如何处理 linux 中多次出现的 SIGSEGV？

Question

我编写了一个程序来扫描内核内存以查找来自用户 space 的模式。我运行它来自 root。我希望它在访问无法访问的页面时会生成 SIGSEGV；我想忽略那些错误，直接跳到下一页继续搜索。我已经设置了一个信号处理程序，它在第一次出现时可以正常工作，并且它会按预期继续进行。然而，当第二个 SIGSEGV 出现时，处理程序将被忽略（它在第一次出现后重新注册）并且程序终止。代码的相关部分是：

jmp_buf restore_point;
void segv_handler(int sig, siginfo_t* info, void* ucontext)
{
    longjmp(restore_point, SIGSEGV);
}
void setup_segv_handler()
{
  struct sigaction sa;
  sa.sa_flags = SA_SIGINFO|SA_RESTART|SA_RESETHAND;
  sigemptyset (&sa.sa_mask);
  sa.sa_sigaction = &segv_handler;
  if (sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL) == -1) {
    fprintf(stderr, "failed to setup SIGSEGV handler\n");
  }
}
unsigned long search_kernel_memory_area(unsigned long start_address, size_t area_len, const void* pattern, size_t pattern_len)
{
    int fd;
    char* kernel_mem;

    fd = open("/dev/kmem", O_RDONLY);

    if (fd < 0)
    {
        perror("open /dev/kmem failed");
        return -1;
    }

    unsigned long page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);

    unsigned long page_aligned_offset = (start_address/page_size)*page_size;
    unsigned long area_pages = area_len/page_size + (area_len%page_size ? 1 : 0);

    kernel_mem =
        mmap(0, area_pages,
           PROT_READ, MAP_SHARED,
           fd, page_aligned_offset);

    if (kernel_mem == MAP_FAILED)
    {
        perror("mmap failed");

        return -1;
    }

    if (!mlock((const void*)kernel_mem,area_len))
    {
        perror("mlock failed");

        return -1;
    }

    unsigned long offset_into_page = start_address-page_aligned_offset;
    unsigned long start_area_address = (unsigned long)kernel_mem + offset_into_page;
    unsigned long end_area_address = start_area_address+area_len-pattern_len+1;

    unsigned long addr;

    setup_segv_handler();

    for (addr = start_area_address; addr < end_area_address;addr++)
    {
        unsigned char* kmp = (unsigned char*)addr;
        unsigned char* pmp = (unsigned char*)pattern;
        size_t index = 0;
        for (index = 0; index < pattern_len; index++)
        {
            if (setjmp(restore_point) == 0)
            {
                unsigned char p = *pmp;
                unsigned char k = *kmp;

                if (k != p)
                {
                    break;
                }

                pmp++;
                kmp++;
            }
            else
            {
                addr += page_size -1;

                setup_segv_handler();
                break;
            }
        }

        if (index >= pattern_len)
        {
            return addr;
        }
    }

    munmap(kernel_mem,area_pages);

    close(fd);

    return 0;
 }

我意识到我可以使用像 memcmp 这样的函数来避免直接对匹配部分进行编程（我最初是这样做的），但后来我想确保从故障中恢复的最细粒度控制，这样我就可以准确地看到发生了什么. 我在 Internet 上搜索有关此行为的信息，但一无所获。 linux 我在运行下使用的系统是 arm 3.12.30。如果我尝试做的事情在 linux 下是不可能的，有什么方法可以从用户 space 获取内核页面的当前状态（这将允许我避免尝试搜索那些页面无法访问。）我搜索了可能提供此类信息的电话，但也没有找到。感谢您的帮助！

Answer 1

虽然 longjmp 完全允许在信号处理程序中使用（该函数被称为 async-signal-safe，请参阅 man signal-safety）并有效地退出信号处理，它不会恢复信号掩码。掩码在调用信号处理程序时自动修改，以阻止新的 SIGSEGV 信号中断处理程序。

虽然可以手动恢复信号掩码，但最好（也更简单）使用 siglongjmp 函数：除了 longjmp 的效果外，它还可以恢复信号掩码。当然，在那种情况下应该使用 sigsetjmp 函数而不是 setjmp:

// ... in main() function
if(sigsetjmp(restore_point, 1)) // Aside from other things, store signal mask
// ...

// ... in the signal handler
siglongjmp(restore_point); // Also restore signal mask as it was at sigsetjmp() call

如何处理 linux 中多次出现的 SIGSEGV？

How to handle more than one SIGSEGV occurrence in linux?

linux

kernel

memory-management

segmentation-fault