]> granicus.if.org Git - strace/blob - strace.c
tests: fix build with recent kernel headers
[strace] / strace.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991, 1992 Paul Kranenburg <pk@cs.few.eur.nl>
3  * Copyright (c) 1993 Branko Lankester <branko@hacktic.nl>
4  * Copyright (c) 1993, 1994, 1995, 1996 Rick Sladkey <jrs@world.std.com>
5  * Copyright (c) 1996-1999 Wichert Akkerman <wichert@cistron.nl>
6  * Copyright (c) 1999-2018 The strace developers.
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
18  *    derived from this software without specific prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
21  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
22  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
23  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
24  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
25  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
26  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
27  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
28  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
29  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 #include "defs.h"
33 #include <stdarg.h>
34 #include <limits.h>
35 #include <fcntl.h>
36 #include "ptrace.h"
37 #include <signal.h>
38 #include <sys/resource.h>
39 #include <sys/wait.h>
40 #include <sys/stat.h>
41 #ifdef HAVE_PATHS_H
42 # include <paths.h>
43 #endif
44 #include <pwd.h>
45 #include <grp.h>
46 #include <dirent.h>
47 #include <locale.h>
48 #include <sys/utsname.h>
49 #ifdef HAVE_PRCTL
50 # include <sys/prctl.h>
51 #endif
52 #include <asm/unistd.h>
53
54 #include "largefile_wrappers.h"
55 #include "mmap_cache.h"
56 #include "number_set.h"
57 #include "scno.h"
58 #include "printsiginfo.h"
59 #include "trace_event.h"
60 #include "xstring.h"
61 #include "delay.h"
62
63 /* In some libc, these aren't declared. Do it ourself: */
64 extern char **environ;
65 extern int optind;
66 extern char *optarg;
67
68 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
69 /* if this is true do the stack trace for every system call */
70 bool stack_trace_enabled;
71 #endif
72
73 #define my_tkill(tid, sig) syscall(__NR_tkill, (tid), (sig))
74
75 /* Glue for systems without a MMU that cannot provide fork() */
76 #if !defined(HAVE_FORK)
77 # undef NOMMU_SYSTEM
78 # define NOMMU_SYSTEM 1
79 #endif
80 #if NOMMU_SYSTEM
81 # define fork() vfork()
82 #endif
83
84 const unsigned int syscall_trap_sig = SIGTRAP | 0x80;
85
86 cflag_t cflag = CFLAG_NONE;
87 unsigned int followfork;
88 unsigned int ptrace_setoptions = PTRACE_O_TRACESYSGOOD | PTRACE_O_TRACEEXEC
89                                  | PTRACE_O_TRACEEXIT;
90 unsigned int xflag;
91 bool debug_flag;
92 bool Tflag;
93 bool iflag;
94 bool count_wallclock;
95 unsigned int qflag;
96 static unsigned int tflag;
97 static bool rflag;
98 static bool print_pid_pfx;
99
100 /* -I n */
101 enum {
102         INTR_NOT_SET        = 0,
103         INTR_ANYWHERE       = 1, /* don't block/ignore any signals */
104         INTR_WHILE_WAIT     = 2, /* block fatal signals while decoding syscall. default */
105         INTR_NEVER          = 3, /* block fatal signals. default if '-o FILE PROG' */
106         INTR_BLOCK_TSTP_TOO = 4, /* block fatal signals and SIGTSTP (^Z) */
107         NUM_INTR_OPTS
108 };
109 static int opt_intr;
110 /* We play with signal mask only if this mode is active: */
111 #define interactive (opt_intr == INTR_WHILE_WAIT)
112
113 /*
114  * daemonized_tracer supports -D option.
115  * With this option, strace forks twice.
116  * Unlike normal case, with -D *grandparent* process exec's,
117  * becoming a traced process. Child exits (this prevents traced process
118  * from having children it doesn't expect to have), and grandchild
119  * attaches to grandparent similarly to strace -p PID.
120  * This allows for more transparent interaction in cases
121  * when process and its parent are communicating via signals,
122  * wait() etc. Without -D, strace process gets lodged in between,
123  * disrupting parent<->child link.
124  */
125 static bool daemonized_tracer;
126
127 static int post_attach_sigstop = TCB_IGNORE_ONE_SIGSTOP;
128 #define use_seize (post_attach_sigstop == 0)
129
130 /* Sometimes we want to print only succeeding syscalls. */
131 bool not_failing_only;
132
133 /* Show path associated with fd arguments */
134 unsigned int show_fd_path;
135
136 static bool detach_on_execve;
137
138 static int exit_code;
139 static int strace_child;
140 static int strace_tracer_pid;
141
142 static const char *username;
143 static uid_t run_uid;
144 static gid_t run_gid;
145
146 unsigned int max_strlen = DEFAULT_STRLEN;
147 static int acolumn = DEFAULT_ACOLUMN;
148 static char *acolumn_spaces;
149
150 /* Default output style for xlat entities */
151 enum xlat_style xlat_verbosity = XLAT_STYLE_ABBREV;
152
153 static const char *outfname;
154 /* If -ff, points to stderr. Else, it's our common output log */
155 static FILE *shared_log;
156 static bool open_append;
157
158 struct tcb *printing_tcp;
159 static struct tcb *current_tcp;
160
161 struct tcb_wait_data {
162         enum trace_event te; /**< Event passed to dispatch_event() */
163         int status;          /**< status, returned by wait4() */
164         siginfo_t si;        /**< siginfo, returned by PTRACE_GETSIGINFO */
165 };
166
167 static struct tcb **tcbtab;
168 static unsigned int nprocs;
169 static size_t tcbtabsize;
170
171 #ifndef HAVE_PROGRAM_INVOCATION_NAME
172 char *program_invocation_name;
173 #endif
174
175 unsigned os_release; /* generated from uname()'s u.release */
176
177 static void detach(struct tcb *tcp);
178 static void cleanup(void);
179 static void interrupt(int sig);
180
181 #ifdef HAVE_SIG_ATOMIC_T
182 static volatile sig_atomic_t interrupted, restart_failed;
183 #else
184 static volatile int interrupted, restart_failed;
185 #endif
186
187 static sigset_t timer_set;
188 static void timer_sighandler(int);
189
190 #ifndef HAVE_STRERROR
191
192 #if !HAVE_DECL_SYS_ERRLIST
193 extern int sys_nerr;
194 extern char *sys_errlist[];
195 #endif
196
197 const char *
198 strerror(int err_no)
199 {
200         static char buf[sizeof("Unknown error %d") + sizeof(int)*3];
201
202         if (err_no < 1 || err_no >= sys_nerr) {
203                 xsprintf(buf, "Unknown error %d", err_no);
204                 return buf;
205         }
206         return sys_errlist[err_no];
207 }
208
209 #endif /* HAVE_STERRROR */
210
211 static void
212 print_version(void)
213 {
214         static const char features[] =
215 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
216                 " stack-trace=" USE_UNWINDER
217 #endif
218 #ifdef USE_DEMANGLE
219                 " stack-demangle"
220 #endif
221 #if SUPPORTED_PERSONALITIES > 1
222 # if defined HAVE_M32_MPERS
223                 " m32-mpers"
224 # else
225                 " no-m32-mpers"
226 # endif
227 #endif /* SUPPORTED_PERSONALITIES > 1 */
228 #if SUPPORTED_PERSONALITIES > 2
229 # if defined HAVE_MX32_MPERS
230                 " mx32-mpers"
231 # else
232                 " no-mx32-mpers"
233 # endif
234 #endif /* SUPPORTED_PERSONALITIES > 2 */
235                 "";
236
237         printf("%s -- version %s\n"
238                "Copyright (c) 1991-%s The strace developers <%s>.\n"
239                "This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO\n"
240                "warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.\n",
241                PACKAGE_NAME, PACKAGE_VERSION, COPYRIGHT_YEAR, PACKAGE_URL);
242         printf("\nOptional features enabled:%s\n",
243                features[0] ? features : " (none)");
244 }
245
246 static void
247 usage(void)
248 {
249         printf("\
250 usage: strace [-CdffhiqrtttTvVwxxy] [-I n] [-e expr]...\n\
251               [-a column] [-o file] [-s strsize] [-P path]...\n\
252               -p pid... / [-D] [-E var=val]... [-u username] PROG [ARGS]\n\
253    or: strace -c[dfw] [-I n] [-e expr]... [-O overhead] [-S sortby]\n\
254               -p pid... / [-D] [-E var=val]... [-u username] PROG [ARGS]\n\
255 \n\
256 Output format:\n\
257   -a column      alignment COLUMN for printing syscall results (default %d)\n\
258   -i             print instruction pointer at time of syscall\n\
259 "
260 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
261 "\
262   -k             obtain stack trace between each syscall\n\
263 "
264 #endif
265 "\
266   -o file        send trace output to FILE instead of stderr\n\
267   -q             suppress messages about attaching, detaching, etc.\n\
268   -r             print relative timestamp\n\
269   -s strsize     limit length of print strings to STRSIZE chars (default %d)\n\
270   -t             print absolute timestamp\n\
271   -tt            print absolute timestamp with usecs\n\
272   -T             print time spent in each syscall\n\
273   -x             print non-ascii strings in hex\n\
274   -xx            print all strings in hex\n\
275   -y             print paths associated with file descriptor arguments\n\
276   -yy            print protocol specific information associated with socket file descriptors\n\
277 \n\
278 Statistics:\n\
279   -c             count time, calls, and errors for each syscall and report summary\n\
280   -C             like -c but also print regular output\n\
281   -O overhead    set overhead for tracing syscalls to OVERHEAD usecs\n\
282   -S sortby      sort syscall counts by: time, calls, name, nothing (default %s)\n\
283   -w             summarise syscall latency (default is system time)\n\
284 \n\
285 Filtering:\n\
286   -e expr        a qualifying expression: option=[!]all or option=[!]val1[,val2]...\n\
287      options:    trace, abbrev, verbose, raw, signal, read, write, fault, inject, kvm"
288 "\n\
289   -P path        trace accesses to path\n\
290 \n\
291 Tracing:\n\
292   -b execve      detach on execve syscall\n\
293   -D             run tracer process as a detached grandchild, not as parent\n\
294   -f             follow forks\n\
295   -ff            follow forks with output into separate files\n\
296   -I interruptible\n\
297      1:          no signals are blocked\n\
298      2:          fatal signals are blocked while decoding syscall (default)\n\
299      3:          fatal signals are always blocked (default if '-o FILE PROG')\n\
300      4:          fatal signals and SIGTSTP (^Z) are always blocked\n\
301                  (useful to make 'strace -o FILE PROG' not stop on ^Z)\n\
302 \n\
303 Startup:\n\
304   -E var         remove var from the environment for command\n\
305   -E var=val     put var=val in the environment for command\n\
306   -p pid         trace process with process id PID, may be repeated\n\
307   -u username    run command as username handling setuid and/or setgid\n\
308 \n\
309 Miscellaneous:\n\
310   -d             enable debug output to stderr\n\
311   -v             verbose mode: print unabbreviated argv, stat, termios, etc. args\n\
312   -h             print help message\n\
313   -V             print version\n\
314 "
315 /* ancient, no one should use it
316 -F -- attempt to follow vforks (deprecated, use -f)\n\
317  */
318 /* this is broken, so don't document it
319 -z -- print only succeeding syscalls\n\
320  */
321 , DEFAULT_ACOLUMN, DEFAULT_STRLEN, DEFAULT_SORTBY);
322         exit(0);
323 }
324
325 void ATTRIBUTE_NORETURN
326 die(void)
327 {
328         if (strace_tracer_pid == getpid()) {
329                 cflag = 0;
330                 cleanup();
331                 exit(1);
332         }
333
334         _exit(1);
335 }
336
337 static void
338 error_opt_arg(int opt, const char *arg)
339 {
340         error_msg_and_help("invalid -%c argument: '%s'", opt, arg);
341 }
342
343 static const char *ptrace_attach_cmd;
344
345 static int
346 ptrace_attach_or_seize(int pid)
347 {
348         int r;
349         if (!use_seize)
350                 return ptrace_attach_cmd = "PTRACE_ATTACH",
351                        ptrace(PTRACE_ATTACH, pid, 0L, 0L);
352         r = ptrace(PTRACE_SEIZE, pid, 0L, (unsigned long) ptrace_setoptions);
353         if (r)
354                 return ptrace_attach_cmd = "PTRACE_SEIZE", r;
355         r = ptrace(PTRACE_INTERRUPT, pid, 0L, 0L);
356         return ptrace_attach_cmd = "PTRACE_INTERRUPT", r;
357 }
358
359 /*
360  * Used when we want to unblock stopped traced process.
361  * Should be only used with PTRACE_CONT, PTRACE_DETACH and PTRACE_SYSCALL.
362  * Returns 0 on success or if error was ESRCH
363  * (presumably process was killed while we talk to it).
364  * Otherwise prints error message and returns -1.
365  */
366 static int
367 ptrace_restart(const unsigned int op, struct tcb *const tcp, unsigned int sig)
368 {
369         int err;
370         const char *msg;
371
372         errno = 0;
373         ptrace(op, tcp->pid, 0L, (unsigned long) sig);
374         err = errno;
375         if (!err)
376                 return 0;
377
378         switch (op) {
379                 case PTRACE_CONT:
380                         msg = "CONT";
381                         break;
382                 case PTRACE_DETACH:
383                         msg = "DETACH";
384                         break;
385                 case PTRACE_LISTEN:
386                         msg = "LISTEN";
387                         break;
388                 default:
389                         msg = "SYSCALL";
390         }
391
392         /*
393          * Why curcol != 0? Otherwise sometimes we get this:
394          *
395          * 10252 kill(10253, SIGKILL)              = 0
396          *  <ptrace(SYSCALL,10252):No such process>10253 ...next decode...
397          *
398          * 10252 died after we retrieved syscall exit data,
399          * but before we tried to restart it. Log looks ugly.
400          */
401         if (current_tcp && current_tcp->curcol != 0) {
402                 tprintf(" <ptrace(%s):%s>\n", msg, strerror(err));
403                 line_ended();
404         }
405         if (err == ESRCH)
406                 return 0;
407         errno = err;
408         perror_msg("ptrace(PTRACE_%s,pid:%d,sig:%u)", msg, tcp->pid, sig);
409         return -1;
410 }
411
412 static void
413 set_cloexec_flag(int fd)
414 {
415         int flags, newflags;
416
417         flags = fcntl(fd, F_GETFD);
418         if (flags < 0) {
419                 /* Can happen only if fd is bad.
420                  * Should never happen: if it does, we have a bug
421                  * in the caller. Therefore we just abort
422                  * instead of propagating the error.
423                  */
424                 perror_msg_and_die("fcntl(%d, F_GETFD)", fd);
425         }
426
427         newflags = flags | FD_CLOEXEC;
428         if (flags == newflags)
429                 return;
430
431         if (fcntl(fd, F_SETFD, newflags)) /* never fails */
432                 perror_msg_and_die("fcntl(%d, F_SETFD, %#x)", fd, newflags);
433 }
434
435 static void
436 kill_save_errno(pid_t pid, int sig)
437 {
438         int saved_errno = errno;
439
440         (void) kill(pid, sig);
441         errno = saved_errno;
442 }
443
444 /*
445  * When strace is setuid executable, we have to swap uids
446  * before and after filesystem and process management operations.
447  */
448 static void
449 swap_uid(void)
450 {
451         int euid = geteuid(), uid = getuid();
452
453         if (euid != uid && setreuid(euid, uid) < 0) {
454                 perror_msg_and_die("setreuid");
455         }
456 }
457
458 static FILE *
459 strace_fopen(const char *path)
460 {
461         FILE *fp;
462
463         swap_uid();
464         fp = fopen_stream(path, open_append ? "a" : "w");
465         if (!fp)
466                 perror_msg_and_die("Can't fopen '%s'", path);
467         swap_uid();
468         set_cloexec_flag(fileno(fp));
469         return fp;
470 }
471
472 static int popen_pid;
473
474 #ifndef _PATH_BSHELL
475 # define _PATH_BSHELL "/bin/sh"
476 #endif
477
478 /*
479  * We cannot use standard popen(3) here because we have to distinguish
480  * popen child process from other processes we trace, and standard popen(3)
481  * does not export its child's pid.
482  */
483 static FILE *
484 strace_popen(const char *command)
485 {
486         FILE *fp;
487         int pid;
488         int fds[2];
489
490         swap_uid();
491         if (pipe(fds) < 0)
492                 perror_msg_and_die("pipe");
493
494         set_cloexec_flag(fds[1]); /* never fails */
495
496         pid = vfork();
497         if (pid < 0)
498                 perror_msg_and_die("vfork");
499
500         if (pid == 0) {
501                 /* child */
502                 close(fds[1]);
503                 if (fds[0] != 0) {
504                         if (dup2(fds[0], 0))
505                                 perror_msg_and_die("dup2");
506                         close(fds[0]);
507                 }
508                 execl(_PATH_BSHELL, "sh", "-c", command, NULL);
509                 perror_msg_and_die("Can't execute '%s'", _PATH_BSHELL);
510         }
511
512         /* parent */
513         popen_pid = pid;
514         close(fds[0]);
515         swap_uid();
516         fp = fdopen(fds[1], "w");
517         if (!fp)
518                 perror_msg_and_die("fdopen");
519         return fp;
520 }
521
522 static void
523 outf_perror(const struct tcb * const tcp)
524 {
525         if (tcp->outf == stderr)
526                 return;
527
528         /* This is ugly, but we don't store separate file names */
529         if (followfork >= 2)
530                 perror_msg("%s.%u", outfname, tcp->pid);
531         else
532                 perror_msg("%s", outfname);
533 }
534
535 ATTRIBUTE_FORMAT((printf, 1, 0))
536 static void
537 tvprintf(const char *const fmt, va_list args)
538 {
539         if (current_tcp) {
540                 int n = vfprintf(current_tcp->outf, fmt, args);
541                 if (n < 0) {
542                         /* very unlikely due to vfprintf buffering */
543                         outf_perror(current_tcp);
544                 } else
545                         current_tcp->curcol += n;
546         }
547 }
548
549 void
550 tprintf(const char *fmt, ...)
551 {
552         va_list args;
553         va_start(args, fmt);
554         tvprintf(fmt, args);
555         va_end(args);
556 }
557
558 #ifndef HAVE_FPUTS_UNLOCKED
559 # define fputs_unlocked fputs
560 #endif
561
562 void
563 tprints(const char *str)
564 {
565         if (current_tcp) {
566                 int n = fputs_unlocked(str, current_tcp->outf);
567                 if (n >= 0) {
568                         current_tcp->curcol += strlen(str);
569                         return;
570                 }
571                 /* very unlikely due to fputs_unlocked buffering */
572                 outf_perror(current_tcp);
573         }
574 }
575
576 void
577 tprints_comment(const char *const str)
578 {
579         if (str && *str)
580                 tprintf(" /* %s */", str);
581 }
582
583 void
584 tprintf_comment(const char *fmt, ...)
585 {
586         if (!fmt || !*fmt)
587                 return;
588
589         va_list args;
590         va_start(args, fmt);
591         tprints(" /* ");
592         tvprintf(fmt, args);
593         tprints(" */");
594         va_end(args);
595 }
596
597 static void
598 flush_tcp_output(const struct tcb *const tcp)
599 {
600         if (fflush(tcp->outf))
601                 outf_perror(tcp);
602 }
603
604 void
605 line_ended(void)
606 {
607         if (current_tcp) {
608                 current_tcp->curcol = 0;
609                 flush_tcp_output(current_tcp);
610         }
611         if (printing_tcp) {
612                 printing_tcp->curcol = 0;
613                 printing_tcp = NULL;
614         }
615 }
616
617 void
618 set_current_tcp(const struct tcb *tcp)
619 {
620         current_tcp = (struct tcb *) tcp;
621
622         /* Sync current_personality and stuff */
623         if (current_tcp)
624                 set_personality(current_tcp->currpers);
625 }
626
627 void
628 printleader(struct tcb *tcp)
629 {
630         /* If -ff, "previous tcb we printed" is always the same as current,
631          * because we have per-tcb output files.
632          */
633         if (followfork >= 2)
634                 printing_tcp = tcp;
635
636         if (printing_tcp) {
637                 set_current_tcp(printing_tcp);
638                 if (printing_tcp->curcol != 0 && (followfork < 2 || printing_tcp == tcp)) {
639                         /*
640                          * case 1: we have a shared log (i.e. not -ff), and last line
641                          * wasn't finished (same or different tcb, doesn't matter).
642                          * case 2: split log, we are the same tcb, but our last line
643                          * didn't finish ("SIGKILL nuked us after syscall entry" etc).
644                          */
645                         tprints(" <unfinished ...>\n");
646                         printing_tcp->curcol = 0;
647                 }
648         }
649
650         printing_tcp = tcp;
651         set_current_tcp(tcp);
652         current_tcp->curcol = 0;
653
654         if (print_pid_pfx)
655                 tprintf("%-5d ", tcp->pid);
656         else if (nprocs > 1 && !outfname)
657                 tprintf("[pid %5u] ", tcp->pid);
658
659         if (tflag) {
660                 struct timespec ts;
661                 clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
662
663                 if (tflag > 2) {
664                         tprintf("%lld.%06ld ",
665                                 (long long) ts.tv_sec, (long) ts.tv_nsec / 1000);
666                 } else {
667                         time_t local = ts.tv_sec;
668                         char str[MAX(sizeof("HH:MM:SS"), sizeof(ts.tv_sec) * 3)];
669                         struct tm *tm = localtime(&local);
670
671                         if (tm)
672                                 strftime(str, sizeof(str), "%T", tm);
673                         else
674                                 xsprintf(str, "%lld", (long long) local);
675                         if (tflag > 1)
676                                 tprintf("%s.%06ld ",
677                                         str, (long) ts.tv_nsec / 1000);
678                         else
679                                 tprintf("%s ", str);
680                 }
681         }
682
683         if (rflag) {
684                 struct timespec ts;
685                 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
686
687                 static struct timespec ots;
688                 if (ots.tv_sec == 0)
689                         ots = ts;
690
691                 struct timespec dts;
692                 ts_sub(&dts, &ts, &ots);
693                 ots = ts;
694
695                 tprintf("%s%6ld.%06ld%s ",
696                         tflag ? "(+" : "",
697                         (long) dts.tv_sec, (long) dts.tv_nsec / 1000,
698                         tflag ? ")" : "");
699         }
700
701         if (iflag)
702                 print_pc(tcp);
703 }
704
705 void
706 tabto(void)
707 {
708         if (current_tcp->curcol < acolumn)
709                 tprints(acolumn_spaces + current_tcp->curcol);
710 }
711
712 /* Should be only called directly *after successful attach* to a tracee.
713  * Otherwise, "strace -oFILE -ff -p<nonexistant_pid>"
714  * may create bogus empty FILE.<nonexistant_pid>, and then die.
715  */
716 static void
717 after_successful_attach(struct tcb *tcp, const unsigned int flags)
718 {
719         tcp->flags |= TCB_ATTACHED | TCB_STARTUP | flags;
720         tcp->outf = shared_log; /* if not -ff mode, the same file is for all */
721         if (followfork >= 2) {
722                 char name[PATH_MAX];
723                 xsprintf(name, "%s.%u", outfname, tcp->pid);
724                 tcp->outf = strace_fopen(name);
725         }
726
727 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
728         if (stack_trace_enabled)
729                 unwind_tcb_init(tcp);
730 #endif
731 }
732
733 static void
734 expand_tcbtab(void)
735 {
736         /* Allocate some (more) TCBs (and expand the table).
737            We don't want to relocate the TCBs because our
738            callers have pointers and it would be a pain.
739            So tcbtab is a table of pointers.  Since we never
740            free the TCBs, we allocate a single chunk of many.  */
741         size_t old_tcbtabsize;
742         struct tcb *newtcbs;
743         struct tcb **tcb_ptr;
744
745         old_tcbtabsize = tcbtabsize;
746
747         tcbtab = xgrowarray(tcbtab, &tcbtabsize, sizeof(tcbtab[0]));
748         newtcbs = xcalloc(tcbtabsize - old_tcbtabsize, sizeof(newtcbs[0]));
749
750         for (tcb_ptr = tcbtab + old_tcbtabsize;
751             tcb_ptr < tcbtab + tcbtabsize; tcb_ptr++, newtcbs++)
752                 *tcb_ptr = newtcbs;
753 }
754
755 static struct tcb *
756 alloctcb(int pid)
757 {
758         unsigned int i;
759         struct tcb *tcp;
760
761         if (nprocs == tcbtabsize)
762                 expand_tcbtab();
763
764         for (i = 0; i < tcbtabsize; i++) {
765                 tcp = tcbtab[i];
766                 if (!tcp->pid) {
767                         memset(tcp, 0, sizeof(*tcp));
768                         tcp->pid = pid;
769 #if SUPPORTED_PERSONALITIES > 1
770                         tcp->currpers = current_personality;
771 #endif
772                         nprocs++;
773                         debug_msg("new tcb for pid %d, active tcbs:%d",
774                                   tcp->pid, nprocs);
775                         return tcp;
776                 }
777         }
778         error_msg_and_die("bug in alloctcb");
779 }
780
781 void *
782 get_tcb_priv_data(const struct tcb *tcp)
783 {
784         return tcp->_priv_data;
785 }
786
787 int
788 set_tcb_priv_data(struct tcb *tcp, void *const priv_data,
789                   void (*const free_priv_data)(void *))
790 {
791         if (tcp->_priv_data)
792                 return -1;
793
794         tcp->_free_priv_data = free_priv_data;
795         tcp->_priv_data = priv_data;
796
797         return 0;
798 }
799
800 void
801 free_tcb_priv_data(struct tcb *tcp)
802 {
803         if (tcp->_priv_data) {
804                 if (tcp->_free_priv_data) {
805                         tcp->_free_priv_data(tcp->_priv_data);
806                         tcp->_free_priv_data = NULL;
807                 }
808                 tcp->_priv_data = NULL;
809         }
810 }
811
812 static void
813 droptcb(struct tcb *tcp)
814 {
815         if (tcp->pid == 0)
816                 return;
817
818         int p;
819         for (p = 0; p < SUPPORTED_PERSONALITIES; ++p)
820                 free(tcp->inject_vec[p]);
821
822         free_tcb_priv_data(tcp);
823
824 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
825         if (stack_trace_enabled)
826                 unwind_tcb_fin(tcp);
827 #endif
828
829 #ifdef HAVE_LINUX_KVM_H
830         kvm_vcpu_info_free(tcp);
831 #endif
832
833         if (tcp->mmap_cache)
834                 tcp->mmap_cache->free_fn(tcp, __func__);
835
836         nprocs--;
837         debug_msg("dropped tcb for pid %d, %d remain", tcp->pid, nprocs);
838
839         if (tcp->outf) {
840                 if (followfork >= 2) {
841                         if (tcp->curcol != 0)
842                                 fprintf(tcp->outf, " <detached ...>\n");
843                         fclose(tcp->outf);
844                 } else {
845                         if (printing_tcp == tcp && tcp->curcol != 0)
846                                 fprintf(tcp->outf, " <detached ...>\n");
847                         flush_tcp_output(tcp);
848                 }
849         }
850
851         if (current_tcp == tcp)
852                 set_current_tcp(NULL);
853         if (printing_tcp == tcp)
854                 printing_tcp = NULL;
855
856         memset(tcp, 0, sizeof(*tcp));
857 }
858
859 /* Detach traced process.
860  * Never call DETACH twice on the same process as both unattached and
861  * attached-unstopped processes give the same ESRCH.  For unattached process we
862  * would SIGSTOP it and wait for its SIGSTOP notification forever.
863  */
864 static void
865 detach(struct tcb *tcp)
866 {
867         int error;
868         int status;
869
870         /*
871          * Linux wrongly insists the child be stopped
872          * before detaching.  Arghh.  We go through hoops
873          * to make a clean break of things.
874          */
875
876         if (!(tcp->flags & TCB_ATTACHED))
877                 goto drop;
878
879         /* We attached but possibly didn't see the expected SIGSTOP.
880          * We must catch exactly one as otherwise the detached process
881          * would be left stopped (process state T).
882          */
883         if (tcp->flags & TCB_IGNORE_ONE_SIGSTOP)
884                 goto wait_loop;
885
886         error = ptrace(PTRACE_DETACH, tcp->pid, 0, 0);
887         if (!error) {
888                 /* On a clear day, you can see forever. */
889                 goto drop;
890         }
891         if (errno != ESRCH) {
892                 /* Shouldn't happen. */
893                 perror_func_msg("ptrace(PTRACE_DETACH,%u)", tcp->pid);
894                 goto drop;
895         }
896         /* ESRCH: process is either not stopped or doesn't exist. */
897         if (my_tkill(tcp->pid, 0) < 0) {
898                 if (errno != ESRCH)
899                         /* Shouldn't happen. */
900                         perror_func_msg("tkill(%u,0)", tcp->pid);
901                 /* else: process doesn't exist. */
902                 goto drop;
903         }
904         /* Process is not stopped, need to stop it. */
905         if (use_seize) {
906                 /*
907                  * With SEIZE, tracee can be in group-stop already.
908                  * In this state sending it another SIGSTOP does nothing.
909                  * Need to use INTERRUPT.
910                  * Testcase: trying to ^C a "strace -p <stopped_process>".
911                  */
912                 error = ptrace(PTRACE_INTERRUPT, tcp->pid, 0, 0);
913                 if (!error)
914                         goto wait_loop;
915                 if (errno != ESRCH)
916                         perror_func_msg("ptrace(PTRACE_INTERRUPT,%u)", tcp->pid);
917         } else {
918                 error = my_tkill(tcp->pid, SIGSTOP);
919                 if (!error)
920                         goto wait_loop;
921                 if (errno != ESRCH)
922                         perror_func_msg("tkill(%u,SIGSTOP)", tcp->pid);
923         }
924         /* Either process doesn't exist, or some weird error. */
925         goto drop;
926
927  wait_loop:
928         /* We end up here in three cases:
929          * 1. We sent PTRACE_INTERRUPT (use_seize case)
930          * 2. We sent SIGSTOP (!use_seize)
931          * 3. Attach SIGSTOP was already pending (TCB_IGNORE_ONE_SIGSTOP set)
932          */
933         for (;;) {
934                 unsigned int sig;
935                 if (waitpid(tcp->pid, &status, __WALL) < 0) {
936                         if (errno == EINTR)
937                                 continue;
938                         /*
939                          * if (errno == ECHILD) break;
940                          * ^^^  WRONG! We expect this PID to exist,
941                          * and want to emit a message otherwise:
942                          */
943                         perror_func_msg("waitpid(%u)", tcp->pid);
944                         break;
945                 }
946                 if (!WIFSTOPPED(status)) {
947                         /*
948                          * Tracee exited or was killed by signal.
949                          * We shouldn't normally reach this place:
950                          * we don't want to consume exit status.
951                          * Consider "strace -p PID" being ^C-ed:
952                          * we want merely to detach from PID.
953                          *
954                          * However, we _can_ end up here if tracee
955                          * was SIGKILLed.
956                          */
957                         break;
958                 }
959                 sig = WSTOPSIG(status);
960                 debug_msg("detach wait: event:%d sig:%d",
961                           (unsigned) status >> 16, sig);
962                 if (use_seize) {
963                         unsigned event = (unsigned)status >> 16;
964                         if (event == PTRACE_EVENT_STOP /*&& sig == SIGTRAP*/) {
965                                 /*
966                                  * sig == SIGTRAP: PTRACE_INTERRUPT stop.
967                                  * sig == other: process was already stopped
968                                  * with this stopping sig (see tests/detach-stopped).
969                                  * Looks like re-injecting this sig is not necessary
970                                  * in DETACH for the tracee to remain stopped.
971                                  */
972                                 sig = 0;
973                         }
974                         /*
975                          * PTRACE_INTERRUPT is not guaranteed to produce
976                          * the above event if other ptrace-stop is pending.
977                          * See tests/detach-sleeping testcase:
978                          * strace got SIGINT while tracee is sleeping.
979                          * We sent PTRACE_INTERRUPT.
980                          * We see syscall exit, not PTRACE_INTERRUPT stop.
981                          * We won't get PTRACE_INTERRUPT stop
982                          * if we would CONT now. Need to DETACH.
983                          */
984                         if (sig == syscall_trap_sig)
985                                 sig = 0;
986                         /* else: not sure in which case we can be here.
987                          * Signal stop? Inject it while detaching.
988                          */
989                         ptrace_restart(PTRACE_DETACH, tcp, sig);
990                         break;
991                 }
992                 /* Note: this check has to be after use_seize check */
993                 /* (else, in use_seize case SIGSTOP will be mistreated) */
994                 if (sig == SIGSTOP) {
995                         /* Detach, suppressing SIGSTOP */
996                         ptrace_restart(PTRACE_DETACH, tcp, 0);
997                         break;
998                 }
999                 if (sig == syscall_trap_sig)
1000                         sig = 0;
1001                 /* Can't detach just yet, may need to wait for SIGSTOP */
1002                 error = ptrace_restart(PTRACE_CONT, tcp, sig);
1003                 if (error < 0) {
1004                         /* Should not happen.
1005                          * Note: ptrace_restart returns 0 on ESRCH, so it's not it.
1006                          * ptrace_restart already emitted error message.
1007                          */
1008                         break;
1009                 }
1010         }
1011
1012  drop:
1013         if (!qflag && (tcp->flags & TCB_ATTACHED))
1014                 error_msg("Process %u detached", tcp->pid);
1015
1016         droptcb(tcp);
1017 }
1018
1019 static void
1020 process_opt_p_list(char *opt)
1021 {
1022         while (*opt) {
1023                 /*
1024                  * We accept -p PID,PID; -p "`pidof PROG`"; -p "`pgrep PROG`".
1025                  * pidof uses space as delim, pgrep uses newline. :(
1026                  */
1027                 int pid;
1028                 char *delim = opt + strcspn(opt, "\n\t ,");
1029                 char c = *delim;
1030
1031                 *delim = '\0';
1032                 pid = string_to_uint(opt);
1033                 if (pid <= 0) {
1034                         error_msg_and_die("Invalid process id: '%s'", opt);
1035                 }
1036                 if (pid == strace_tracer_pid) {
1037                         error_msg_and_die("I'm sorry, I can't let you do that, Dave.");
1038                 }
1039                 *delim = c;
1040                 alloctcb(pid);
1041                 if (c == '\0')
1042                         break;
1043                 opt = delim + 1;
1044         }
1045 }
1046
1047 static void
1048 attach_tcb(struct tcb *const tcp)
1049 {
1050         if (ptrace_attach_or_seize(tcp->pid) < 0) {
1051                 perror_msg("attach: ptrace(%s, %d)",
1052                            ptrace_attach_cmd, tcp->pid);
1053                 droptcb(tcp);
1054                 return;
1055         }
1056
1057         after_successful_attach(tcp, TCB_GRABBED | post_attach_sigstop);
1058         debug_msg("attach to pid %d (main) succeeded", tcp->pid);
1059
1060         static const char task_path[] = "/proc/%d/task";
1061         char procdir[sizeof(task_path) + sizeof(int) * 3];
1062         DIR *dir;
1063         unsigned int ntid = 0, nerr = 0;
1064
1065         if (followfork && tcp->pid != strace_child &&
1066             xsprintf(procdir, task_path, tcp->pid) > 0 &&
1067             (dir = opendir(procdir)) != NULL) {
1068                 struct_dirent *de;
1069
1070                 while ((de = read_dir(dir)) != NULL) {
1071                         if (de->d_fileno == 0)
1072                                 continue;
1073
1074                         int tid = string_to_uint(de->d_name);
1075                         if (tid <= 0 || tid == tcp->pid)
1076                                 continue;
1077
1078                         ++ntid;
1079                         if (ptrace_attach_or_seize(tid) < 0) {
1080                                 ++nerr;
1081                                 debug_perror_msg("attach: ptrace(%s, %d)",
1082                                                  ptrace_attach_cmd, tid);
1083                                 continue;
1084                         }
1085
1086                         after_successful_attach(alloctcb(tid),
1087                                                 TCB_GRABBED | post_attach_sigstop);
1088                         debug_msg("attach to pid %d succeeded", tid);
1089                 }
1090
1091                 closedir(dir);
1092         }
1093
1094         if (!qflag) {
1095                 if (ntid > nerr)
1096                         error_msg("Process %u attached"
1097                                   " with %u threads",
1098                                   tcp->pid, ntid - nerr + 1);
1099                 else
1100                         error_msg("Process %u attached",
1101                                   tcp->pid);
1102         }
1103 }
1104
1105 static void
1106 startup_attach(void)
1107 {
1108         pid_t parent_pid = strace_tracer_pid;
1109         unsigned int tcbi;
1110         struct tcb *tcp;
1111
1112         if (daemonized_tracer) {
1113                 pid_t pid = fork();
1114                 if (pid < 0)
1115                         perror_func_msg_and_die("fork");
1116
1117                 if (pid) { /* parent */
1118                         /*
1119                          * Wait for grandchild to attach to straced process
1120                          * (grandparent). Grandchild SIGKILLs us after it attached.
1121                          * Grandparent's wait() is unblocked by our death,
1122                          * it proceeds to exec the straced program.
1123                          */
1124                         pause();
1125                         _exit(0); /* paranoia */
1126                 }
1127                 /* grandchild */
1128                 /* We will be the tracer process. Remember our new pid: */
1129                 strace_tracer_pid = getpid();
1130         }
1131
1132         for (tcbi = 0; tcbi < tcbtabsize; tcbi++) {
1133                 tcp = tcbtab[tcbi];
1134
1135                 if (!tcp->pid)
1136                         continue;
1137
1138                 /* Is this a process we should attach to, but not yet attached? */
1139                 if (tcp->flags & TCB_ATTACHED)
1140                         continue; /* no, we already attached it */
1141
1142                 if (tcp->pid == parent_pid || tcp->pid == strace_tracer_pid) {
1143                         errno = EPERM;
1144                         perror_msg("attach: pid %d", tcp->pid);
1145                         droptcb(tcp);
1146                         continue;
1147                 }
1148
1149                 attach_tcb(tcp);
1150
1151                 if (interrupted)
1152                         return;
1153         } /* for each tcbtab[] */
1154
1155         if (daemonized_tracer) {
1156                 /*
1157                  * Make parent go away.
1158                  * Also makes grandparent's wait() unblock.
1159                  */
1160                 kill(parent_pid, SIGKILL);
1161                 strace_child = 0;
1162         }
1163 }
1164
1165 /* Stack-o-phobic exec helper, in the hope to work around
1166  * NOMMU + "daemonized tracer" difficulty.
1167  */
1168 struct exec_params {
1169         int fd_to_close;
1170         uid_t run_euid;
1171         gid_t run_egid;
1172         char **argv;
1173         char *pathname;
1174         struct sigaction child_sa;
1175 };
1176 static struct exec_params params_for_tracee;
1177
1178 static void ATTRIBUTE_NOINLINE ATTRIBUTE_NORETURN
1179 exec_or_die(void)
1180 {
1181         struct exec_params *params = &params_for_tracee;
1182
1183         if (params->fd_to_close >= 0)
1184                 close(params->fd_to_close);
1185         if (!daemonized_tracer && !use_seize) {
1186                 if (ptrace(PTRACE_TRACEME, 0L, 0L, 0L) < 0) {
1187                         perror_msg_and_die("ptrace(PTRACE_TRACEME, ...)");
1188                 }
1189         }
1190
1191         if (username != NULL) {
1192                 /*
1193                  * It is important to set groups before we
1194                  * lose privileges on setuid.
1195                  */
1196                 if (initgroups(username, run_gid) < 0) {
1197                         perror_msg_and_die("initgroups");
1198                 }
1199                 if (setregid(run_gid, params->run_egid) < 0) {
1200                         perror_msg_and_die("setregid");
1201                 }
1202                 if (setreuid(run_uid, params->run_euid) < 0) {
1203                         perror_msg_and_die("setreuid");
1204                 }
1205         } else if (geteuid() != 0)
1206                 if (setreuid(run_uid, run_uid) < 0) {
1207                         perror_msg_and_die("setreuid");
1208                 }
1209
1210         if (!daemonized_tracer) {
1211                 /*
1212                  * Induce a ptrace stop. Tracer (our parent)
1213                  * will resume us with PTRACE_SYSCALL and display
1214                  * the immediately following execve syscall.
1215                  * Can't do this on NOMMU systems, we are after
1216                  * vfork: parent is blocked, stopping would deadlock.
1217                  */
1218                 if (!NOMMU_SYSTEM)
1219                         kill(getpid(), SIGSTOP);
1220         } else {
1221                 alarm(3);
1222                 /* we depend on SIGCHLD set to SIG_DFL by init code */
1223                 /* if it happens to be SIG_IGN'ed, wait won't block */
1224                 wait(NULL);
1225                 alarm(0);
1226         }
1227
1228         if (params_for_tracee.child_sa.sa_handler != SIG_DFL)
1229                 sigaction(SIGCHLD, &params_for_tracee.child_sa, NULL);
1230
1231         execv(params->pathname, params->argv);
1232         perror_msg_and_die("exec");
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Open a dummy descriptor for use as a placeholder.
1237  * The descriptor is O_RDONLY with FD_CLOEXEC flag set.
1238  * A read attempt from such descriptor ends with EOF,
1239  * a write attempt is rejected with EBADF.
1240  */
1241 static int
1242 open_dummy_desc(void)
1243 {
1244         int fds[2];
1245
1246         if (pipe(fds))
1247                 perror_func_msg_and_die("pipe");
1248         close(fds[1]);
1249         set_cloexec_flag(fds[0]);
1250         return fds[0];
1251 }
1252
1253 /* placeholder fds status for stdin and stdout */
1254 static bool fd_is_placeholder[2];
1255
1256 /*
1257  * Ensure that all standard file descriptors are open by opening placeholder
1258  * file descriptors for those standard file descriptors that are not open.
1259  *
1260  * The information which descriptors have been made open is saved
1261  * in fd_is_placeholder for later use.
1262  */
1263 static void
1264 ensure_standard_fds_opened(void)
1265 {
1266         int fd;
1267
1268         while ((fd = open_dummy_desc()) <= 2) {
1269                 if (fd == 2)
1270                         break;
1271                 fd_is_placeholder[fd] = true;
1272         }
1273
1274         if (fd > 2)
1275                 close(fd);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Redirect stdin and stdout unless they have been opened earlier
1280  * by ensure_standard_fds_opened as placeholders.
1281  */
1282 static void
1283 redirect_standard_fds(void)
1284 {
1285         int i;
1286
1287         /*
1288          * It might be a good idea to redirect stderr as well,
1289          * but we sometimes need to print error messages.
1290          */
1291         for (i = 0; i <= 1; ++i) {
1292                 if (!fd_is_placeholder[i]) {
1293                         close(i);
1294                         open_dummy_desc();
1295                 }
1296         }
1297 }
1298
1299 static void
1300 startup_child(char **argv)
1301 {
1302         struct_stat statbuf;
1303         const char *filename;
1304         size_t filename_len;
1305         char pathname[PATH_MAX];
1306         int pid;
1307         struct tcb *tcp;
1308
1309         filename = argv[0];
1310         filename_len = strlen(filename);
1311
1312         if (filename_len > sizeof(pathname) - 1) {
1313                 errno = ENAMETOOLONG;
1314                 perror_msg_and_die("exec");
1315         }
1316         if (strchr(filename, '/')) {
1317                 strcpy(pathname, filename);
1318         }
1319 #ifdef USE_DEBUGGING_EXEC
1320         /*
1321          * Debuggers customarily check the current directory
1322          * first regardless of the path but doing that gives
1323          * security geeks a panic attack.
1324          */
1325         else if (stat_file(filename, &statbuf) == 0)
1326                 strcpy(pathname, filename);
1327 #endif /* USE_DEBUGGING_EXEC */
1328         else {
1329                 const char *path;
1330                 size_t m, n, len;
1331
1332                 for (path = getenv("PATH"); path && *path; path += m) {
1333                         const char *colon = strchr(path, ':');
1334                         if (colon) {
1335                                 n = colon - path;
1336                                 m = n + 1;
1337                         } else
1338                                 m = n = strlen(path);
1339                         if (n == 0) {
1340                                 if (!getcwd(pathname, PATH_MAX))
1341                                         continue;
1342                                 len = strlen(pathname);
1343                         } else if (n > sizeof(pathname) - 1)
1344                                 continue;
1345                         else {
1346                                 strncpy(pathname, path, n);
1347                                 len = n;
1348                         }
1349                         if (len && pathname[len - 1] != '/')
1350                                 pathname[len++] = '/';
1351                         if (filename_len + len > sizeof(pathname) - 1)
1352                                 continue;
1353                         strcpy(pathname + len, filename);
1354                         if (stat_file(pathname, &statbuf) == 0 &&
1355                             /* Accept only regular files
1356                                with some execute bits set.
1357                                XXX not perfect, might still fail */
1358                             S_ISREG(statbuf.st_mode) &&
1359                             (statbuf.st_mode & 0111))
1360                                 break;
1361                 }
1362                 if (!path || !*path)
1363                         pathname[0] = '\0';
1364         }
1365         if (stat_file(pathname, &statbuf) < 0) {
1366                 perror_msg_and_die("Can't stat '%s'", filename);
1367         }
1368
1369         params_for_tracee.fd_to_close = (shared_log != stderr) ? fileno(shared_log) : -1;
1370         params_for_tracee.run_euid = (statbuf.st_mode & S_ISUID) ? statbuf.st_uid : run_uid;
1371         params_for_tracee.run_egid = (statbuf.st_mode & S_ISGID) ? statbuf.st_gid : run_gid;
1372         params_for_tracee.argv = argv;
1373         /*
1374          * On NOMMU, can be safely freed only after execve in tracee.
1375          * It's hard to know when that happens, so we just leak it.
1376          */
1377         params_for_tracee.pathname = NOMMU_SYSTEM ? xstrdup(pathname) : pathname;
1378
1379 #if defined HAVE_PRCTL && defined PR_SET_PTRACER && defined PR_SET_PTRACER_ANY
1380         if (daemonized_tracer)
1381                 prctl(PR_SET_PTRACER, PR_SET_PTRACER_ANY);
1382 #endif
1383
1384         pid = fork();
1385         if (pid < 0)
1386                 perror_func_msg_and_die("fork");
1387
1388         if ((pid != 0 && daemonized_tracer)
1389          || (pid == 0 && !daemonized_tracer)
1390         ) {
1391                 /* We are to become the tracee. Two cases:
1392                  * -D: we are parent
1393                  * not -D: we are child
1394                  */
1395                 exec_or_die();
1396         }
1397
1398         /* We are the tracer */
1399
1400         if (!daemonized_tracer) {
1401                 strace_child = pid;
1402                 if (!use_seize) {
1403                         /* child did PTRACE_TRACEME, nothing to do in parent */
1404                 } else {
1405                         if (!NOMMU_SYSTEM) {
1406                                 /* Wait until child stopped itself */
1407                                 int status;
1408                                 while (waitpid(pid, &status, WSTOPPED) < 0) {
1409                                         if (errno == EINTR)
1410                                                 continue;
1411                                         perror_msg_and_die("waitpid");
1412                                 }
1413                                 if (!WIFSTOPPED(status) || WSTOPSIG(status) != SIGSTOP) {
1414                                         kill_save_errno(pid, SIGKILL);
1415                                         perror_msg_and_die("Unexpected wait status %#x",
1416                                                            status);
1417                                 }
1418                         }
1419                         /* Else: NOMMU case, we have no way to sync.
1420                          * Just attach to it as soon as possible.
1421                          * This means that we may miss a few first syscalls...
1422                          */
1423
1424                         if (ptrace_attach_or_seize(pid)) {
1425                                 kill_save_errno(pid, SIGKILL);
1426                                 perror_msg_and_die("attach: ptrace(%s, %d)",
1427                                                    ptrace_attach_cmd, pid);
1428                         }
1429                         if (!NOMMU_SYSTEM)
1430                                 kill(pid, SIGCONT);
1431                 }
1432                 tcp = alloctcb(pid);
1433                 after_successful_attach(tcp, TCB_SKIP_DETACH_ON_FIRST_EXEC
1434                                              | (NOMMU_SYSTEM ? 0
1435                                                 : (TCB_HIDE_LOG
1436                                                    | post_attach_sigstop)));
1437         } else {
1438                 /* With -D, we are *child* here, the tracee is our parent. */
1439                 strace_child = strace_tracer_pid;
1440                 strace_tracer_pid = getpid();
1441                 tcp = alloctcb(strace_child);
1442                 tcp->flags |= TCB_SKIP_DETACH_ON_FIRST_EXEC | TCB_HIDE_LOG;
1443                 /*
1444                  * Attaching will be done later, by startup_attach.
1445                  * Note: we don't do after_successful_attach() here either!
1446                  */
1447
1448                 /* NOMMU BUG! -D mode is active, we (child) return,
1449                  * and we will scribble over parent's stack!
1450                  * When parent later unpauses, it segfaults.
1451                  *
1452                  * We work around it
1453                  * (1) by declaring exec_or_die() NORETURN,
1454                  * hopefully compiler will just jump to it
1455                  * instead of call (won't push anything to stack),
1456                  * (2) by trying very hard in exec_or_die()
1457                  * to not use any stack,
1458                  * (3) having a really big (PATH_MAX) stack object
1459                  * in this function, which creates a "buffer" between
1460                  * child's and parent's stack pointers.
1461                  * This may save us if (1) and (2) failed
1462                  * and compiler decided to use stack in exec_or_die() anyway
1463                  * (happens on i386 because of stack parameter passing).
1464                  *
1465                  * A cleaner solution is to use makecontext + setcontext
1466                  * to create a genuine separate stack and execute on it.
1467                  */
1468         }
1469         /*
1470          * A case where straced process is part of a pipe:
1471          * { sleep 1; yes | head -n99999; } | strace -o/dev/null sh -c 'exec <&-; sleep 9'
1472          * If strace won't close its fd#0, closing it in tracee is not enough:
1473          * the pipe is still open, it has a reader. Thus, "head" will not get its
1474          * SIGPIPE at once, on the first write.
1475          *
1476          * Preventing it by redirecting strace's stdin/out.
1477          * (Don't leave fds 0 and 1 closed, this is bad practice: future opens
1478          * will reuse them, unexpectedly making a newly opened object "stdin").
1479          */
1480         redirect_standard_fds();
1481 }
1482
1483 static void
1484 test_ptrace_seize(void)
1485 {
1486         int pid;
1487
1488         /* Need fork for test. NOMMU has no forks */
1489         if (NOMMU_SYSTEM) {
1490                 post_attach_sigstop = 0; /* this sets use_seize to 1 */
1491                 return;
1492         }
1493
1494         pid = fork();
1495         if (pid < 0)
1496                 perror_func_msg_and_die("fork");
1497
1498         if (pid == 0) {
1499                 pause();
1500                 _exit(0);
1501         }
1502
1503         /* PTRACE_SEIZE, unlike ATTACH, doesn't force tracee to trap.  After
1504          * attaching tracee continues to run unless a trap condition occurs.
1505          * PTRACE_SEIZE doesn't affect signal or group stop state.
1506          */
1507         if (ptrace(PTRACE_SEIZE, pid, 0, 0) == 0) {
1508                 post_attach_sigstop = 0; /* this sets use_seize to 1 */
1509         } else {
1510                 debug_msg("PTRACE_SEIZE doesn't work");
1511         }
1512
1513         kill(pid, SIGKILL);
1514
1515         while (1) {
1516                 int status, tracee_pid;
1517
1518                 errno = 0;
1519                 tracee_pid = waitpid(pid, &status, 0);
1520                 if (tracee_pid <= 0) {
1521                         if (errno == EINTR)
1522                                 continue;
1523                         perror_func_msg_and_die("unexpected wait result %d",
1524                                                 tracee_pid);
1525                 }
1526                 if (WIFSIGNALED(status))
1527                         return;
1528
1529                 error_func_msg_and_die("unexpected wait status %#x", status);
1530         }
1531 }
1532
1533 static unsigned
1534 get_os_release(void)
1535 {
1536         unsigned rel;
1537         const char *p;
1538         struct utsname u;
1539         if (uname(&u) < 0)
1540                 perror_msg_and_die("uname");
1541         /* u.release has this form: "3.2.9[-some-garbage]" */
1542         rel = 0;
1543         p = u.release;
1544         for (;;) {
1545                 if (!(*p >= '0' && *p <= '9'))
1546                         error_msg_and_die("Bad OS release string: '%s'", u.release);
1547                 /* Note: this open-codes KERNEL_VERSION(): */
1548                 rel = (rel << 8) | atoi(p);
1549                 if (rel >= KERNEL_VERSION(1, 0, 0))
1550                         break;
1551                 while (*p >= '0' && *p <= '9')
1552                         p++;
1553                 if (*p != '.') {
1554                         if (rel >= KERNEL_VERSION(0, 1, 0)) {
1555                                 /* "X.Y-something" means "X.Y.0" */
1556                                 rel <<= 8;
1557                                 break;
1558                         }
1559                         error_msg_and_die("Bad OS release string: '%s'", u.release);
1560                 }
1561                 p++;
1562         }
1563         return rel;
1564 }
1565
1566 static void
1567 set_sighandler(int signo, void (*sighandler)(int), struct sigaction *oldact)
1568 {
1569         const struct sigaction sa = { .sa_handler = sighandler };
1570         sigaction(signo, &sa, oldact);
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Initialization part of main() was eating much stack (~0.5k),
1575  * which was unused after init.
1576  * We can reuse it if we move init code into a separate function.
1577  *
1578  * Don't want main() to inline us and defeat the reason
1579  * we have a separate function.
1580  */
1581 static void ATTRIBUTE_NOINLINE
1582 init(int argc, char *argv[])
1583 {
1584         int c, i;
1585         int optF = 0;
1586
1587         if (!program_invocation_name || !*program_invocation_name) {
1588                 static char name[] = "strace";
1589                 program_invocation_name =
1590                         (argc > 0 && argv[0] && *argv[0]) ? argv[0] : name;
1591         }
1592
1593         strace_tracer_pid = getpid();
1594
1595         os_release = get_os_release();
1596
1597         shared_log = stderr;
1598         set_sortby(DEFAULT_SORTBY);
1599         set_personality(DEFAULT_PERSONALITY);
1600         qualify("trace=all");
1601         qualify("abbrev=all");
1602         qualify("verbose=all");
1603 #if DEFAULT_QUAL_FLAGS != (QUAL_TRACE | QUAL_ABBREV | QUAL_VERBOSE)
1604 # error Bug in DEFAULT_QUAL_FLAGS
1605 #endif
1606         qualify("signal=all");
1607         while ((c = getopt(argc, argv, "+"
1608 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
1609             "k"
1610 #endif
1611             "a:Ab:cCdDe:E:fFhiI:o:O:p:P:qrs:S:tTu:vVwxX:yz")) != EOF) {
1612                 switch (c) {
1613                 case 'a':
1614                         acolumn = string_to_uint(optarg);
1615                         if (acolumn < 0)
1616                                 error_opt_arg(c, optarg);
1617                         break;
1618                 case 'A':
1619                         open_append = true;
1620                         break;
1621                 case 'b':
1622                         if (strcmp(optarg, "execve") != 0)
1623                                 error_msg_and_die("Syscall '%s' for -b isn't supported",
1624                                         optarg);
1625                         detach_on_execve = 1;
1626                         break;
1627                 case 'c':
1628                         if (cflag == CFLAG_BOTH) {
1629                                 error_msg_and_help("-c and -C are mutually exclusive");
1630                         }
1631                         cflag = CFLAG_ONLY_STATS;
1632                         break;
1633                 case 'C':
1634                         if (cflag == CFLAG_ONLY_STATS) {
1635                                 error_msg_and_help("-c and -C are mutually exclusive");
1636                         }
1637                         cflag = CFLAG_BOTH;
1638                         break;
1639                 case 'd':
1640                         debug_flag = 1;
1641                         break;
1642                 case 'D':
1643                         daemonized_tracer = 1;
1644                         break;
1645                 case 'e':
1646                         qualify(optarg);
1647                         break;
1648                 case 'E':
1649                         if (putenv(optarg) < 0)
1650                                 perror_msg_and_die("putenv");
1651                         break;
1652                 case 'f':
1653                         followfork++;
1654                         break;
1655                 case 'F':
1656                         optF = 1;
1657                         break;
1658                 case 'h':
1659                         usage();
1660                         break;
1661                 case 'i':
1662                         iflag = 1;
1663                         break;
1664                 case 'I':
1665                         opt_intr = string_to_uint_upto(optarg, NUM_INTR_OPTS - 1);
1666                         if (opt_intr <= 0)
1667                                 error_opt_arg(c, optarg);
1668                         break;
1669 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
1670                 case 'k':
1671                         stack_trace_enabled = true;
1672                         break;
1673 #endif
1674                 case 'o':
1675                         outfname = optarg;
1676                         break;
1677                 case 'O':
1678                         i = string_to_uint(optarg);
1679                         if (i < 0)
1680                                 error_opt_arg(c, optarg);
1681                         set_overhead(i);
1682                         break;
1683                 case 'p':
1684                         process_opt_p_list(optarg);
1685                         break;
1686                 case 'P':
1687                         pathtrace_select(optarg);
1688                         break;
1689                 case 'q':
1690                         qflag++;
1691                         break;
1692                 case 'r':
1693                         rflag = 1;
1694                         break;
1695                 case 's':
1696                         i = string_to_uint(optarg);
1697                         if (i < 0 || (unsigned int) i > -1U / 4)
1698                                 error_opt_arg(c, optarg);
1699                         max_strlen = i;
1700                         break;
1701                 case 'S':
1702                         set_sortby(optarg);
1703                         break;
1704                 case 't':
1705                         tflag++;
1706                         break;
1707                 case 'T':
1708                         Tflag = 1;
1709                         break;
1710                 case 'u':
1711                         username = optarg;
1712                         break;
1713                 case 'v':
1714                         qualify("abbrev=none");
1715                         break;
1716                 case 'V':
1717                         print_version();
1718                         exit(0);
1719                         break;
1720                 case 'w':
1721                         count_wallclock = 1;
1722                         break;
1723                 case 'x':
1724                         xflag++;
1725                         break;
1726                 case 'X':
1727                         if (!strcmp(optarg, "raw"))
1728                                 xlat_verbosity = XLAT_STYLE_RAW;
1729                         else if (!strcmp(optarg, "abbrev"))
1730                                 xlat_verbosity = XLAT_STYLE_ABBREV;
1731                         else if (!strcmp(optarg, "verbose"))
1732                                 xlat_verbosity = XLAT_STYLE_VERBOSE;
1733                         else
1734                                 error_opt_arg(c, optarg);
1735                         break;
1736                 case 'y':
1737                         show_fd_path++;
1738                         break;
1739                 case 'z':
1740                         not_failing_only = 1;
1741                         break;
1742                 default:
1743                         error_msg_and_help(NULL);
1744                         break;
1745                 }
1746         }
1747
1748         argv += optind;
1749         argc -= optind;
1750
1751         if (argc < 0 || (!nprocs && !argc)) {
1752                 error_msg_and_help("must have PROG [ARGS] or -p PID");
1753         }
1754
1755         if (!argc && daemonized_tracer) {
1756                 error_msg_and_help("PROG [ARGS] must be specified with -D");
1757         }
1758
1759         if (optF) {
1760                 if (followfork) {
1761                         error_msg("deprecated option -F ignored");
1762                 } else {
1763                         error_msg("option -F is deprecated, "
1764                                   "please use -f instead");
1765                         followfork = optF;
1766                 }
1767         }
1768
1769         if (followfork >= 2 && cflag) {
1770                 error_msg_and_help("(-c or -C) and -ff are mutually exclusive");
1771         }
1772
1773         if (count_wallclock && !cflag) {
1774                 error_msg_and_help("-w must be given with (-c or -C)");
1775         }
1776
1777         if (cflag == CFLAG_ONLY_STATS) {
1778                 if (iflag)
1779                         error_msg("-%c has no effect with -c", 'i');
1780 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
1781                 if (stack_trace_enabled)
1782                         error_msg("-%c has no effect with -c", 'k');
1783 #endif
1784                 if (rflag)
1785                         error_msg("-%c has no effect with -c", 'r');
1786                 if (tflag)
1787                         error_msg("-%c has no effect with -c", 't');
1788                 if (Tflag)
1789                         error_msg("-%c has no effect with -c", 'T');
1790                 if (show_fd_path)
1791                         error_msg("-%c has no effect with -c", 'y');
1792         }
1793
1794         acolumn_spaces = xmalloc(acolumn + 1);
1795         memset(acolumn_spaces, ' ', acolumn);
1796         acolumn_spaces[acolumn] = '\0';
1797
1798         set_sighandler(SIGCHLD, SIG_DFL, &params_for_tracee.child_sa);
1799
1800 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
1801         if (stack_trace_enabled)
1802                 unwind_init();
1803 #endif
1804
1805         /* See if they want to run as another user. */
1806         if (username != NULL) {
1807                 struct passwd *pent;
1808
1809                 if (getuid() != 0 || geteuid() != 0) {
1810                         error_msg_and_die("You must be root to use the -u option");
1811                 }
1812                 pent = getpwnam(username);
1813                 if (pent == NULL) {
1814                         error_msg_and_die("Cannot find user '%s'", username);
1815                 }
1816                 run_uid = pent->pw_uid;
1817                 run_gid = pent->pw_gid;
1818         } else {
1819                 run_uid = getuid();
1820                 run_gid = getgid();
1821         }
1822
1823         if (followfork)
1824                 ptrace_setoptions |= PTRACE_O_TRACECLONE |
1825                                      PTRACE_O_TRACEFORK |
1826                                      PTRACE_O_TRACEVFORK;
1827         debug_msg("ptrace_setoptions = %#x", ptrace_setoptions);
1828         test_ptrace_seize();
1829
1830         /*
1831          * Is something weird with our stdin and/or stdout -
1832          * for example, may they be not open? In this case,
1833          * ensure that none of the future opens uses them.
