在低内存地址分配

Question

为了在极限条件下测试软件，我尝试创建一个测试用例，其中提供的用户缓冲区分配在某个非常低的内存地址。非常接近 NULL 的东西，例如 0x1000h.

事实证明这是一个很难创造的条件。实际上，我无法在 Linux、BSD、Windows 或 OS-X 上使用 malloc() 生成它。我相信这种情况可能发生在其他类型的设备上，但我需要一个可以插入到 CI 测试套件中的可重现测试用例。

是否有任何具有适度复杂性（和依赖性）的已知方法来生成此类条件？

编辑 : 选择解决方案, using mmap(). Note that, ,首先需要降低最低地址限制，在/proc/sys/vm/mmap_min_addr可读（在Linux ).

sudo sysctl -w vm.mmap_min_addr="4096"

然后示例代码：

#include <stdio.h>      /* printf */
#include <sys/mman.h>   /* mmap */

int main(int argc, const char** argv)
{
    void* lowBuff = mmap((void*)(0x1000), 64<<10,
                    PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS,
                   -1, 0);
    printf("lowBuff starts at %p \n", lowBuff);
}

结果：

lowBuff starts at 0x1000

Answer 1

你只能在 C 中分配虚拟内存（据我所知，malloc 是 Windows 上 VirtualAlloc 的包装器），虚拟内存由你的操作系统管理，所以几乎不可能预测你会得到什么地址。但它可能永远不会接近 0x00。除非你正在编写一个自定义的内存分配系统，否则你真的不必处理它，即使那样它也不应该关心提供的地址。

Answer 2

在 POSIX/Unix 系统上，您可以使用 mmap 在特定的页面对齐地址请求内存。您可以获得的最低价格取决于您的特定系统和环境。

Answer 3

在Windows，内存的最低部分（64KB？）被系统保留，专门用于捕获通过无效指针的访问。例如，如果您尝试取消引用空指针（可能带有偏移量），您将触发访问冲突。所以 0x1000 不在 table 内，因为它在前 64KB 内。

超出初始范围，您可以尝试使用 VirtualAlloc 保留和提交内存，指定一个基地址（参数名为 lpAddress）。基地址将向下舍入到分配粒度（我认为也是 64KB）。如果该内存可用，则一切就绪，但它可能不可用。

LPVOID desired_address = (LPVOID) 0x00010000;
LPVOID actual_address =
    VirtualAlloc(desired_address, desired_size,
                 MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_READWRITE);
if (actual_address == NULL) {
    // we couldn't get the address we wanted.
} else if (actual_address != desired_address) {
    // something very weird happened
} else {
    // we got the low memory we wanted
}

从历史上看，典型的 32 位用户进程的 executable 代码从 0x00400000 开始加载，而 DLL 通常从更高的位置开始（如 0x10000000），因此您可能得到幸运地在第二个 64KB 块中拍摄了一些东西。但是地址 space 布局随机化 (ASLR) 会更改这些默认值，谁知道在您有机会之前其他库会抢走哪些奇怪的地址。

所以你可以尝试，但你必须准备好尝试使用 VirtualAlloc 获取低内存失败的可能性。

在低内存地址分配

Allocate at low memory address

c

memory-address