Question

在下面的程序中，我试图导致以下情况发生：

处理 A 为堆栈变量 a 分配值。
进程 A （父）使用PID child_pid 创建进程 B （子）。
进程 B 调用函数 func1 ，将指针传递给 a 。
进程 B 通过指针更改变量 a 的值。
进程 B 打开其 / proc / self / mem 文件，搜索包含 a 的页面，并打印新值< EM>一
处理 A （同时）打开 / proc / child_pid / mem ，寻求右页，并打印 a 的新值。

问题在于，在第6步中，父级只会在 / proc / child_pid中看到 a 的旧值 / mem ，而孩子确实可以在 / proc / self / mem 中看到新值。为什么会这样？有什么方法可以让父母通过 / proc 文件系统查看孩子对地址空间的更改？

#include <fcntl.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

#define PAGE_SIZE 0x1000
#define LOG_PAGE_SIZE 0xc
#define PAGE_ROUND_DOWN(v) ((v) & (~(PAGE_SIZE - 1)))
#define PAGE_ROUND_UP(v) (((v) + PAGE_SIZE - 1) & (~(PAGE_SIZE - 1)))
#define OFFSET_IN_PAGE(v) ((v) & (PAGE_SIZE - 1))
# if defined ARCH && ARCH == 32
#define BP "ebp"
#define SP "esp"
#else
#define BP "rbp"
#define SP "rsp"
#endif

typedef struct arg_t {
 int a;
} arg_t;


void func1(void * data) {
 arg_t * arg_ptr = (arg_t *)data;
 printf("func1: old value: %d\n", arg_ptr->a);
 arg_ptr->a = 53;
 printf("func1: address: %p\n", &arg_ptr->a);
 printf("func1: new value: %d\n", arg_ptr->a);
}


void expore_proc_mem(void (*fn)(void *), void * data) {

 off_t frame_pointer, stack_start;
 char buffer[PAGE_SIZE];
 const char * path = "/proc/self/mem";
 int child_pid, status;
 int parent_to_child[2];
 int child_to_parent[2];
 arg_t * arg_ptr;
 off_t child_offset;

 asm volatile ("mov %%"BP", %0" : "=m" (frame_pointer));
 stack_start = PAGE_ROUND_DOWN(frame_pointer);

 printf("Stack_start: %lx\n",
        (unsigned long)stack_start);

 arg_ptr = (arg_t *)data;
 child_offset = 
  OFFSET_IN_PAGE((off_t)&arg_ptr->a);
 printf("Address of arg_ptr->a: %p\n",
        &arg_ptr->a);

 pipe(parent_to_child);
 pipe(child_to_parent);
 bool msg;
 int child_mem_fd;
 char child_path[0x20];

 child_pid = fork();
 if (child_pid == -1) {
  perror("fork");
  exit(EXIT_FAILURE);
 }
 if (!child_pid) {
  close(child_to_parent[0]);
  close(parent_to_child[1]);
  printf("CHILD (pid %d, parent pid %d).\n",
         getpid(), getppid());
  fn(data);
  msg = true;
  write(child_to_parent[1], &msg, 1);
  child_mem_fd = open("/proc/self/mem", O_RDONLY);
  if (child_mem_fd == -1) {
   perror("open (child)");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("CHILD: child_mem_fd: %d\n", child_mem_fd);
  if (lseek(child_mem_fd, stack_start, SEEK_SET) == (off_t)-1) {
   perror("lseek");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }

  if (read(child_mem_fd, buffer, sizeof(buffer)) 
      != sizeof(buffer)) {
   perror("read");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }

  printf("CHILD: new value %d\n",
         *(int *)(buffer + child_offset));

  read(parent_to_child[0], &msg, 1);
  exit(EXIT_SUCCESS);
 }
 else {
  printf("PARENT (pid %d, child pid %d)\n",
         getpid(), child_pid);
  printf("PARENT: child_offset: %lx\n",
         child_offset);
  read(child_to_parent[0], &msg, 1);
  printf("PARENT: message from child: %d\n", msg);
  snprintf(child_path, 0x20, "/proc/%d/mem", child_pid);
  printf("PARENT: child_path: %s\n", child_path);
  child_mem_fd = open(path, O_RDONLY);
  if (child_mem_fd == -1) {
   perror("open (child)");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("PARENT: child_mem_fd: %d\n", child_mem_fd);
  if (lseek(child_mem_fd, stack_start, SEEK_SET) == (off_t)-1) {
   perror("lseek");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }

  if (read(child_mem_fd, buffer, sizeof(buffer)) 
      != sizeof(buffer)) {
   perror("read");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }

  printf("PARENT: new value %d\n",
         *(int *)(buffer + child_offset));

  close(child_mem_fd);

  printf("ENDING CHILD PROCESS.\n");

  write(parent_to_child[1], &msg, 1);
  if (waitpid(child_pid, &status, 0) == -1) {
   perror("waitpid");
   exit(EXIT_FAILURE);
  }
 }

}

int main(void) {

 arg_t arg;
 arg.a = 42;
 printf("In main: address of arg.a: %p\n", &arg.a);
 explore_proc_mem(&func1, &arg.a);

 return EXIT_SUCCESS;
}

该程序产生以下输出。请注意， a （粗体）的值在父母和孩子读取 / proc / child_pid / mem 文件。

在main中：arg.a的地址：0x7ffffe1964f0
Stack_start：7ffffe196000
地址arg_ptr-＆gt; a：0x7ffffe1964f0
父母（pid 20376，儿童pid 20377）
父母：child_offset：4f0
儿童（pid 20377，父母pid 20376） func1：旧值：42
func1：地址：0x7ffffe1964f0
func1：新值：53
父母：来自孩子的信息：1
孩子：child_mem_fd：4
父母：child_path：/ proc / 20377 / mem
儿童：新值 53
父母：child_mem_fd：7
父母：新值 42
结束儿童过程。

Answer 1

这段代码中有一个愚蠢的错误：

const char * path = "/proc/self/mem";
...
snprintf(child_path, 0x20, "/proc/%d/mem", child_pid);
printf("PARENT: child_path: %s\n", child_path);
child_mem_fd = open(path, O_RDONLY);

所以你总是在这里阅读父母的记忆。但是在改变之后，我得到了：

CHILD: child_mem_fd: 4
CHILD: new value 53
read (parent): No such process

我不知道为什么会发生这种情况 - 也许/proc刷新条目太慢了？（它来自父级中的perror("read") - 必须添加注释以查看哪个失败了）但这似乎很奇怪，因为seek工作 - 以及open本身。

这个问题似乎也不新鲜：http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0007.1/0939.html（ESRCH是“没有这样的过程”）

实际上更好的链接是：http://www.webservertalk.com/archive242-2004-7-295131.html - 标记进程pthread-attach-safe存在问题。你可以在那里找到艾伦考克斯派人到太阳设计师...对我来说，这里拼写“这里是龙”，如果你不在睡眠中破解内核，它就无法解决:(

也许这足以让你检查gdb在这种情况下做了什么并复制它？（可能只是通过ptrace(PTRACE_PEEKDATA,...)）

Answer 2

解决方案是使用 ptrace 将父级与子级同步。即使我已经在父母和孩子之间进行交流（并且 ptrace 的手册页说它导致两个进程的行为就像它们是父母和孩子一样），即使孩子阻止读取调用，孩子显然没有“停止”足够Linux让父母读取孩子的 / proc / child_pid / mem 文件。但是，如果父级首先使用PTRACE_ATTACH调用 ptrace （在通过管道接收消息之后），则它可以打开文件 - 并获取正确的内容！然后，父母再次使用PTRACE_DETACH调用 ptrace ，然后再将消息发送给孩子终止。

从父进程读取子进程的/ proc / pid / mem文件

2 个答案: