C SIGSEGV 处理程序和保护

Question

我正在构建一个程序，它使用 mprotect() 来限制访问内存块。当请求内存时，会抛出一个 SIGSEGV，我使用 signal() 调用来监听它。

一旦检测到 SIGSEGV，我需要以某种方式访问​​指向所请求的内存（引发错误）的指针以及所请求的段的大小。这可能吗？

void fifoSigHandler(){

    // Needs to only remove protection from requested block of virtual memory
    mprotect(fifoVm,(size_t)fifoVm_size,PROT_WRITE);
    printf("Caught Seg Fault");
}

void fifo_init(void* vm, int vm_size, int n_frames, int page_size)
{
    fifoVm = vm;
    fifoVm_size = vm_size;
    fifoFrames = n_frames;
    fifoPageSize = page_size;

    mprotect(fifoVm,(size_t)fifoVm_size,PROT_NONE);

    signal(SIGSEGV, fifoSigHandler);
}

此外，有没有办法确定当前分配的内存块的 mprotect() 级别（PROT_NONE、PROT_READ 等）？

Answer 1

您必须使用 sigaction 和 SA_SIGINFO 而不是 signal 来建立您的处理程序，然后您将收到回调，并在 中提供有用的信息>siginfo_t，包括si_addr。

si_addr，如 sigaction(2) 中所述，将包含地址。至于长度，除非您愿意解析指令，否则您就不走运了。您能做的最好的事情就是对 si_addr 中报告的页面采取操作，然后如果这还不够，您很快就会收到另一个信号。至少，我们在 ObjectStore 中就是这样做的。

Answer 2

您正在寻找libsigsegv
http://libsigsegv.sourceforge.net/

但要注意，调用 mprotect 只是Linux 中的信号安全，其他 POSIX 系统可能不支持这一点。

恐怕在 Linux 中获得内存保护位的唯一方法是读取 /proc/$pid/meminfo

旁注（仅限 Linux）：如果您担心内存消耗并打算要逐一启用较大映射的页面，那么我建议使用 mmap 和 MAP_NORESERVE 创建映射，在这种情况下，您将获得到零填充副本的映射 -写入时页面将在第一次写入时分配物理 RAM。 MAP_NORESERVE 指示内核不要使用交换空间支持内存，从而允许您分配最多 64TB 的虚拟地址空间。唯一的缺点是，如果内存不足，就会发生可怕的事情（oom-killer）。

Answer 3

第 1 步：初始化 sigaction：

struct sigaction act;
memset(&act, 0, sizeof(struct sigaction));
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_sigaction = handler;
act.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_ONSTACK;

第 2 步：使此 sigaction 处理 SIGSEGV ：（

sigaction(SIGSEGV, &act, NULL);

可选）第 3 步：让它也处理其他内存信号：

sigaction(SIGBUS, &act, NULL);
sigaction(SIGTRAP, &act, NULL);

根据需要添加错误处理

第 4 步：定义处理函数：

void handler(int signal, siginfo_t* siginfo, void* uap) {
    printf("Attempt to access memory at address %p\n", 
           siginfo->si_addr);
    #ifdef LINUX_64BIT
    printf("Instruction pointer: %p\n",
           (((ucontext_t*)uap)->uc_mcontext.gregs[16]));
    #elif LINUX_32BIT
    printf("Instruction pointer: %p\n",
           (((ucontext_t*)uap)->uc_mcontext.gregs[14]));
    #endif
}

您可以参考 ucontext_t 和 siginfo_t 的手册页，了解处理程序可以提取的更多有趣数据。