gdb.selected_frame(), internal=True)
    def stop(self):
        print("[TEST] FinishBreakpoint FIRED!")
        return False

print("[TEST] Creating...")
try:
    TestFinish()
    print("[TEST] Created OK")
except Exception as e:
    print(f"[TEST] FAILED: {e}")
EOF

结果：

确认是 gdb.FinishBreakpoint的问题了，这也解释了上一个问题。在上一个问题的解决基础上去掉_PopOnReturnBP的异常，保护后续逻辑。

第二阶段：跨特权级调试（user_boot）

经过前面的步骤，async-os的内核异步函数可以追踪到了，接下来就是尝试特权级切换的异步跟踪。

需要编译用户态的程序，指令如下：

make build A=apps/user_boot ARCH=riscv64 MODE=release \
RUSTFLAGS="-C link-arg=-T/home/iristseng/data/async-os/linker_riscv64-qemu-virt.lds -C link-arg=-no-pie -C force-frame-pointers=yes -g"

5. Border 断点只支持 file:line 匹配，不支持函数名

async-debug中的os调试还未加入函数名匹配的功能，并且async-os和StarryOS一样，边界断点的源代码并没有在工作区，所以只能通过函数名设置断点。把这个功能移植过来就好（从osgdb）

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8. Hook breakpoint 只有函数名时崩溃

启动时hook断点报错，

命令 "ARD: Set Hook Breakpoints from launch.json" 导致错误 Cannot read properties of undefined (reading 'replace')

原因是因为调试器要求hook断点有 breakpoint.file 和 breakpoint.line，我上一步对hook断点也实现了函数名确定的方法（无文件名和行号），但是没改全，导致报错。

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9. user_boot 启动后直接退出，断点不命中

QEMU 终端输出如下，输出完[ 0.000000 0 vsched2::api:63] kernel_init_main complete!就退出了：

查看调试控制台，发现应该是缺少磁盘镜像，最开始我尝试编译了用户态程序，会自动生成磁盘镜像，但是经检查，应该是之前编译用户态程序的时候报错了，没注意到，尝试重新编译。（缺少一些依赖）

cd user_apps && make build_uapps 
cd ..
sh ./build_img.sh -a riscv64