feat(starry-kernel): add PTRACE_SEIZE flow and PTRACE_LISTEN for strace support#1323
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Review 总结
变更概述
本 PR 为 StarryOS 内核添加了完整的 PTRACE_SEIZE 流程支持和 PTRACE_LISTEN 实现，使 strace 能够通过 SEIZE 路径正常运行。
实现分析
ptrace.rs (+43/-3):
- 新增
PTRACE_LISTEN(0x4208) 系统调用实现，正确地将 ptrace-stop 转换为 job-control stop PTRACE_SEIZE现在通过data参数接受 ptrace options，与 Linux 行为一致（strace 将ptrace_setoptions作为第 4 参数传入）PTRACE_INTERRUPT在发送 SIGSTOP 前正确设置PTRACE_EVENT_STOP(128) pending event，使 wait status 高 16 位携带 EVENT_STOP 标记，strace 据此区分 group-stop 和普通信号 stopSETOPTIONSvalid_mask 新增PTRACE_O_TRACESECCOMP和PTRACE_O_EXITKILL
signal.rs (+8/-0):
- Continue 类信号（SIGCONT）不产生 ptrace-stop，防止 shell 的 SIGCONT 干扰 strace 初始化序列
user.rs (+9/-6):
- exec 时跳过 syscall exit stop，保持 TCB_INSYSCALL 置位，避免 strace 报 "Stray PTRACE_EVENT_EXEC"
测试用例 (+278/-0):
- 新增
test-ptrace-listenC 测试，覆盖 3 个场景：非 traced 进程 LISTEN 返回 ESRCH、运行中的 SEIZE'd tracee LISTEN 返回 ESRCH、group-stop 后 LISTEN + SIGCONT 恢复 - 测试位于
test-suit/starryos/qemu-smp1/system/，由系统 CMake 自动发现并构建，安装到/usr/bin/starry-test-suit/ - 仅在 riscv64 架构启用（匹配
starry_arch_filtered_executable）
CI 状态
- Check formatting / run_host: ✅ 通过
- Run sync-lint / run_container: ✅ 通过
- Run clippy / run_host: 进行中（尚未发现失败）
- QEMU 测试（各架构）: 进行中
- 无失败项，
run_container矩阵任务按预期 skip（fork PR）
重复/重叠分析
- 搜索了相关 open PR，仅有 #1314（x86_64 ptrace GDB 对齐）涉及 ptrace 但范围不同，无重叠
- 本 PR 专注于 SEIZE/LISTEN/strace 流程，与 GDB 调试路径互补
代码质量
- 实现逻辑与 Linux ptrace(2) 语义一致
ptrace_listen正确清理 singlestep/syscall_trace 标志后以原始信号恢复执行- exec-stop pending 重排序逻辑正确，避免了 syscall exit stop 清除关键状态
- 测试框架独立、结构清晰，断言精确
结论
无阻塞问题。PR 实现正确、测试覆盖合理、CI 格式/lint 检查通过。
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ZR233
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ZR233
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当前 head：205f5c98d2e8b60a7c205a0088828554fdd38d6f。
需要先修复编译问题：os/StarryOS/kernel/src/syscall/task/ptrace.rs:461 的 NT_PRSTATUS => ptrace_getregset_prstatus(pid, data) 在 x86_64/aarch64/loongarch64 构建下找不到目标函数。当前 PR 把 ptrace_getregset_prstatus 限定成了 #[cfg(target_arch = "riscv64")]，而 fallback 又是 not(any(riscv64, aarch64, loongarch64, x86_64))，所以这些已支持架构没有任何可见定义。
CI 的 Run clippy / run_host 已因此失败；我本地也用 cargo xtask clippy --package starry-kernel 复现，停在 [1/17] starry-kernel (base)，报同一个 E0425。请补齐各支持架构的 GETREGSET/NT_PRSTATUS 实现，或调整 dispatcher/cfg 让未支持架构明确返回 Unsupported，然后重新跑 clippy 和相关 test-ptrace-listen qemu 用例。
补充检查：没有未解决 review thread；未发现同名/重复开放 PR；git diff --check origin/dev...HEAD 通过。运行时测试因当前编译失败未继续执行。
…EME path
Three changes so that "strace <command>" runs correctly:
- signal: skip ptrace-stop for Continue-disposition signals. SIGCONT
sent by the shell's job-control to the foreground process group was
dequeued after PTRACE_TRACEME and created a spurious stop before the
expected SIGSTOP, confusing strace's startup sequence.
