我正在尝试使用 ptrace 来跟踪由单独进程进行的所有系统调用，无论是 32 位 (IA-32) 还是 64 位 (x86-64)。我的跟踪器将在启用 IA-32 仿真的 64 位 x86 安装上运行，但理想情况下能够跟踪 64 位和 32 位应用程序，包括 64 位应用程序是否 fork 并执行 32 位进程.
问题是，由于 32 位和 64 位系统调用编号不同，我需要知道进程是 32 位还是 64 位以确定它使用了哪个系统调用，即使我有系统调用编号。好像有imperfect methods , 比如检查 /proc/<pid>/exec或者(像 strace 那样)寄存器结构的大小，但没有什么可靠的。
使问题复杂化的是 64 位进程可以 switch out of long mode直接执行32位代码。他们还可以 make 32-bit int $0x80 syscalls ，当然，它使用 32 位系统调用编号。我不“相信”我追踪的进程没有使用这些技巧，所以我想正确地检测它们。我已经独立验证，至少在后一种情况下，ptrace 看到的是 32 位系统调用编号和参数寄存器分配，而不是 64 位。
我在内核源代码中四处寻找并发现了 TS_COMPAT在 arch/x86/include/asm/processor.h 中标记，这似乎是 set每当 64 位进程进行 32 位系统调用时。唯一的问题是我不知道如何从用户区访问这个标志，或者是否可能。
我也考虑过阅读 %cs并将其与 $0x23 进行比较或 $0x33 , 灵感来自 this method用于在运行过程中切换位数。但这只检测 32 位进程，不一定是来自 64 位进程的 32 位系统调用(使用 int $0x80 生成的)。它也很脆弱，因为它依赖于未记录的内核行为。
最后，我注意到 x86 架构在扩展功能启用寄存器 MSR 中有一个用于长模式的位。但是 ptrace 无法从被跟踪者读取 MSR，我觉得从我的跟踪器中读取它是不够的，因为我的跟踪器总是在长模式下运行。
我很迷茫。也许我可以尝试使用其中一种技巧——目前我倾向于 %cs或 /proc/<pid>/exec方法——但我想要一些能够真正区分 32 位和 64 位系统调用的持久性方法。 在 x86-64 下使用 ptrace 的进程如何检测到它的 tracee 进行了系统调用，如何可靠地确定该系统调用是使用 32 位( int $0x80 )还是 64 位( syscall )进行的ABI？用户进程是否可以通过其他方式获取有关它被授权进行 ptrace 的另一个进程的信息？
最佳答案
有趣的是，我没有意识到 strace 没有明显更聪明的方法可以用来从 64 位进程正确解码 int 0x80。 (这正在进行中，请参阅 this answer 以获得建议的内核补丁的链接，以将 PTRACE_GET_SYSCALL_INFO 添加到 ptrace API。strace 4.26 已经在打补丁的内核上支持它。)
更新:现在支持每个系统调用检测 IDK 主线内核版本添加了该功能。我在 Arch Linux 上使用内核版本 5.5 和 strace 版本 5.5 进行了测试。
例如这个 NASM 源代码组装成静态可执行文件:
mov eax, 4
int 0x80
mov eax, 60
syscall
给出此跟踪:nasm -felf64 foo.asm && ld foo.o && strace ./a.out
execve("./foo", ["./foo"], 0x7ffcdc233180 /* 51 vars */) = 0
strace: [ Process PID=1262249 runs in 32 bit mode. ]
write(0, NULL, 0) = 0
strace: [ Process PID=1262249 runs in 64 bit mode. ]
exit(0) = ?
+++ exited with 0 +++
strace 都会打印一条消息。请注意，关于 runs in 32 bit mode 的消息是完全错误的；它只是使用 64 位模式下的 32 位 ABI。 “模式”有 a specific technical meaning for x86-64 , 这不是它。
作为解决方法，我认为您可以在 RIP 处反汇编代码并检查它是否是 syscall 指令 ( 0F 05 )，因为 ptrace 确实让你读取了目标进程的内存。
但对于像 disallowing some system calls 这样的安全用例，这将容易受到竞争条件的影响:系统调用进程中的另一个线程可以将 syscall 字节重写为 int 0x80 在它们执行之后，但在您可以查看它们之前跟踪。
只有在进程以 64 位模式运行时才需要这样做，否则只有 32 位 ABI 可用。如果不是，则无需检查。 (vdso 页面可能会在支持它但不支持 sysenter 的 AMD CPU 上使用 32 位模式 syscall。首先不检查 32 位进程避免了这个角落案例。)我认为你是说你至少有一种可靠的方法来检测那个。
(我没有直接使用 ptrace API，只是像 strace 这样的工具使用它。所以我希望这个答案是有意义的。)
关于linux - ptrace 能否判断 x86 系统调用使用的是 64 位还是 32 位 ABI？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/53456266/
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