Feat/x86 64 ptrace#1060
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… support 补齐 x86_64 ptrace 主干功能： ## Kernel changes (os/StarryOS/kernel) ### ptrace.rs: x86_64 register read/write + singlestep - 新增 `X8664UserRegs` 结构体 (repr(C))，对应 Linux `user_regs_struct`，含 r15..rsp/ss/fs_base/gs_base 全部 27 个字段 - 实现 `From<UserContext> for X8664UserRegs` 和 `write_to()` - 补齐 x86_64 上之前缺失的 ptrace opcode： GETREGS / SETREGS / GETREGSET(NT_PRSTATUS) / SETREGSET(NT_PRSTATUS) / GETSIGINFO / SETSIGINFO - 将 `ptrace_getregset_prstatus` 中 `regs` 局部变量从内部 block 提升到 函数级作用域，修复 reg_bytes slice 的 use-after-free bug（regs 出 block 后被栈复用覆盖，导致用户态读到随机值，表现为 RSP=0x1） - 新增 `ptrace_setup_singlestep` for x86_64：设置 RFLAGS 的 TF (bit 8) 触发 CPU 单步执行 ### user.rs: SINGLESTEP + #DB 异常路由 - 为 x86_64 添加 singlestep setup 调用（之前仅 riscv64） - 新增 `ExceptionKind::Debug` 处理分支：命中 traced task 的 #DB 异常时，清除 TF 并调用 ptrace_stop_current(SIGTRAP) - Intel SDM 规定 CPU 在交付 TF 诱导的 #DB 时会清除 pushed RFLAGS 中的 TF，但 QEMU 不完全遵守，故显式清除防止 resume 后再次单步 ## Test cases (test-suit/starryos/normal/qemu-smp1) | 测试 | 验证内容 | |------|----------| | test-ptrace-x86-regs | TRACEME -> GETREGS/GETREGSET/SETREGS/SETREGSET 闭环 | | test-ptrace-exec-stop | TRACEME + execve -> SIGTRAP + DETACH | | test-ptrace-x86-breakpoint | 双测试：software int3 最小闭环 + SINGLESTEP 基础验证 | | test-ptrace-x86-singlestep | PTRACE_SINGLESTEP 执行一条指令后以 SIGTRAP stop | | test-ptrace-x86-breakpoint-reinsert | gdb 风格断点恢复：rewind RIP -> 恢复原字节 -> SINGLESTEP -> 重新插入断点 -> 再次命中 | | test-gdb-native-batch | gdb -q -batch 端到端：break native_marker / run / bt / info registers / continue | 所有 6 个 x86_64 ptrace case 全部通过。
54dK3n
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feat/x86_64-ptrace
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May 31, 2026 11:14
97348e1 to
396463a
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…docs - apps/starry/gdb: gdb --version smoke test for x86_64 QEMU (qemu-x86_64.toml, build-x86_64-unknown-none.toml, prebuild.sh) - docs: update mount-umount2 Linux compat documentation with shared/private/slave/unbindable propagation, bind subdirectory, MS_MOVE ELOOP, MS_REMOUNT|MS_BIND|MS_RDONLY semantics
…64")] ExceptionKind::Debug and uctx.rflags only exist on x86_64, but the Debug exception handler in user.rs had no cfg guard, leaking x86_64 single-step logic into all architecture builds. Wrap the entire block in #[cfg(target_arch = "x86_64")]. Fixes CI failures on loongarch64/aarch64/riscv64.
