使用mSync()Linux系统调用验证指针

在本文中，我想讲述如何在基于Linux的系统中验证指针。有时候，我们中的任何人都可能偶然发现SIGSEGV[1]：)但是，如果我告诉您可以检查指针是否有效呢？验证指针的技术很少，但在我看来，这一种技术是最好的。让我向您介绍msync()[2]系统调用！这个系统调用是在Linux内核中，从1.3.21开始，在Linux 2.4.19之后，它符合POSIX标准[3]。

因此，在这个小老手的帮助下，验证指针成为可能。让我们看看这个系统调用的描述。此系统调用旨在将文件与内存映射同步，即使用mmap()[4]系统调用映射的内存。在munmap()[4]系统调用之前调用它，以便在内核分配的内存页释放之前同步文件和内存，这可能很有用。

让我们看看Linux v5.8[5]中msync()的实际代码：

UNSIGNED LONG END；struct mm_struct*mm=current->；mm；struct VM_Area_struct*vma；int unmap_error=0；int error=-EINVAL；start=untagged_addr(Start)；IF(FLAGS&；~(MS_ASYNC|MS_INVALIDATE|MS_SYNC))转到输出；IF(OFFSET_IN_PAGE(START))转到OUT；IF((FLAGS&；MS_ASYNC)&；&；(FLAGS&；MS_ASYNC)&；&；(FLAGS&；MS_ASYNC)&；(FLAGS&；MS_ASYNC)&；Ms_sync))转出；错误=-ENOMEM；len=(len+~page_ask)&；page_ask；end=start+len；if(end<；start)转出；error=0；if(end==start)转出；

在这段代码中，它测试传递给函数的标志是否正常，以及起始地址是否按页面大小对齐。如果其中一个条件为假，则它将返回EINVAL[6]错误。接下来，它根据LEN计算内存块的末尾。基本上，它是从start到start+len分配给内存区的最后一页的最后一个字节之后的地址。之后，它计算结束地址并对其执行基本的健全性检查。值得一提的是，就我们的目的而言，唯一有用的标志是MS_ASYNC。此标志指定对mSync()的调用立即返回并计划更新。现在，让我们继续。

Mmap_read_lock(Mm)；vma=find_vma(mm，start)；for(；；){struct file*file；loff_t fstart，fend；/*仍然开始<；结束。*/ERROR=-ENOMEM；IF(！VMA)GOTO OUT_UNLOCK；IF(START<；VMA->；VM_START){START=VMA->；VM_START；IF(START&gT；=END)GOTO OUT_UNLOCK；UNMAPHED_ERROR=-ENOMEM；}//...START=VMA->；VM_END；IF((标志&；MS_SYNC)&；&；文件&；&；(vma->；VM_FLAGS&；VM_SHARED){//...}Else{if(start>；=end){error=0；goto out_unlock；}vma=vma->；vm_next；}}out_unlock：mmap_read_unlock(Mm)；out：返回错误？：unmap_error；

这段代码相当复杂，但不需要讨论此代码中的所有分支。开始时，它锁定mm_struct并搜索应该包含起始地址(start<；vma->；vm_end)的第一个虚拟内存区(VMA)。在循环中，它将遍历VMA区域，直到它验证该区域从头到尾都在VMA区域内。基本上，这意味着它检查此范围是否在分配的虚拟内存区域中。

有了我们刚刚获得的所有知识，让我们编写一个函数来检查进程是否分配了内存区。基本上，在此函数中，我们需要根据页面大小对齐指针地址，并调用mSync()系统调用。下面是一个简单的实现：

Int VALID_POINTER(void*p，size_t len){//获取页面大小并计算页面掩码size_t pagesz=sysconf(_SC_PageSize)；size_t pagemask=~(pagesz-1)；//计算基址void*base=(void*)((Size_T)p)&；pagemask)；返回msync(base，len，MS_ASYNC)==0；}。

下面是VALIDATE_POINTER()函数使用的示例。就是这样！如果您想反馈或讨论这篇文章，欢迎发送电子邮件给我：)。

#include<；sys/mman.h>；#include<；unistd.h>；#include<；stdio.h>；//检查指针int有效指针(void*p，size_t len){//获取页面大小并计算页面掩码size_t pagesz=sysconf(_SC_PageSize)；size_t pagemask=~(pagesz-1)；//计算基址void*base=(void*)((Size_T)p)&；Pagemask)；return mSync(base，len，MS_ASYNC)==0；}int main(){//Map Memory int*p=(int*)mmap(null，sizeof(Int)，prot_read|prot_write，map_private|map_匿名，-1，0)；//如果((void*)p==map_ailed){put("；mmap失败"；)；返回1；}//在取消映射内存printf之前检查指针("；在munmap之前检查指针...。"；)；if(VALID_POINTER((void*)p，sizeof(P)printf("；Valid\n"；)；Else printf("；无效\n"；)；*p=0x00c0ffee；//如果(munmap((void*)p，sizeof(Int){put("；munmap失败"；)；返回1；}//取消映射内存printf后检查指针("；检查munmap后的指针...。"；)；if(VALID_POINTER((void*)p，sizeof(*p)printf("；Valid\n"；)；Else printf("；无效\n"；)；//产生SIGSEGV：)*p=0xbaaaaaaad；返回0；}