【问题标题】:Reading /proc/pid/mem from ptraced process returns EOF从 ptraced 进程中读取 /proc/pid/mem 返回 EOF
【发布时间】:2014-10-01 21:41:27
【问题描述】:

上下文

我一直在为我的期末作业编写一个程序,但我发现了以下奇怪的行为。

我编写了一个跟踪器,以便能够从子进程读取/写入内存。我的目的是在给定点读取当前执行的指令,然后将其反汇编以获得有关内存操作数等的一些信息。

出于测试目的,使用了一个用 C 编写的简单 HelloWorld。

信息

我写的追踪器的代码是这样的:

size_t tracer::readMem(ADDR_t offset, char *buff, size_t len) {
    REQUIRE(_state != TRCS_UNINITIALISED);

    if (_memsdescr < 0 || fcntl(_memsdescr, F_GETFL) < 0) {
        _memsdescr = open(("/proc/" + to_string(_child_pid_t) + "/mem").c_str(), O_LARGEFILE);
        if (_memsdescr < 0) {
            logmanager::getInstance ().emplaceBasicLogger ("tracer")
                    .log ( SLVL_ERROR, "Process\' memory could not be "
                           " opened. \n");
            PANIC;
        } else {
            logmanager::getInstance ().emplaceBasicLogger ("tracer")
                    .logfmt ( SLVL_DEBUG, "Opened process' memory. %lx bytes long\n",
                              lseek(_memsdescr, 0, SEEK_END));
        }
    }

    ASSERT(offset <= lseek(_memsdescr, 0, SEEK_END));

    int ret = pread(_memsdescr, buff, len, offset);
    if (ret < 0) {
        logmanager::getInstance ().emplaceBasicLogger ("tracer")
                .logfmt( SLVL_ERROR, "Error reading from memory descriptor: %s\n", sys_errlist[errno]);
    }
    return ret;

}

控制执行的代码如下。基本上它所做的只是从 /proc/mem 读取 15 字节的块。这些块的地址是通过在调用 ptrace(PTRACE_SINGLESTEP) 后获取 RIP(指令指针)的值来获得的。这意味着我尝试读取的所有内存都应该映射到进程的内存空间中。

trc.load (filename);
        trc.launchProgram();
        cout << "   Started with pid " << trc.getChildPid() << endl << endl;

        //memspacy::memory_map::printSystemProcVmap(trc.getChildPid());

        //inj.prop_setTraceSyscalls (true);

        while (trc.prop_getState () != memspacy::TRCS_STOPPED) {

            //if (trc.isSyscall()){
            //  trc.showSyscall();
            //}

            //HERE IS WHERE THE DISASSEMBLY takes place
            if (trc.readMem(trc.peekReg(a_RIP), inst_buff, MAX_ARCH_INST_LEN)
                    && dec.disassemble()) {
                dec.printFormatted();

            }

            trc.singleStep();
        }

问题

HelloWorld 应该由数千条指令组成,但我得到的输出是这样的。

mov %rsp, %rdi
add %al, (%rax)
push %rdi
push %rsi
push %rsp
mov %edi, %ebx
in %dx, %al 
xor %ecx, -0x3f(%rax)
invalid

有用的事实

似乎在几条指令之后,读取功能完全停止获取任何数据。 没有报错,唯一的问题是读取内存返回0字节。这意味着根据 read() 联机帮助页中的信息到达 EOF,但 lseek() 返回的大小为 0xFFFFFFFFFFFF,因此这方面应该没有问题。 Aso,所有读取都在映射区域内,因为我使用程序计数器作为偏移量。

我真的想不出除了页面权限之外的任何东西,但是他们都设置了读取权限,否则它甚至不会执行。 过程已正确 Ptraced,执行运行良好,具有预期的行为,甚至寄存器与控制测试中的完全相同(用于检查原始行为的测试)。

我目前的猜测是,在某些时候它会到达映射区域的末尾,这会使描述符变得无用,因此最后的“无效”指令,但即使在每次读取时打开文件,结果也不会改变。

数据

这是最后一次有效读取的内存映射和读取偏移量。

00400000-00401000 r-xp 00000000 08:06 7602542                            /home/amontes/workspace/memspacy_build/assets/test/test
00600000-00602000 rw-p 00000000 08:06 7602542                            /home/amontes/workspace/memspacy_build/assets/test/test
**7fe3eb602000-7fe3eb625000 r-xp 00000000 08:11 657171                     /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so**
7fe3eb824000-7fe3eb826000 rw-p 00022000 08:11 657171                     /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7fe3eb826000-7fe3eb827000 rw-p 00000000 00:00 0 
7fff57783000-7fff577a4000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]
7fff577fe000-7fff57800000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

最后一个有效偏移量 7fe3eb606a7c -> 这显示了无效指令

第一个无效偏移量 7fe3eb606a7d -> 这将返回 EOF


任何帮助或任何想法将不胜感激。谢谢。

【问题讨论】:

  • 运行ls -l /proc/*/mem。查看文件大小。阅读this
  • 对不起,但这似乎不是问题。文件大小只是一个侧面参数;在动态链接和进程创建之前,必须将 RIP 指向的地址作为程序映像的一部分映射到进程的内存中。大小只是为了指出永远不会发生 EOF。考虑到 ELF 格式和映射,即使阅读 .code 部分的末尾也应该是可能的。该链接与此问题不完全相关,也没有提供解决方案。还是谢谢你:)
  • 对不起,我不明白这个问题。 mem 不是一个常规文件,也没有义务表现得像一个文件。您正试图从头开始按顺序阅读。它行不通。您必须按照设计使用的方式使用它,即链接中概述的方式。如果您认为此处概述的方法无法让您做您想做的事,请提出一个问题来描述您使用此方法遇到的问题。
  • 我添加了一些信息并重新构建了问题,以便稍微澄清这一点。顺便说一句,我认为问题中没有提到顺序读取。相反,有粗体文本解释我已经使用 ptrace,我没有收到任何错误,我设法提取一些指令,直到问题出现,并且代码显示使用 rax 作为读取的偏移量。
  • 好的,我现在看到了问题。 “它到达映射区域的末尾,使描述符无用”。你能打印出有问题的偏移量并在 /proc/pid/maps 中查找吗?你不应该在这里得到 EOF,如果你读到超出范围的末尾,你应该将 errno 设置为 EIO。

标签: linux ptrace


【解决方案1】:

好吧,我不知道它是由某个更新引起的错误,还是一个非常特定的内核版本或任何你想称呼它的东西。 全新安装操作系统后,一切正常。可以得到指令流,read函数总是返回数据。

在擦除 HD 之前和安装之前,我尝试 ptrace(PTRACE_PEEKDATA) 没有运气。现在一切正常。

我真的不相信这个问题会帮助任何人,但有时一个干净的开始是要走的路。尽管我不愿承认,但它时常发生在我身上,并不总是与编码软件有关。

【讨论】:

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