Question

有没有人对PTRACE_SYSEMU的使用有任何好的解释，教程，书籍或指南？

Answer 1

我觉得有趣：

使用ptrace的编程库更容易：

PinkTrace - ptrace() wrapper library.

对于pinktrace有例子，sydbox源是复杂的pinktrace用例的例子。总的来说，我发现作者是关于使用和测试pinktrace的好人。

Answer 2

来自Linux内核源代码的小测试使用了PTRACE_SYSEMU：

http://code.metager.de/source/xref/linux/stable/tools/testing/selftests/x86/ptrace_syscall.c 或http://lxr.free-electrons.com/source/tools/testing/selftests/x86/ptrace_syscall.c

186 struct user_regs_struct regs;
187
188 printf("[RUN]\tSYSEMU\n");
189 if (ptrace(PTRACE_SYSEMU, chld, 0, 0) != 0)
190     err(1, "PTRACE_SYSCALL");
191 wait_trap(chld);
192
193 if (ptrace(PTRACE_GETREGS, chld, 0, &regs) != 0)
194     err(1, "PTRACE_GETREGS");
195
196 if (regs.user_syscall_nr != SYS_gettid ||
197     regs.user_arg0 != 10 || regs.user_arg1 != 11 ||
198     regs.user_arg2 != 12 || regs.user_arg3 != 13 ||
199     regs.user_arg4 != 14 || regs.user_arg5 != 15) {
200     printf("[FAIL]\tInitial args are wrong (nr=%lu, args=%lu %lu %lu %lu %lu %lu)\n", (unsigned long)regs.user_syscall_nr, (unsigned long)regs.user_arg0, (unsigned long)regs.user_arg1, (unsigned long)regs.user_arg2, (unsigned long)regs.user_arg3, (unsigned long)regs.user_arg4, (unsigned long)regs.user_arg5);
201     nerrs++;
202 } else {
203     printf("[OK]\tInitial nr and args are correct\n");
204 }
205
206 printf("[RUN]\tRestart the syscall (ip = 0x%lx)\n",
207        (unsigned long)regs.user_ip);
208
209 /*
210  * This does exactly what it appears to do if syscall is int80 or
211  * SYSCALL64.  For SYSCALL32 or SYSENTER, though, this is highly
212  * magical.  It needs to work so that ptrace and syscall restart
213  * work as expected.
214  */
215 regs.user_ax = regs.user_syscall_nr;
216 regs.user_ip -= 2;
217 if (ptrace(PTRACE_SETREGS, chld, 0, &regs) != 0)
218     err(1, "PTRACE_SETREGS");
219
220 if (ptrace(PTRACE_SYSEMU, chld, 0, 0) != 0)
221     err(1, "PTRACE_SYSCALL");
222 wait_trap(chld);
223
224 if (ptrace(PTRACE_GETREGS, chld, 0, &regs) != 0)
225     err(1, "PTRACE_GETREGS");
226

所以，它看起来只是另一个ptrace调用，它允许程序运行直到它进行下一次系统调用;然后停止孩子并发出信号。它可以读取寄存器，可选择更改一些并重新启动系统调用。

在http://lxr.free-electrons.com/source/kernel/ptrace.c?v=4.10#L1039中实施，与其他踩踏ptrace来电一样：

1039 #ifdef PTRACE_SINGLESTEP
1040         case PTRACE_SINGLESTEP:
1041 #endif
1042 #ifdef PTRACE_SINGLEBLOCK
1043         case PTRACE_SINGLEBLOCK:
1044 #endif
1045 #ifdef PTRACE_SYSEMU
1046         case PTRACE_SYSEMU:
1047         case PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP:
1048 #endif
1049         case PTRACE_SYSCALL:
1050         case PTRACE_CONT:
1051                 return ptrace_resume(child, request, data);

手册页有一些信息：http://man7.org/linux/man-pages/man2/ptrace.2.html

PTRACE_SYSEMU，PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP（自Linux 2.6.14起）对于PTRACE_SYSEMU，继续并在进入下一个时停止系统调用，不会执行。见关于系统调用的文档 - 在下面停止。对于 PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP，做同样的但也是单步的if 不是系统调用。此调用由User等程序使用模式Linux ，希望模拟所有tracee的系统调用。 data参数被视为PTRACE_CONT。地址参数被忽略了。目前支持这些请求仅在x86上。

因此，它不可移植，仅用于x86平台上的Usermode linux（um）作为经典PTRACE_SYSCALL的变体。对于sysemu的测试有一些评论，请点击此处：http://lxr.free-electrons.com/source/arch/um/os-Linux/start_up.c?v=4.10#L155

155 __uml_setup("nosysemu", nosysemu_cmd_param,
156 "nosysemu\n"
157 "    Turns off syscall emulation patch for ptrace (SYSEMU) on.\n"
158 "    SYSEMU is a performance-patch introduced by Laurent Vivier. It changes\n"
159 "    behaviour of ptrace() and helps reducing host context switch rate.\n"
160 "    To make it working, you need a kernel patch for your host, too.\n"
161 "    See http://perso.wanadoo.fr/laurent.vivier/UML/ for further \n"
162 "    information.\n\n");
163 
164 static void __init check_sysemu(void)

评论中的链接从2004年开始重定向到秘密网站http://sysemu.sourceforge.net/：

为什么？

UML使用ptrace（）和PTRACE_SYSCALL来捕获系统调用。但是，通过   这样，您就无法删除真正的系统调用，只能对其进行监控。 UML，   避免真正的系统调用并模拟它，替换真正的系统调用   调用getpid（）。此方法生成两个上下文切换   一个。解决方案

解决方案是将ptrace（）的行为更改为不调用real   系统调用，因此我们不必通过调用getpid（）来替换它。   怎么样？

通过向ptrace（），PTRACE_SYSEMU添加一个新命令，就像这样   PTRACE_SYSCALL没有执行系统调用。要添加此命令，我们需要   修补主机内核。要在UML内核中使用这个新命令，我们   还需要修补UML内核。

有关使用PTRACE_SYSEMU的任何好的指南？

2 个答案: