1. Н.И. Фурсова

2. Актуальность темы
 Широкое распространение
мобильных устройств
 Растущая популярность написания
ПО для мобильных устройств
 Необходимость анализировать и
отлаживать приложения
2

3. Проблемы
 Обратная отладка приложений
 Отладка самого симулятора
 Отладка приложений, использующих
сеть
 Отладка realtime приложений
 Анализ приложений
3

4. Решение проблем
Детерминированное воспроизведение –
технология, позволяющая записывать и
воспроизводить сценарии работы
программ
4

5. Выбор пути
 Модификация Java-машины
 Большой объем работы
 Невозможность расширения (не получится
отлаживать линукс-приложения)
 Воспроизведение только Java-приложений
 Модификация симулятора Android
 Возможность портирования части кода
 Возможность воспроизведения всей системы
 Возможность отлаживать линукс-приложения
5

6. Симулятор Android
 Разработан на основе Qemu
 Доступны исходные файлы
 Поддержка Google
 Динамическая трансляция (позволяет
работать симулятору с приемлемой
скоростью)
6

7. Структура симулятора
Hosthardware
Booted Android system
Emulated goldfish board
Emulator
Dynamic Binary
Translation
QEMUD
Services
QEMU Process
ARM CPU
stdio
Android Kernel
QEMU-
monitor
Serial
port 1
QEMUD
Multiplexer
7

8. Принцип работы
Журнал событий – своеобразный лог
недетерминированных событий,
возникающих в процессе работы
симулятора
Запись выполняется последовательно,
без индексации
8

9. Принцип работы
 Запись
 Выполнение инструкции
 Чтение часов
 Нажатие клавиш на клавиатуре
 Движение мыши
 Сетевые пакеты
 Воспроизведение
 Считывание показаний часов из журнала
 Передача сообщений от клавиатуры, мыши,
звуковой и сетевой карт
 Обновление внутреннего счетчика команд
9

10. Изменения
Hosthardware
Booted Android system
Emulated goldfish board
Emulator
Dynamic Binary
Translation
QEMUD
Services
QEMU Process
ARM CPU
stdio
Android Kernel
QEMU-
monitor
Serial
port 1
QEMUD
Multiplexer
10

11. Доработка симулятора
 Модуль трансляции кода
Перед выполнением инструкции
выполняется код, увеличивающий счетчик
инструкций
 Таймеры
При записи показания записываются в
журнал, при воспроизведении –
считываются из журнала
 Аудио
Данные из микрофона записываются в
очередь и вызываются в определенное
время
11

12. Доработка симулятора
 Дисплей
Прерывание обновления экрана
происходит не когда угодно, а когда в
журнале появится соответствующее
событие
 Сеть
Входящие сетевые пакеты
записываются в журнал и при
возникновении необходимости берутся
не из внешней сети, а из журнала
12

13. Доработка симулятора
 Модуль работы с образами дисков
Пути решения:
 Записывать полученные данные в журнал
○ Большой объем данных
○ Сложность реализации
 Копировать файлы и осуществлять
запись данных во временные файлы
○ Простота реализации
○ Журнал не используется
13

14. Выводы
 Полностью воспроизводится загрузка
ОС (свыше 27 млрд инструкций)
 Доработаны модули, отвечающие за:
 Мышь
 Клавиатуру
 Аудио
 Таймеры
 Образы дисков
 Дисплей
 Сеть (частично)
14

15. Список литературы
 П.М. Довгалюк, В.А. Макаров
Обратная отладка с помощью
детерминированного
воспроизведения программ в
виртуальной машине
 https://wiki.diebin.at/Under_the_hood_of
_Android_Emulator_(appcert)
15