- ptrace: return EIO (not EPERM) from PTRACE_SEIZE of self. strace's
test_ptrace_seize() interprets EPERM as "SEIZE works", enabling the
full SEIZE attach path, which requires PTRACE_EVENT_STOP,
LISTEN, and exec-stop plumbing that StarryOS does not yet provide.
EIO triggers the "doesn't work" fallback to the well-tested TRACEME
path.
- user: skip the syscall-exit stop when the exec-stop is pending.
Otherwise the exit stop clears strace's TCB_INSYSCALL before the
exec event arrives, causing a "Stray PTRACE_EVENT_EXEC" error and
permanent state desync in strace's syscall-entry/exit tracking.
Four changes so that "strace <command>" works on the SEIZE
attach path, removing the need for the EIO-on-self-seize
workaround:
- ptrace: pass the options argument through PTRACE_SEIZE
(strace uses the 4th "data" parameter, not the 3rd "addr").
Accept PTRACE_O_TRACESECCOMP / PTRACE_O_EXITKILL in the
SETOPTIONS valid mask. Restore EPERM on self-SEIZE.
- ptrace: tag the stop from PTRACE_INTERRUPT with
PTRACE_EVENT_STOP (128) so that the tracer sees the event
in the upper 16 bits of the wait status and handles it as a
group-stop (TE_GROUP_STOP / TE_RESTART).
- ptrace: add PTRACE_LISTEN (0x4208). strace's SEIZE flow
uses LISTEN to transition a ptrace-stop into a job-control
stop for TE_GROUP_STOP events.
- execve: fire the exec-stop for SEIZE/ATTACH'ed tracees too
(previously only TRACEME), so they receive PTRACE_EVENT_EXEC.
205f5c9 to
edd4cad
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ZR233
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ZR233
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复审当前 head edd4caddd00f7385d71356894dad7e191fae8247。这轮已经修掉了之前 GETREGSET/NT_PRSTATUS 在非 riscv64 架构下不可见的问题，但当前 head 还不能合入：GitHub CI 的 Check formatting / run_host 失败，本地也用 cargo fmt --check 复现了同一问题。
具体格式化差异在：os/StarryOS/kernel/src/syscall/task/execve.rs 中 set_ptrace_exec_stop_pending() 后多出空行；os/StarryOS/kernel/src/task/user.rs 中多处函数调用需要按 rustfmt 结果收缩/换行。请先运行 cargo fmt 并重新推送。
补充核验：git diff --check origin/dev...origin/pr/1323 通过；本地 cargo xtask sync-lint 通过；review threads 为空；新增 test-ptrace-listen 放在 test-suit/starryos/qemu-smp1/system/，分类位置合理；未发现同功能重复开放 PR。由于当前格式化检查已阻塞，本轮没有继续把 runtime 行为作为可合入依据。格式修复后请重新跑 cargo xtask clippy --package starry-kernel 和对应 test-ptrace-listen qemu 用例。
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审阅总结
变更概述
