找不到如何正确使用 ptrace()

Question

目前，对于一个项目，我需要使用 ptrace() 编写某种调试器。最后，它应该显示程序中进入/退出的每个函数/系统调用以进行跟踪。

现在，我很困惑。我做了一个小程序，它应该尝试跟踪给定的程序，并打印它是否根据操作码（通过寄存器检索）找到调用或系统调用。这里是：

#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/reg.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/user.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t child;
        const int long_size = sizeof(long);

        child = fork();

        if(child == 0) {
                ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, NULL, NULL);
                execl("./bin", "bin", NULL);
        } else {
                int status;
                unsigned ins;
                struct user_regs_struct regs;
                unsigned char prim, sec;

                while (1) {
                        wait(&status);
                        if (WIFEXITED(status))
                                break;
                        ptrace(PTRACE_GETREGS, child, NULL, &regs);
                        ins = ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, child, regs.rip, NULL);
                        prim = (unsigned)0xFF & ins;
                        sec = ((unsigned)0xFF00 & ins) >> 8;
                        if (prim == 0xE8 && sec == 0xCD)
                                printf("call found!\n");
                        if (prim == 0x80 && sec == 0xCD)
                                printf("syscall found!\n");
                        ptrace(PTRACE_SINGLESTEP, child, NULL, NULL);
                }
        }
        return 0;
}

这是“bin”二进制文件的代码：

#include <unistd.h>

void toto()
{
        write(1, "hello\n", 6);
}

int main()
{
        toto();
        toto();
        return (1);
}

当我查看我的迷你调试器的输出时，它似乎只找到一个系统调用和一个调用...我尝试弄乱寄存器和偏移量，但我在互联网上找到的每个教程似乎都是针对32位机器，在我的情况下不起作用：/

有人可以给我一个小提示来帮助我继续吗？

谢谢，祝你有美好的一天！

Answer 1

你快到了，但你的掩蔽（正如最初所怀疑的那样）没有捕捉到callq 操作码。使用PTRACE_SINGLESTEP 还会捕获大量额外的callq 代码，我不确定你是否意识到这一点。

我静态编译了您的bin 程序，因此您可以获得main 和toto 的一致地址

gcc bin.c -o bin -g -Wall -static 在 64 位机器上。

然后在主脚本中，我更改了ins 变量的屏蔽操作：

#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/reg.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/user.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t child;

        child = fork();

        if(child == 0) {
                ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, NULL, NULL);
                execl("./bin", "bin", NULL);
        } else {
                int status;
                unsigned ins;
                struct user_regs_struct regs;
                unsigned char prim;

                while (1) {
                        ptrace(PTRACE_SINGLESTEP, child, NULL, NULL);
                        wait(&status);
                        if (WIFEXITED(status))
                                break;
                        ptrace(PTRACE_GETREGS, child, NULL, &regs);
                        ins = ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, child, regs.rip, NULL);
                        prim = (unsigned)0xFF & ins;
                        // Here in prim just mask for the first byte
                        if (prim == 0xe8) {
                        // Print the addresses to check out too
                                printf("RIP: %#x --> %#x\n", regs.rip, ins);
                                printf("call found!\n");
                        }
                }
        }
        return 0;
}

你只需要屏蔽检查第一个字节，看它是否匹配call操作码。我添加了一些带有指令指针地址的额外打印语句，因此您可以检查静态源代码，以确保您正在捕获正确的调用。

你可以从主程序重定向你的输出（我称之为stepper）：

./stepper > calls.txt

如果您随后执行objdump -S bin > dump.txt，您可以看到来自toto 和main 的地址，其中执行callq 指令的地址也将在calls.txt 文件中

您最终会得到来自 crt 函数、链接器和库调用的所有额外调用。