1834          *
1835          * This was seen in the wild when /proc/sys/kernel/core_pattern
1836          * was set to "|/bin/strace -o/tmp/LOG PROG":
1837          * kernel runs coredump helper with fd#0 open but fd#1 closed (!),
1838          * therefore LOG gets opened to fd#1, and fd#1 is closed by
1839          * "don't hold up stdin/out open" code soon after.
1840          */
1841         ensure_standard_fds_opened();
1842
1843         /* Check if they want to redirect the output. */
1844         if (outfname) {
1845                 /* See if they want to pipe the output. */
1846                 if (outfname[0] == '|' || outfname[0] == '!') {
1847                         /*
1848                          * We can't do the <outfname>.PID funny business
1849                          * when using popen, so prohibit it.
1850                          */
1851                         if (followfork >= 2)
1852                                 error_msg_and_help("piping the output and -ff "
1853                                                    "are mutually exclusive");
1854                         shared_log = strace_popen(outfname + 1);
1855                 } else if (followfork < 2) {
1856                         shared_log = strace_fopen(outfname);
1857                 } else if (strlen(outfname) >= PATH_MAX - sizeof(int) * 3) {
1858                         errno = ENAMETOOLONG;
1859                         perror_msg_and_die("%s", outfname);
1860                 }
1861         } else {
1862                 /* -ff without -o FILE is the same as single -f */
1863                 if (followfork >= 2)
1864                         followfork = 1;
1865         }
1866
1867         if (!outfname || outfname[0] == '|' || outfname[0] == '!') {
1868                 setvbuf(shared_log, NULL, _IOLBF, 0);
1869         }
1870
1871         /*
1872          * argv[0]      -pPID   -oFILE  Default interactive setting
1873          * yes          *       0       INTR_WHILE_WAIT
1874          * no           1       0       INTR_WHILE_WAIT
1875          * yes          *       1       INTR_NEVER
1876          * no           1       1       INTR_WHILE_WAIT
1877          */
1878
1879         if (outfname && argc) {
1880                 if (!opt_intr)
1881                         opt_intr = INTR_NEVER;
1882                 if (!qflag)
1883                         qflag = 1;
1884         }
1885         if (!opt_intr)
1886                 opt_intr = INTR_WHILE_WAIT;
1887
1888         /*
1889          * startup_child() must be called before the signal handlers get
1890          * installed below as they are inherited into the spawned process.
1891          * Also we do not need to be protected by them as during interruption
1892          * in the startup_child() mode we kill the spawned process anyway.
1893          */
1894         if (argc) {
1895                 startup_child(argv);
1896         }
1897
1898         set_sighandler(SIGTTOU, SIG_IGN, NULL);
1899         set_sighandler(SIGTTIN, SIG_IGN, NULL);
1900         if (opt_intr != INTR_ANYWHERE) {
1901                 if (opt_intr == INTR_BLOCK_TSTP_TOO)
1902                         set_sighandler(SIGTSTP, SIG_IGN, NULL);
1903                 /*
1904                  * In interactive mode (if no -o OUTFILE, or -p PID is used),
1905                  * fatal signals are handled asynchronously and acted
1906                  * when waiting for process state changes.
1907                  * In non-interactive mode these signals are ignored.
1908                  */
1909                 set_sighandler(SIGHUP, interactive ? interrupt : SIG_IGN, NULL);
1910                 set_sighandler(SIGINT, interactive ? interrupt : SIG_IGN, NULL);
1911                 set_sighandler(SIGQUIT, interactive ? interrupt : SIG_IGN, NULL);
1912                 set_sighandler(SIGPIPE, interactive ? interrupt : SIG_IGN, NULL);
1913                 set_sighandler(SIGTERM, interactive ? interrupt : SIG_IGN, NULL);
1914         }
1915
1916         sigemptyset(&timer_set);
1917         sigaddset(&timer_set, SIGALRM);
1918         sigprocmask(SIG_BLOCK, &timer_set, NULL);
1919         set_sighandler(SIGALRM, timer_sighandler, NULL);
1920
1921         if (nprocs != 0 || daemonized_tracer)
1922                 startup_attach();
1923
1924         /* Do we want pids printed in our -o OUTFILE?
1925          * -ff: no (every pid has its own file); or
1926          * -f: yes (there can be more pids in the future); or
1927          * -p PID1,PID2: yes (there are already more than one pid)
1928          */
1929         print_pid_pfx = (outfname && followfork < 2 && (followfork == 1 || nprocs > 1));
1930 }
1931
1932 static struct tcb *
1933 pid2tcb(const int pid)
1934 {
1935         if (pid <= 0)
1936                 return NULL;
1937
1938 #define PID2TCB_CACHE_SIZE 1024U
1939 #define PID2TCB_CACHE_MASK (PID2TCB_CACHE_SIZE - 1)
1940
1941         static struct tcb *pid2tcb_cache[PID2TCB_CACHE_SIZE];
1942         struct tcb **const ptcp = &pid2tcb_cache[pid & PID2TCB_CACHE_MASK];
1943         struct tcb *tcp = *ptcp;
1944
1945         if (tcp && tcp->pid == pid)
1946                 return tcp;
1947
1948         for (unsigned int i = 0; i < tcbtabsize; ++i) {
1949                 tcp = tcbtab[i];
1950                 if (tcp->pid == pid)
1951                         return *ptcp = tcp;
1952         }
1953
1954         return NULL;
1955 }
1956
1957 static void
1958 cleanup(void)
1959 {
1960         unsigned int i;
1961         struct tcb *tcp;
1962         int fatal_sig;
1963
1964         /* 'interrupted' is a volatile object, fetch it only once */
1965         fatal_sig = interrupted;
1966         if (!fatal_sig)
1967                 fatal_sig = SIGTERM;
1968
1969         for (i = 0; i < tcbtabsize; i++) {
1970                 tcp = tcbtab[i];
1971                 if (!tcp->pid)
1972                         continue;
1973                 debug_func_msg("looking at pid %u", tcp->pid);
1974                 if (tcp->pid == strace_child) {
1975                         kill(tcp->pid, SIGCONT);
1976                         kill(tcp->pid, fatal_sig);
1977                 }
1978                 detach(tcp);
1979         }
1980         if (cflag)
1981                 call_summary(shared_log);
1982 }
1983
1984 static void
1985 interrupt(int sig)
1986 {
1987         interrupted = sig;
1988 }
1989
1990 static void
1991 print_debug_info(const int pid, int status)
1992 {
1993         const unsigned int event = (unsigned int) status >> 16;
1994         char buf[sizeof("WIFEXITED,exitcode=%u") + sizeof(int)*3 /*paranoia:*/ + 16];
1995         char evbuf[sizeof(",EVENT_VFORK_DONE (%u)") + sizeof(int)*3 /*paranoia:*/ + 16];
1996
1997         strcpy(buf, "???");
1998         if (WIFSIGNALED(status))
1999 #ifdef WCOREDUMP
2000                 xsprintf(buf, "WIFSIGNALED,%ssig=%s",
2001                                 WCOREDUMP(status) ? "core," : "",
2002                                 signame(WTERMSIG(status)));
2003 #else
2004                 xsprintf(buf, "WIFSIGNALED,sig=%s",
2005                                 signame(WTERMSIG(status)));
2006 #endif
2007         if (WIFEXITED(status))
2008                 xsprintf(buf, "WIFEXITED,exitcode=%u", WEXITSTATUS(status));
2009         if (WIFSTOPPED(status))
2010                 xsprintf(buf, "WIFSTOPPED,sig=%s", signame(WSTOPSIG(status)));
2011         evbuf[0] = '\0';
2012         if (event != 0) {
2013                 static const char *const event_names[] = {
2014                         [PTRACE_EVENT_CLONE] = "CLONE",
2015                         [PTRACE_EVENT_FORK]  = "FORK",
2016                         [PTRACE_EVENT_VFORK] = "VFORK",
2017                         [PTRACE_EVENT_VFORK_DONE] = "VFORK_DONE",
2018                         [PTRACE_EVENT_EXEC]  = "EXEC",
2019                         [PTRACE_EVENT_EXIT]  = "EXIT",
2020                         /* [PTRACE_EVENT_STOP (=128)] would make biggish array */
2021                 };
2022                 const char *e = "??";
2023                 if (event < ARRAY_SIZE(event_names))
2024                         e = event_names[event];
2025                 else if (event == PTRACE_EVENT_STOP)
2026                         e = "STOP";
2027                 xsprintf(evbuf, ",EVENT_%s (%u)", e, event);
2028         }
2029         error_msg("[wait(0x%06x) = %u] %s%s", status, pid, buf, evbuf);
2030 }
2031
2032 static struct tcb *
2033 maybe_allocate_tcb(const int pid, int status)
2034 {
2035         if (!WIFSTOPPED(status)) {
2036                 if (detach_on_execve && pid == strace_child) {
2037                         /* example: strace -bexecve sh -c 'exec true' */
2038                         strace_child = 0;
2039                         return NULL;
2040                 }
2041                 /*
2042                  * This can happen if we inherited an unknown child.
2043                  * Example: (sleep 1 & exec strace true)
2044                  */
2045                 error_msg("Exit of unknown pid %u ignored", pid);
2046                 return NULL;
2047         }
2048         if (followfork) {
2049                 /* We assume it's a fork/vfork/clone child */
2050                 struct tcb *tcp = alloctcb(pid);
2051                 after_successful_attach(tcp, post_attach_sigstop);
2052                 if (!qflag)
2053                         error_msg("Process %d attached", pid);
2054                 return tcp;
2055         } else {
2056                 /*
2057                  * This can happen if a clone call misused CLONE_PTRACE itself.