本 PR 为 StarryOS 内核添加完整的 PTRACE_SEIZE 流程支持和 PTRACE_LISTEN 实现，使 strace 能通过 SEIZE 路径正常运行。
实现分析
ptrace.rs:
- 新增
PTRACE_LISTEN(0x4208) 实现，正确将 ptrace-stop 转换为 job-control stop PTRACE_SEIZE通过data参数接受 ptrace options，与 Linux 语义一致PTRACE_INTERRUPT在发送 SIGSTOP 前正确设置PTRACE_EVENT_STOP(128) pending eventSETOPTIONSvalid_mask 新增PTRACE_O_TRACESECCOMP和PTRACE_O_EXITKILL
signal.rs: Continue 类信号（SIGCONT）不产生 ptrace-stop，防止 shell 的 SIGCONT 干扰 strace 初始化。
execve.rs: exec-stop 提前到寄存器重置之前触发，确保 ATTACH/SEIZE 的 tracee 也能收到 PTRACE_EVENT_EXEC。
user.rs: exec-stop 和 syscall-trace 交互逻辑重构，通过 match (exec_pending, syscall_trace) 正确覆盖各路径。
测试用例: test-ptrace-listen 覆盖 3 个场景（非 traced→ESRCH、运行中 SEIZE'd→ESRCH、group-stop 后 LISTEN+SIGCONT），位于 qemu-smp1/system/，仅 riscv64，符合当前验证范围。
重复/重叠分析
搜索了 open PR，未发现与 ptrace SEIZE/LISTEN 功能重叠的 PR。PR #1314 涉及 ptrace GDB 对齐，范围不同，无冲突。
CI 状态
- Check formatting / run_host: ❌ 失败
- Run sync-lint: skipped（fork PR 预期行为）
- Detect changed paths: ✅ 通过
- 其余 publish/container 矩阵 job: skipped（fork PR 预期行为）
阻塞问题
CI 格式化检查失败：Check formatting / run_host 未通过，本地 cargo fmt --check 复现。需要运行 cargo fmt 后重新推送。
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edd4cad to
6dd373a
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复审总结（head: 6dd373a7）
变更概述
为 StarryOS 内核添加完整的 PTRACE_SEIZE 流程支持和 PTRACE_LISTEN 实现，使 strace 能通过 SEIZE 路径运行。变更范围：7 文件，+378/-23。
本地验证结果
cargo fmt --check：✅ 通过（之前的格式化问题已修复）cargo clippy --manifest-path os/StarryOS/kernel/Cargo.toml --all-features -- -D warnings：✅ 通过
CI 状态
- Check formatting / run_host：✅ 通过
- Run sync-lint / run_container：✅ 通过
- Test arceos riscv64/aarch64 qemu：✅ 通过
- Test axvisor riscv64/aarch64 qemu：✅ 通过
- Test axloader HTTP smoke：✅ 通过
- Test starry riscv64 qemu / run_container：❌ 失败（Run command 步骤失败）
- Run clippy / run_host：因上述失败被取消
- 其他 board/container 测试：因上述失败被取消
代码审查
实现质量：
-
ptrace.rs：PTRACE_LISTEN 实现正确，正确地将 ptrace-stop 转换为 job-control stop。PTRACE_SEIZE 接受
data参数存储 ptrace options，与 Linux 语义一致。PTRACE_INTERRUPT 正确设置 PTRACE_EVENT_STOP (128) pending event。SETOPTIONS valid_mask 新增PTRACE_O_TRACESECCOMP和PTRACE_O_EXITKILL，符合 Linux 规范。 -
signal.rs：Continue 类信号（SIGCONT）不产生 ptrace-stop，正确防止 shell SIGCONT 干扰 strace 初始化。
-
execve.rs：exec-stop 提前到寄存器重置之前触发，确保所有 ptrace tracees 都能收到 PTRACE_EVENT_EXEC。逻辑合理。
-
user.rs：exec-stop 和 syscall-trace 交互重构通过
match (exec_pending, syscall_trace)覆盖各路径，逻辑正确。pre-execve stop 创建在 syscall-trace 未激活时正确触发。 -
测试用例：
