PTRACE

Section: Manual del Programador de Linux (2)
Updated: 7 noviembre 1999
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NOMBRE

ptrace - rastreo de un proceso

SINOPSIS

#include <sys/ptrace.h>

long int ptrace(enum __ptrace_request petición, pid_t pid, void * direc, void * datos)

DESCRIPCIÓN

La llamada al sistema ptrace proporciona un medio por el que un proceso padre puede observar y controlar la ejecución de un proceso hijo y examinar y cambiar su imagen de memoria y registros. Se usa principalmente en la implementación de depuración con puntos de ruptura y en el rastreo de llamadas al sistema.

El padre puede inicar un rastreo llamando a fork(2) haciendo que el hijo restultante realice un PTRACE_TRACEME, seguido (normalmente) por un exec(2). Alternativamente, el padre puede comenzar a rastrear un proceso existente usando PTRACE_ATTACH.

Mientras está siendo rastreado, el hijo se detendrá cada vez que reciba una señal, aun cuando la señal se haya ignorado. (La excepción es SIGKILL que tiene su efecto habitual.) El padre será informado en su siguiente wait(2) y puede inspeccionar y modificar el proceso hijo mientras está parado. A continuación, el padre puede hacer que el hijo continúe, ignorando opcionalmente la señal recibida (o incluso entregando una señal distinta en su lugar). Cuando el padre termina de rastrear, puede terminar el hijo con PTRACE_KILL o hace que se continúe ejecutando en un modo normal sin rastreo mediante PTRACE_DETACH.

El valor del argumento petición determina la acción a realizar:

PTRACE_TRACEME: Indica que este proceso va a ser rastreado por su padre. Cualquier señal (excepto SIGKILL) entregada a este proceso hará que se pare y su padre será informado mediante wait. También, cualquier llamada posterior a exec realizada por este proceso hará que se le envíe un SIGTRAP, dando al padre la posibilidad de obtener el control antes de que el nuevo programa comience su ejecución. Probablemente, un proceso no debería hacer esta petición si su padre no está esperando para rastrearlo. (pid, direc y datos se ignoran.)

La petición anterior la usa sólo el proceso hijo. El resto las usa sólo el padre. En las siguientes peticiones, pid indica el proceso hijo sobre el que se actuará. Para peticiones distintas de PTRACE_KILL, el proceso hijo debe estar parado.

PTRACE_PEEKTEXT, PTRACE_PEEKDATA: Lee una palabra de la posición direc.
PTRACE_PEEKUSER: Lee una palabra en el desplazamiento direc del área USER del hijo, que contiene los registros y otra información sobre el proceso (vea <linux/user.h> y <sys/user.h>). La palabra se devuelve como resultado de la llamada ptrace. Típicamente, el desplazamiento debe está alineado en una frontera de palabra, aunque esto podría variar en cada arquitectura. (datos se ignora).
PTRACE_POKETEXT, PTRACE_POKEDATA: Copia una palabra de la posición datos de la memoria del padre a la posición direc de la memoria del hijo. Como antes, las dos peticiones son actualmente equivalentes.
PTRACE_POKEUSER: Copia una palabra de la posición datos de la memoria del padre al desplazamiento direc en el área USER del hijo. Al igual que antes, el desplazamiento debe estar típicamente alineado en una frontera de palabra. Para conservar la integridad del núcleo, algunas modificaciones al área USER se encuentran deshabilitadas.
PTRACE_GETREGS, PTRACE_GETFPREGS: Copia los registros de propósito general o de punto flotante del hijo, respectivamente, a la posición datos del padre. Vea <linux/user.h> para obtener información sobre el formato de estos datos. (direc se ignora.)
PTRACE_SETREGS, PTRACE_SETFPREGS: Copia los registros de propósito general o de punto flotante del hijo, respectivamente, desde la posición datos del padre. Al igual que para PTRACE_POKEUSER, alguna modificaciones de los registros de propósito general pueden estar deshabilitadas. (direc se ignora.)
PTRACE_CONT: Reinicia el proceso hijo parado. Si datos no es cero y tampoco SIGSTOP se interpreta como una señal que se entregará al hijo. En otro caso, no se entrega ninguna señal. Así, por ejemplo, el padre puede controlar si una señal enviada al hijo es entregada o no. (direc se ignora.)
PTRACE_SYSCALL, PTRACE_SINGLESTEP: Reinicia el proceso hijo parado al igual que PTRACE_CONT pero prepara al hijo para que se pare en la siguiente entrada a o salida de una llamda al sistema o tras la ejecución de una única intrucción, respectivamente. (Como es usual, el hijo también se detendrá al recibir una señal). Desde la perspectiva del padre, el hijo aparecerá como si se hubiera detenido al recibir una señal SIGTRAP. Por lo que, por ejemplo, para PTRACE_SYSCALL, la idea es inspeccionar los argumentos de la llamada al sistema en la primera parada, realizar a continuación otra PTRACE_SYSCALL e inspeccionar los valores devueltos por la llamada al sistema cuando se detenga la segunda vez. (direc se ignora.)
PTRACE_KILL: Envía al hijo una señal SIGKILL para que termine. (direc y datos se ignoran.)
PTRACE_ATTACH: Ata al proceso especificado en pid, convirtiéndolo en un "hijo" rastreado. El hijo se comporta como si hubiera realizado un PTRACE_TRACEME. El proceso actual realmente se convierte en el padre del proceso hijo para la mayoría de propósitos (por ejemplo, recibirá notificación de los eventos del hijo y aparecerá en la salida de ps(1) como padre del hijo), pero un getpid(2) por parte del hijo todavía devolverá el pid del padre original. Al hijo se le envía un SIGSTOP pero, necesariamente, no tiene por qué haberse parado cuando esta llamada haya terminado. Use wait para esperar a que el hijo se pare. (direc y datos se ignoran.)
PTRACE_DETACH: Reinicia el hijo parado al igual que PTRACE_CONT pero primero lo desata del proceso, deshaciendo el efecto de reparentesco de PTRACE_ATTACH y los efectos de PTRACE_TRACEME. Aunque quizás no sea intencionado, bajo Linux un proceso rastreado puede ser desatado de esta manera sin tener en cuenta qué método se usó para iniciar el rastreo. (direc is ignored.)