![mai-team-app[bot]](https://avatars.githubusercontent.com/u/34859362?s=60&v=4){kind=small}
Contributor
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PR 概述
本 PR 为 StarryOS 内核添加 x86_64 架构的 ptrace 支持，包括：
-
内核 ptrace 实现（ptrace.rs + user.rs）：
- X8664UserRegs 结构体，匹配 Linux user_regs_struct 布局（27 个 u64 字段）
- PTRACE_GETREGS / SETREGS / GETREGSET / SETREGSET 支持
- PTRACE_SINGLESTEP 通过 RFLAGS Trap Flag（bit 8）实现，符合 Intel SDM Vol 3A §17.3.2
- #DB 异常处理：检测 ExceptionKind::Debug + ptrace 状态，清除 TF 后触发 SIGTRAP
- PTRACE_GETSIGINFO / SETSIGINFO 从 riscv64 扩展到 x86_64
- 所有新增代码正确使用 cfg target_arch 门控
-
新增 5 个 x86_64 测试用例（test-suit/starryos/normal/qemu-smp1/）：
- test-ptrace-x86-regs：GETREGS/GETREGSET 一致性 + SETREGSET/SETREGS 寄存器读写
- test-ptrace-x86-breakpoint：软件断点（int3）+ 寄存器读回 + RIP 重定向
- test-ptrace-x86-singlestep：PTRACE_SINGLESTEP 单步执行 + RIP 前进验证
- test-ptrace-x86-breakpoint-reinsert：断点恢复 + 单步 + 断点重插入
- test-gdb-native-batch：GDB batch 模式端到端测试
- 测试放置正确，在 test-suit/starryos/normal/qemu-smp1/ 下
-
GDB smoke app（apps/starry/gdb/）：放置正确
-
现有测试 x86_64 扩展：test-ptrace-exec-stop 新增 qemu-x86_64.toml
-
文档更新：mount-umount2-linux-compat.md 更新了 shared subtree 语义描述
实现逻辑分析
ptrace 实现遵循现有 riscv64 模式：
- X8664UserRegs::from(UserContext) 正确映射所有通用寄存器，orig_rax 使用 u64::MAX 作为非系统调用停止的哨兵值
- write_to() 正确回写通用寄存器和 RIP/RSP/RFLAGS，不回写段寄存器 ds/es/fs/gs（64 位模式下无意义，可接受）
- ptrace_setup_singlestep() 直接设置 TF 位，无需额外 tracee 状态（与 riscv64 不同，x86_64 硬件自动清除 TF）
- #DB 异常处理在 user.rs 中正确门控，清除 TF 防止 QEMU 不可靠行为
测试代码质量良好：断言不静默跳过，错误路径打印 FAIL 标记，success_regex 精确匹配
本地验证
cargo fmt --check 通过（无格式问题）
clippy 无法在 x86_64 host 上验证 no-std 目标构建（需要 x86_64-unknown-none target）
CI 状态
所有 GitHub Actions 检查均显示 conclusion=skipped。可能因路径过滤器未覆盖本 PR 变更的文件。无 CI 通过证据。
重复与重叠分析
- PR #1059（同一作者 54dK3n）Mount umount2 linux compat：本 PR 包含对 mount-umount2-linux-compat.md 的大量更新（84 行新增、20 行删除），描述 shared/private/slave/unbindable 传播语义。经确认这些内核实现已在 origin/dev 基线中。但文档更新属于 mount 子系统维护，应放入 #1059 而非 ptrace PR。
- 基线已有 riscv64 ptrace 测试（test-ptrace-exec-stop、test-ptrace-gdb、test-ptrace-traceme-stop），本 PR 正确扩展到 x86_64 并新增 x86_64 特有测试。
- 无其他 PR 与 ptrace x86_64 功能冲突。
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| staging_root="${STARRY_STAGING_ROOT:-}" | ||
| overlay_dir="${STARRY_OVERLAY_DIR:-}" | ||
|
|
||
| READELF="${READELF:-/opt/homebrew/opt/binutils/bin/readelf}" |
Contributor
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READELF 默认路径是 macOS（Apple Silicon Homebrew）专用路径。在 Linux 开发环境或 CI 中，如果不设置 READELF 环境变量，ensure_host_tools() 会将 readelf 报为缺失并退出。
建议改为使用系统 PATH 查找：
READELF="${READELF:-readelf}"
| @@ -84,19 +88,20 @@ Linux 中： | |||
|
|
|||
Contributor
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本 PR 核心是 x86_64 ptrace 支持，但对此文档做了大量更新（+84/-20），描述 shared/private/slave/unbindable 传播语义实现状态。经验证这些内核实现已在 dev 基线中，文档更新准确。但此变更与 ptrace 功能无关，建议拆分到 PR #1059（同一作者的 mount 兼容 PR）中，保持每个 PR 职责单一。
3 tasks
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