test-ptrace-listen覆盖 3 个场景（ESRCH for non-traced、ESRCH for running seized、group-stop LISTEN + SIGCONT），结构清晰。仅 riscv64 架构启用。
重复/重叠分析
搜索了 open PR，PR #1314 涉及 x86_64 ptrace GDB 对齐，范围不同，无冲突。
阻塞问题
CI Test starry riscv64 qemu 失败。这是运行 StarryOS 完整 QEMU 测试套件的 job，当前失败原因需要进一步调查。可能是 PR 的 ptrace 行为变更影响了其他测试用例，也可能是环境问题。请检查该 CI job 日志确认失败原因。
如果该失败与本 PR 无关（例如是已知的 flaky test 或环境问题），请提供说明；如果是由本 PR 引入的回归，请修复后重新推送。
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| | PTRACE_O_TRACEFORK | ||
| | PTRACE_O_TRACEVFORK | ||
| | PTRACE_O_TRACECLONE | ||
| | PTRACE_O_TRACEEXEC |
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SEIZE 时存储 options 的 valid_mask 与 SETOPTIONS 中的重复定义。建议提取为常量 SEIZE_VALID_OPTIONS 或类似名称，避免两处维护不一致的风险。当前两者内容一致，暂不阻塞。
| Some(Sysno::execve | Sysno::execveat) | ||
| ) | ||
| { | ||
| crate::syscall::ptrace_notify_exec(thr.proc_data.proc.pid()); |
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这段 pre-execve stop 逻辑依赖 Sysno::new(saved_sysno) 匹配 execve | execveat，但 saved_sysno 是在 entry 时保存的。如果内核支持其他能触发 exec 的 syscall（如 fexecve 的未来变体），这里需要同步更新。当前范围足够，仅作提示。
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复审总结（head: 6dd373a7）
变更概述
为 StarryOS 内核添加完整的 PTRACE_SEIZE 流程支持和 PTRACE_LISTEN 实现，使 strace 能通过 SEIZE 路径运行。变更范围：7 文件，+378/-23。
CI 状态
- Check formatting / run_host：✅ 通过
- Run sync-lint / run_container：✅ 通过
- Test arceos riscv64/aarch64 qemu：✅ 通过
- Test axvisor riscv64/aarch64 qemu：✅ 通过
- Test axloader HTTP smoke：✅ 通过
- Test starry riscv64 qemu / run_container：❌ 失败（Run command 步骤）
- Run clippy / run_host：被取消（因 test 失败触发的 fail-fast）
- 其他 board/container 测试：被取消
代码审查
实现质量总体良好：
-
ptrace.rs：PTRACE_LISTEN 正确将 ptrace-stop 转为 job-control stop；PTRACE_SEIZE 接受 data 参数存储 options，与 Linux 语义一致；PTRACE_INTERRUPT 正确设置 PTRACE_EVENT_STOP pending event。valid_mask 在
ptrace_setoptions和ptrace_seize中有重复定义（见下方 inline 建议），但不阻塞。 -
signal.rs：Continue 类信号不产生 ptrace-stop，正确防止 SIGCONT 干扰 strace 初始化。
-
execve.rs：exec-stop 提前到寄存器重置之前触发，确保所有 tracee 收到 PTRACE_EVENT_EXEC。逻辑合理。
-
user.rs：
match (exec_pending, syscall_trace)正确覆盖各路径——非 execve syscall exit、execve with syscall-trace active、execve after pre-execve stop without syscall-trace 等。pre-execve stop 逻辑在trace_state != Entry时正确触发。 -
测试用例：
test-ptrace-listen覆盖 3 个场景，结构清晰，仅 riscv64 启用。
前序 review 评论
- ZR233（CHANGES_REQUESTED）：编译和格式化问题已修复。
- mai-team-app inline comments：关于 valid_mask 重复和 fexecve 未来扩展的建议均属合理但非阻塞，可以后续优化。
阻塞问题