OBSERVACIONES

Aunque los argumentos de ptrace se interpretan según el prototipo dado, GNU libc declara actualmente ptrace como una función en la que sólo el argumento petición tiene sentido. Esto significa que se pueden omitir los argumentos del final innecesarios, aunque al hacerlo así se hace uso de comportamiento de gcc(1) sin documentar.

init(8), el proceso con PID 1, no puede ser rastreado.

La disposición de los contenidos de memoria y del área USER son bastante específicos del sistema operativo (y la arquitectura).

El tamaño de una "palabra" viene determinado por la variante del sistema operativo (por ejemplo, para un Linux de 32 bits es de 32 bits, etc.)

El rastreo provoca unas pocas diferencias sutiles en la semántica de los procesos rastreados. Por ejemplo, si se ata un proceso con PTRACE_ATTACH, su padre original ya no puede recibir notificaciones mediante wait cuando se detiene y no hay forma de que el nuevo padre pueda simular de forma efectiva esta notificación.

Esta página documenta la forma en que funciona actualmente la llamada ptrace en Linux. Su comportamiento difiere notablemente en otros Unix. En cualquier caso, el uso ptrace es altamente específico del sistema operativo (y la arquitectura).

La página de manual de SunOS describe ptrace como "única y arcaica", que lo es. La interfaz de depuración basada en el sistema de ficheros virtual "proc" presente en Solaris 2 implementa un superconjunto de la funcionalidad de ptrace de forma más potente y uniforme.

VALOR DEVUELTO

En caso de éxito, las peticiones PTRACE_PEEK* devuelven los datos solicitados, mientras que las otras peticiones devuelven cero. En caso de error, todas las peticiones devuelven -1 y a errno(3) se le asigna un valor apropiado. Ya que el valor devuelto por una petición PTRACE_PEEK* con éxito puede ser -1, el invocador debe comprobar errno después de tales peticiones para determinar si hubo error o no.

ERRORES

EPERM: El proceso indicado no puede ser rastreado. Esto podría deberse a que el padre no tiene suficientes privilegios. Los procesos que no son del root no pueden rastrear procesos a los que no pueden enviar señales o programas en ejecución setuid/setgid por razones obvias. Alternativamente, puede que el proceso ya se esté rastreando o ser el proceso init (pid 1).
ESRCH: El proceso especificado no existe o el invocador no lo está rastreando actualmente o no está parado (para peticiones que necesiten que lo esté).
EIO: Petición no es válida o se ha intentado leer de o escribir en una área inválida de la memoria del padre o del hijo, o se ha producido una violación en la alineación de palabra o se ha especificado una señal inválida durante una petición de reinicio.
EFAULT: Se ha intentado leer de o escribir en una área inválida de la memoria del padre o del hijo, probablemente porque el área no estaba asignada o no era accesible. Desafortunadamente, en Linux, diferentes versiones de este fallo devolverán EIO o EFAULT de forma más o menos arbitraria.

CONFORME A

SVr4, SVID EXT, AT&T, X/OPEN, BSD 4.3

VÉASE TAMBIÉN

exec

(3), wait(2), signal(2), fork(2), gdb(1), strace(1)

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Time: 06:16:22 GMT, January 22, 2005