2058                  *
2059                  * There used to be a dance around possible re-injection of
2060                  * WSTOPSIG(status), but it was later removed as the only
2061                  * observable stop here is the initial ptrace-stop.
2062                  */
2063                 ptrace(PTRACE_DETACH, pid, NULL, 0L);
2064                 error_msg("Detached unknown pid %d", pid);
2065                 return NULL;
2066         }
2067 }
2068
2069 static struct tcb *
2070 maybe_switch_tcbs(struct tcb *tcp, const int pid)
2071 {
2072         FILE *fp;
2073         struct tcb *execve_thread;
2074         long old_pid = 0;
2075
2076         if (ptrace(PTRACE_GETEVENTMSG, pid, NULL, &old_pid) < 0)
2077                 return tcp;
2078         /* Avoid truncation in pid2tcb() param passing */
2079         if (old_pid <= 0 || old_pid == pid)
2080                 return tcp;
2081         if ((unsigned long) old_pid > UINT_MAX)
2082                 return tcp;
2083         execve_thread = pid2tcb(old_pid);
2084         /* It should be !NULL, but I feel paranoid */
2085         if (!execve_thread)
2086                 return tcp;
2087
2088         if (execve_thread->curcol != 0) {
2089                 /*
2090                  * One case we are here is -ff:
2091                  * try "strace -oLOG -ff test/threaded_execve"
2092                  */
2093                 fprintf(execve_thread->outf, " <pid changed to %d ...>\n", pid);
2094                 /*execve_thread->curcol = 0; - no need, see code below */
2095         }
2096         /* Swap output FILEs (needed for -ff) */
2097         fp = execve_thread->outf;
2098         execve_thread->outf = tcp->outf;
2099         tcp->outf = fp;
2100         /* And their column positions */
2101         execve_thread->curcol = tcp->curcol;
2102         tcp->curcol = 0;
2103         /* Drop leader, but close execve'd thread outfile (if -ff) */
2104         droptcb(tcp);
2105         /* Switch to the thread, reusing leader's outfile and pid */
2106         tcp = execve_thread;
2107         tcp->pid = pid;
2108         if (cflag != CFLAG_ONLY_STATS) {
2109                 printleader(tcp);
2110                 tprintf("+++ superseded by execve in pid %lu +++\n", old_pid);
2111                 line_ended();
2112                 tcp->flags |= TCB_REPRINT;
2113         }
2114
2115         return tcp;
2116 }
2117
2118 static void
2119 print_signalled(struct tcb *tcp, const int pid, int status)
2120 {
2121         if (pid == strace_child) {
2122                 exit_code = 0x100 | WTERMSIG(status);
2123                 strace_child = 0;
2124         }
2125
2126         if (cflag != CFLAG_ONLY_STATS
2127             && is_number_in_set(WTERMSIG(status), signal_set)) {
2128                 printleader(tcp);
2129 #ifdef WCOREDUMP
2130                 tprintf("+++ killed by %s %s+++\n",
2131                         signame(WTERMSIG(status)),
2132                         WCOREDUMP(status) ? "(core dumped) " : "");
2133 #else
2134                 tprintf("+++ killed by %s +++\n",
2135                         signame(WTERMSIG(status)));
2136 #endif
2137                 line_ended();
2138         }
2139 }
2140
2141 static void
2142 print_exited(struct tcb *tcp, const int pid, int status)
2143 {
2144         if (pid == strace_child) {
2145                 exit_code = WEXITSTATUS(status);
2146                 strace_child = 0;
2147         }
2148
2149         if (cflag != CFLAG_ONLY_STATS &&
2150             qflag < 2) {
2151                 printleader(tcp);
2152                 tprintf("+++ exited with %d +++\n", WEXITSTATUS(status));
2153                 line_ended();
2154         }
2155 }
2156
2157 static void
2158 print_stopped(struct tcb *tcp, const siginfo_t *si, const unsigned int sig)
2159 {
2160         if (cflag != CFLAG_ONLY_STATS
2161             && !hide_log(tcp)
2162             && is_number_in_set(sig, signal_set)) {
2163                 printleader(tcp);
2164                 if (si) {
2165                         tprintf("--- %s ", signame(sig));
2166                         printsiginfo(si);
2167                         tprints(" ---\n");
2168                 } else
2169                         tprintf("--- stopped by %s ---\n", signame(sig));
2170                 line_ended();
2171
2172 #ifdef ENABLE_STACKTRACE
2173                 if (stack_trace_enabled)
2174                         unwind_tcb_print(tcp);
2175 #endif
2176         }
2177 }
2178
2179 static void
2180 startup_tcb(struct tcb *tcp)
2181 {
2182         debug_msg("pid %d has TCB_STARTUP, initializing it", tcp->pid);
2183
2184         tcp->flags &= ~TCB_STARTUP;
2185
2186         if (!use_seize) {
2187                 debug_msg("setting opts 0x%x on pid %d",
2188                           ptrace_setoptions, tcp->pid);
2189                 if (ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, tcp->pid, NULL, ptrace_setoptions) < 0) {
2190                         if (errno != ESRCH) {
2191                                 /* Should never happen, really */
2192                                 perror_msg_and_die("PTRACE_SETOPTIONS");
2193                         }
2194                 }
2195         }
2196
2197         if ((tcp->flags & TCB_GRABBED) && (get_scno(tcp) == 1))
2198                 tcp->s_prev_ent = tcp->s_ent;
2199 }
2200
2201 static void
2202 print_event_exit(struct tcb *tcp)
2203 {
2204         if (entering(tcp) || filtered(tcp) || hide_log(tcp)
2205             || cflag == CFLAG_ONLY_STATS) {
2206                 return;
2207         }
2208
2209         if (followfork < 2 && printing_tcp && printing_tcp != tcp
2210             && printing_tcp->curcol != 0) {
2211                 set_current_tcp(printing_tcp);
2212                 tprints(" <unfinished ...>\n");
2213                 flush_tcp_output(printing_tcp);
2214                 printing_tcp->curcol = 0;
2215                 set_current_tcp(tcp);
2216         }
2217
2218         if ((followfork < 2 && printing_tcp != tcp)
2219             || (tcp->flags & TCB_REPRINT)) {
2220                 tcp->flags &= ~TCB_REPRINT;
2221                 printleader(tcp);
2222                 tprintf("<... %s resumed>", tcp->s_ent->sys_name);
2223         }
2224
2225         if (!(tcp->sys_func_rval & RVAL_DECODED)) {
2226                 /*
2227                  * The decoder has probably decided to print something
2228                  * on exiting syscall which is not going to happen.
2229                  */
2230                 tprints(" <unfinished ...>");
2231         }
2232
2233         printing_tcp = tcp;
2234         tprints(") ");
2235         tabto();
2236         tprints("= ?\n");
2237         line_ended();
2238 }
2239
2240 static const struct tcb_wait_data *
2241 next_event(void)
2242 {
2243         static struct tcb_wait_data wait_data;
2244
2245         int pid;
2246         int status;
2247         struct tcb *tcp;
2248         struct tcb_wait_data *wd = &wait_data;
2249         struct rusage ru;
2250
2251         if (interrupted)
2252                 return NULL;
2253
2254         /*
2255          * Used to exit simply when nprocs hits zero, but in this testcase:
2256          *  int main(void) { _exit(!!fork()); }
2257          * under strace -f, parent sometimes (rarely) manages
2258          * to exit before we see the first stop of the child,
2259          * and we are losing track of it:
2260          *  19923 clone(...) = 19924
2261          *  19923 exit_group(1)     = ?
2262          *  19923 +++ exited with 1 +++
2263          * Exiting only when wait() returns ECHILD works better.
2264          */
2265         if (popen_pid != 0) {
2266                 /* However, if -o|logger is in use, we can't do that.
2267                  * Can work around that by double-forking the logger,
2268                  * but that loses the ability to wait for its completion
2269                  * on exit. Oh well...
2270                  */
2271                 if (nprocs == 0)
2272                         return NULL;
2273         }
2274
2275         const bool unblock_delay_timer = is_delay_timer_armed();
2276
2277         /*
2278          * The window of opportunity to handle expirations
2279          * of the delay timer opens here.
2280          *
2281          * Unblock the signal handler for the delay timer
2282          * iff the delay timer is already created.
2283          */
2284         if (unblock_delay_timer)
2285                 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &timer_set, NULL);
2286
2287         /*
2288          * If the delay timer has expired, then its expiration
2289          * has been handled already by the signal handler.
2290          *
2291          * If the delay timer expires during wait4(),
2292          * then the system call will be interrupted and
2293          * the expiration will be handled by the signal handler.
2294          */
2295         pid = wait4(-1, &status, __WALL, (cflag ? &ru : NULL));
2296         const int wait_errno = errno;
2297
2298         /*
2299          * The window of opportunity to handle expirations
2300          * of the delay timer closes here.
2301          *
2302          * Block the signal handler for the delay timer
2303          * iff it was unblocked earlier.
2304          */
2305         if (unblock_delay_timer) {
2306                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &timer_set, NULL);
2307
2308                 if (restart_failed)
2309                         return NULL;
2310         }
2311
2312         if (pid < 0) {
2313                 if (wait_errno == EINTR) {
2314                         wd->te = TE_NEXT;
2315                         return wd;
2316                 }
2317                 if (nprocs == 0 && wait_errno == ECHILD)
2318                         return NULL;
2319                 /*
2320                  * If nprocs > 0, ECHILD is not expected,
2321                  * treat it as any other error here:
2322                  */
2323                 errno = wait_errno;
2324                 perror_msg_and_die("wait4(__WALL)");
2325         }
2326
2327         wd->status = status;
2328
2329         if (pid == popen_pid) {
2330                 if (!WIFSTOPPED(status))
2331                         popen_pid = 0;
2332                 wd->te = TE_NEXT;
2333                 return wd;
2334         }
2335
2336         if (debug_flag)
2337                 print_debug_info(pid, status);
2338
2339         /* Look up 'pid' in our table. */
2340         tcp = pid2tcb(pid);
2341
2342         if (!tcp) {
2343                 tcp = maybe_allocate_tcb(pid, status);
2344                 if (!tcp) {
2345                         wd->te = TE_NEXT;
2346                         return wd;
2347                 }
2348         }
2349
2350         clear_regs(tcp);
2351
2352         /* Set current output file */
2353         set_current_tcp(tcp);
2354
2355         if (cflag) {
2356                 struct timespec stime = {
2357                         .tv_sec = ru.ru_stime.tv_sec,
2358                         .tv_nsec = ru.ru_stime.tv_usec * 1000
2359                 };
2360                 ts_sub(&tcp->dtime, &stime, &tcp->stime);
2361                 tcp->stime = stime;
2362         }
2363
2364         if (WIFSIGNALED(status)) {
2365                 wd->te = TE_SIGNALLED;
2366                 return wd;
2367         }
2368
2369         if (WIFEXITED(status)) {
2370                 wd->te = TE_EXITED;
2371                 return wd;
2372         }
2373
2374         /*
2375          * As WCONTINUED flag has not been specified to wait4,
2376          * it cannot be WIFCONTINUED(status), so the only case
2377          * that remains is WIFSTOPPED(status).
2378          */
2379
2380         /* Is this the very first time we see this tracee stopped? */
2381         if (tcp->flags & TCB_STARTUP)
2382                 startup_tcb(tcp);
2383
2384         const unsigned int sig = WSTOPSIG(status);
2385         const unsigned int event = (unsigned int) status >> 16;
2386
2387         switch (event) {
2388         case 0:
2389                 /*
2390                  * Is this post-attach SIGSTOP?
2391                  * Interestingly, the process may stop
2392                  * with STOPSIG equal to some other signal
2393                  * than SIGSTOP if we happened to attach
2394                  * just before the process takes a signal.