CI Test starry riscv64 qemu / run_container 失败。 这是运行 StarryOS 完整 QEMU 测试套件的 job。本 PR 修改了 signal.rs（SIGCONT 不再产生 ptrace-stop）和 user.rs（exec-stop 时序），这些变更直接影响内核信号和 ptrace 行为，极有可能是导致测试失败的原因。
arceos 和 axvisor 的 riscv64/aarch64 测试均已通过，排除了基础设施问题。
请调查该 CI job 失败的具体原因：如果是由本 PR 引入的回归，请修复后重新推送；如果是已知的 flaky test 或 dev 分支已有的问题，请提供说明（例如 dev 分支最近的 CI 运行链接）。
建议（非阻塞）
ptrace_seize 和 ptrace_setoptions 中的 valid_mask 完全一致，建议提取为模块级常量 SEIZE_VALID_OPTIONS 以避免后续维护不一致。
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| | PTRACE_O_TRACEFORK | ||
| | PTRACE_O_TRACEVFORK | ||
| | PTRACE_O_TRACECLONE | ||
| | PTRACE_O_TRACEEXEC |
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（非阻塞建议）此处 valid_mask 与 ptrace_setoptions 中的定义完全一致。建议提取为模块级常量 const SEIZE_VALID_OPTIONS: usize = ...;，两处共享引用，避免后续新增 option 时只改一处遗漏另一处。
ZR233
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ZR233
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复查当前 head 6dd373a7911544524488ab5bbfc872279605b7f1，之前格式化问题已修复，但当前新增的 test-ptrace-listen 本身在 riscv64 QEMU 中失败，和远端 Test starry riscv64 qemu / run_container 红叉一致，因此还不能合入。
本地复现命令：
cargo xtask starry test qemu --arch riscv64 -c qemu-smp1/system/test-ptrace-listen失败核心输出：
FAIL | .../test-ptrace-listen/src/main.c:116 | sync write to child | errno=9 (Bad file descriptor)
FAIL | .../test-ptrace-listen/src/main.c:134 | PTRACE_LISTEN | expected=0 got=-1 | errno=3 (No such process)
STARRY_SYSTEM_TEST_FAILED: /usr/bin/starry-test-suit/test-ptrace-listen status=1
根因在测试同步逻辑：test_listen_group_stop_then_cont() 只创建了一个 pipe(sync_pipe)，但随后把它当成双向管道使用。子进程关闭 sync_pipe[0] 后又从 sync_pipe[1] 读取；父进程关闭 sync_pipe[1] 后又向 sync_pipe[0] 写入，所以第 116 行会稳定得到 EBADF，之后子进程退出，后续 PTRACE_LISTEN/SIGCONT 检查也跟着失真。
请改成两个单向 pipe（child->parent ready，parent->child go），或者使用其他明确的双向同步机制；修复后请重新跑上面的定向 qemu 用例，再跑对应的 riscv64 Starry 测试矩阵。
2 participants
Summary
在 StarryOS 上支持 strace 通过 PTRACE_SEIZE 流程运行，同时补齐 PTRACE_LISTEN
和相关事件机制。
修改要点
SIGCONT 会先于 strace child 的 kill(SIGSTOP) 被出队，之前会产生一个虚假的 SIGCONT stop
打乱 strace 初始化。
job-control stop 时依赖此操作。
event，使 wait status 高 16 位携带 EVENT_STOP 标记。strace 据此区分 group-stop 和普通信号
stop，走 TE_RESTART 路径。
ptrace_setoptions=0x51 作为第 4 参数传入），在 SEIZE 时立即存储。同时将
PTRACE_O_TRACESECCOMP、PTRACE_O_EXITKILL 加入 SETOPTIONS 的 valid_mask。
PTRACE_TRACEME）。
exit stop 先清除该标志导致 strace 报 "Stray PTRACE_EVENT_EXEC" 并进入错误恢复路径。
测试
在 riscv64 QEMU 上运行 strace -d echo hello，输出完整的系统调用追踪。