C SIGSEGV 处理程序和 Mprotect答案

【问题标题】：C SIGSEGV Handler & MprotectC SIGSEGV 处理程序和 Mprotect
【发布时间】：2011-02-11 22:39:07
【问题描述】：

我正在构建一个程序，它使用 mprotect() 来限制访问一块内存。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内存（引发故障）的指针和所请求段的大小。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);
}

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

【问题讨论】：

标签： signals handler segmentation-fault mprotect

【解决方案1】：

您必须使用sigaction 和SA_SIGINFO 而不是signal 来建立您的处理程序，然后您将在siginfo_t 中收到有用信息的回调，包括si_addr。

si_addr，如sigaction(2) 中所述，将包含地址。至于长度，除非你愿意解析指令，否则你就不走运了。你能做的最好的就是对si_addr 中报告的页面采取行动，然后如果这还不够，你很快就会收到另一个信号。至少，我们在 ObjectStore 中是这样处理的。

【讨论】：

我们如何参考这些有用的信息？特别是请求内存的指针和大小

【解决方案2】：

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

但请注意，调用mprotect 仅在 Linux 中是信号安全的，其他 POSIX 系统可能不支持。

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

附带说明（仅限 Linux）：如果您担心内存消耗并打算逐个启用较大映射的页面，那么我建议您使用 mmap 和 MAP_NORESERVE 创建映射您将获得到零填充的写时复制页面的映射，该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您的内存，从而允许您分配多达 64TB 的虚拟地址空间。唯一的缺点是，如果你的内存不足，可能会发生可怕的事情（oom-killer）。

【讨论】：

【解决方案3】：

第一步：初始化一个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：让这个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

第四步：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，了解您的处理程序可以提取的更多有趣数据。

【讨论】：