2395                  */
2396                 if (sig == SIGSTOP && (tcp->flags & TCB_IGNORE_ONE_SIGSTOP)) {
2397                         debug_func_msg("ignored SIGSTOP on pid %d", tcp->pid);
2398                         tcp->flags &= ~TCB_IGNORE_ONE_SIGSTOP;
2399                         wd->te = TE_RESTART;
2400                 } else if (sig == syscall_trap_sig) {
2401                         wd->te = TE_SYSCALL_STOP;
2402                 } else {
2403                         memset(&wd->si, 0, sizeof(wd->si));
2404                         /*
2405                          * True if tracee is stopped by signal
2406                          * (as opposed to "tracee received signal").
2407                          * TODO: shouldn't we check for errno == EINVAL too?
2408                          * We can get ESRCH instead, you know...
2409                          */
2410                         bool stopped = ptrace(PTRACE_GETSIGINFO, pid, 0, &wd->si) < 0;
2411                         wd->te = stopped ? TE_GROUP_STOP : TE_SIGNAL_DELIVERY_STOP;
2412                 }
2413                 break;
2414         case PTRACE_EVENT_STOP:
2415                 /*
2416                  * PTRACE_INTERRUPT-stop or group-stop.
2417                  * PTRACE_INTERRUPT-stop has sig == SIGTRAP here.
2418                  */
2419                 switch (sig) {
2420                 case SIGSTOP:
2421                 case SIGTSTP:
2422                 case SIGTTIN:
2423                 case SIGTTOU:
2424                         wd->te = TE_GROUP_STOP;
2425                         break;
2426                 default:
2427                         wd->te = TE_RESTART;
2428                 }
2429                 break;
2430         case PTRACE_EVENT_EXEC:
2431                 wd->te = TE_STOP_BEFORE_EXECVE;
2432                 break;
2433         case PTRACE_EVENT_EXIT:
2434                 wd->te = TE_STOP_BEFORE_EXIT;
2435                 break;
2436         default:
2437                 wd->te = TE_RESTART;
2438         }
2439
2440         return wd;
2441 }
2442
2443 static int
2444 trace_syscall(struct tcb *tcp, unsigned int *sig)
2445 {
2446         if (entering(tcp)) {
2447                 int res = syscall_entering_decode(tcp);
2448                 switch (res) {
2449                 case 0:
2450                         return 0;
2451                 case 1:
2452                         res = syscall_entering_trace(tcp, sig);
2453                 }
2454                 syscall_entering_finish(tcp, res);
2455                 return res;
2456         } else {
2457                 struct timespec ts = {};
2458                 int res = syscall_exiting_decode(tcp, &ts);
2459                 if (res != 0) {
2460                         res = syscall_exiting_trace(tcp, &ts, res);
2461                 }
2462                 syscall_exiting_finish(tcp);
2463                 return res;
2464         }
2465 }
2466
2467 /* Returns true iff the main trace loop has to continue. */
2468 static bool
2469 dispatch_event(const struct tcb_wait_data *wd)
2470 {
2471         unsigned int restart_op = PTRACE_SYSCALL;
2472         unsigned int restart_sig = 0;
2473         enum trace_event te = wd ? wd->te : TE_BREAK;
2474         /*
2475          * Copy wd->status to a non-const variable to workaround glibc bugs
2476          * around union wait fixed by glibc commit glibc-2.24~391
2477          */
2478         int status = wd ? wd->status : 0;
2479
2480         switch (te) {
2481         case TE_BREAK:
2482                 return false;
2483
2484         case TE_NEXT:
2485                 return true;
2486
2487         case TE_RESTART:
2488                 break;
2489
2490         case TE_SYSCALL_STOP:
2491                 if (trace_syscall(current_tcp, &restart_sig) < 0) {
2492                         /*
2493                          * ptrace() failed in trace_syscall().
2494                          * Likely a result of process disappearing mid-flight.
2495                          * Observed case: exit_group() or SIGKILL terminating
2496                          * all processes in thread group.
2497                          * We assume that ptrace error was caused by process death.
2498                          * We used to detach(current_tcp) here, but since we no
2499                          * longer implement "detach before death" policy/hack,
2500                          * we can let this process to report its death to us
2501                          * normally, via WIFEXITED or WIFSIGNALED wait status.
2502                          */
2503                         return true;
2504                 }
2505                 break;
2506
2507         case TE_SIGNAL_DELIVERY_STOP:
2508                 restart_sig = WSTOPSIG(status);
2509                 print_stopped(current_tcp, &wd->si, restart_sig);
2510                 break;
2511
2512         case TE_SIGNALLED:
2513                 print_signalled(current_tcp, current_tcp->pid, status);
2514                 droptcb(current_tcp);
2515                 return true;
2516
2517         case TE_GROUP_STOP:
2518                 restart_sig = WSTOPSIG(status);
2519                 print_stopped(current_tcp, NULL, restart_sig);
2520                 if (use_seize) {
2521                         /*
2522                          * This ends ptrace-stop, but does *not* end group-stop.
2523                          * This makes stopping signals work properly on straced
2524                          * process (that is, process really stops. It used to
2525                          * continue to run).
2526                          */
2527                         restart_op = PTRACE_LISTEN;
2528                         restart_sig = 0;
2529                 }
2530                 break;
2531
2532         case TE_EXITED:
2533                 print_exited(current_tcp, current_tcp->pid, status);
2534                 droptcb(current_tcp);
2535                 return true;
2536
2537         case TE_STOP_BEFORE_EXECVE:
2538                 /*
2539                  * Check that we are inside syscall now (next event after
2540                  * PTRACE_EVENT_EXEC should be for syscall exiting).  If it is
2541                  * not the case, we might have a situation when we attach to a
2542                  * process and the first thing we see is a PTRACE_EVENT_EXEC
2543                  * and all the following syscall state tracking is screwed up
2544                  * otherwise.
2545                  */
2546                 if (entering(current_tcp)) {
2547                         int ret;
2548
2549                         error_msg("Stray PTRACE_EVENT_EXEC from pid %d"
2550                                   ", trying to recover...",
2551                                   current_tcp->pid);
2552
2553                         current_tcp->flags |= TCB_RECOVERING;
2554                         ret = trace_syscall(current_tcp, &restart_sig);
2555                         current_tcp->flags &= ~TCB_RECOVERING;
2556
2557                         if (ret < 0) {
2558                                 /* The reason is described in TE_SYSCALL_STOP */
2559                                 return true;
2560                         }
2561                 }
2562
2563                 /*
2564                  * Under Linux, execve changes pid to thread leader's pid,
2565                  * and we see this changed pid on EVENT_EXEC and later,
2566                  * execve sysexit. Leader "disappears" without exit
2567                  * notification. Let user know that, drop leader's tcb,
2568                  * and fix up pid in execve thread's tcb.
2569                  * Effectively, execve thread's tcb replaces leader's tcb.
2570                  *
2571                  * BTW, leader is 'stuck undead' (doesn't report WIFEXITED
2572                  * on exit syscall) in multithreaded programs exactly
2573                  * in order to handle this case.
2574                  *
2575                  * PTRACE_GETEVENTMSG returns old pid starting from Linux 3.0.
2576                  * On 2.6 and earlier, it can return garbage.
2577                  */
2578                 if (os_release >= KERNEL_VERSION(3, 0, 0))
2579                         set_current_tcp(maybe_switch_tcbs(current_tcp,
2580                                                           current_tcp->pid));
2581
2582                 if (detach_on_execve) {
2583                         if (current_tcp->flags & TCB_SKIP_DETACH_ON_FIRST_EXEC) {
2584                                 current_tcp->flags &= ~TCB_SKIP_DETACH_ON_FIRST_EXEC;
2585                         } else {
2586                                 detach(current_tcp); /* do "-b execve" thingy */
2587                                 return true;
2588                         }
2589                 }
2590                 break;
2591
2592         case TE_STOP_BEFORE_EXIT:
2593                 print_event_exit(current_tcp);
2594                 break;
2595         }
2596
2597         /* We handled quick cases, we are permitted to interrupt now. */
2598         if (interrupted)
2599                 return false;
2600
2601         /* If the process is being delayed, do not ptrace_restart just yet */
2602         if (syscall_delayed(current_tcp))
2603                 return true;
2604
2605         if (ptrace_restart(restart_op, current_tcp, restart_sig) < 0) {
2606                 /* Note: ptrace_restart emitted error message */
2607                 exit_code = 1;
2608                 return false;
2609         }
2610         return true;
2611 }
2612
2613 static bool
2614 restart_delayed_tcb(struct tcb *const tcp)
2615 {
2616         const struct tcb_wait_data wd = { .te = TE_RESTART };
2617
2618         debug_func_msg("pid %d", tcp->pid);
2619
2620         tcp->flags &= ~TCB_DELAYED;
2621
2622         struct tcb *const prev_tcp = current_tcp;
2623         current_tcp = tcp;
2624         bool ret = dispatch_event(&wd);
2625         current_tcp = prev_tcp;
2626
2627         return ret;
2628 }
2629
2630 static bool
2631 restart_delayed_tcbs(void)
2632 {
2633         struct tcb *tcp_next = NULL;
2634         struct timespec ts_now;
2635
2636         clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts_now);
2637
2638         for (size_t i = 0; i < tcbtabsize; i++) {
2639                 struct tcb *tcp = tcbtab[i];
2640
2641                 if (tcp->pid && syscall_delayed(tcp)) {
2642                         if (ts_cmp(&ts_now, &tcp->delay_expiration_time) > 0) {
2643                                 if (!restart_delayed_tcb(tcp))
2644                                         return false;
2645                         } else {
2646                                 /* Check whether this tcb is the next.  */
2647                                 if (!tcp_next ||
2648                                     ts_cmp(&tcp_next->delay_expiration_time,
2649                                            &tcp->delay_expiration_time) > 0) {
2650                                         tcp_next = tcp;
2651                                 }
2652                         }
2653                 }
2654         }
2655
2656         if (tcp_next)
2657                 arm_delay_timer(tcp_next);
2658
2659         return true;
2660 }
2661
2662 /*
2663  * As this signal handler does a lot of work that is not suitable
2664  * for signal handlers, extra care must be taken to ensure that
2665  * it is enabled only in those places where it's safe.
2666  */
2667 static void
2668 timer_sighandler(int sig)
2669 {
2670         delay_timer_expired();
2671
2672         if (restart_failed)
2673                 return;
2674
2675         int saved_errno = errno;
2676
2677         if (!restart_delayed_tcbs())
2678                 restart_failed = 1;
2679
2680         errno = saved_errno;
2681 }
2682
2683 #ifdef ENABLE_COVERAGE_GCOV
2684 extern void __gcov_flush(void);
2685 #endif
2686
2687 static void ATTRIBUTE_NORETURN
2688 terminate(void)
2689 {
2690         cleanup();
2691         fflush(NULL);
2692         if (shared_log != stderr)
2693                 fclose(shared_log);
2694         if (popen_pid) {
2695                 while (waitpid(popen_pid, NULL, 0) < 0 && errno == EINTR)
2696                         ;
2697         }
2698         if (exit_code > 0xff) {
2699                 /* Avoid potential core file clobbering.  */
2700                 struct_rlimit rlim = {0, 0};
2701                 set_rlimit(RLIMIT_CORE, &rlim);
2702
2703                 /* Child was killed by a signal, mimic that.  */
2704                 exit_code &= 0xff;
2705                 signal(exit_code, SIG_DFL);
2706 #ifdef ENABLE_COVERAGE_GCOV
2707                 __gcov_flush();
2708 #endif
2709                 raise(exit_code);
2710
2711                 /* Unblock the signal.  */
2712                 sigset_t mask;
2713                 sigemptyset(&mask);
2714                 sigaddset(&mask, exit_code);
2715 #ifdef ENABLE_COVERAGE_GCOV
2716                 __gcov_flush();
2717 #endif
2718                 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mask, NULL);
2719
2720                 /* Paranoia - what if this signal is not fatal?
2721                    Exit with 128 + signo then.  */
2722                 exit_code += 128;
2723         }
2724         exit(exit_code);
2725 }
2726
2727 int
2728 main(int argc, char *argv[])
2729 {
2730         setlocale(LC_ALL, "");
2731         init(argc, argv);
2732
2733         exit_code = !nprocs;
2734
2735         while (dispatch_event(next_event()))
2736                 ;
2737         terminate();
2738 }