mprotect

ИМЯ

mprotect, pkey_mprotect - контролирует доступ к области памяти

СИНТАКСИС

#include <sys/mman.h>

int mprotect(void addr[.len], size_t len, int prot);

#define _GNU_SOURCE             /* смотрите feature_test_macros(7) */
#include <sys/mman.h>

int pkey_mprotect(void addr[.len], size_t len, int prot, int pkey);

Вызов mprotect() изменяет параметры доступа страниц памяти вызывающего процесса, которые содержатся, даже частично, в адресном диапазоне [ addr, addr+len-1]. Значение addr должно быть выровнено на границу страницы.

Если вызывающий процесс нарушает защиту доступа к памяти, то ядро посылает процессу сигнал SIGSEGV.

Значение prot представляет собой комбинацию следующих флагов доступа: PROT_NONE или побитово сложенные другие значения из следующего списка:

PROT_NONE: Доступ к памяти запрещён.

PROT_READ: Память можно читать.

PROT_WRITE: Память можно изменять.

PROT_EXEC: Память можно выполнять.

PROT_SEM (начиная с Linux 2.5.7): Память можно использовать для атомарных операций. Этот флаг появился как часть реализации futex(2) (для гарантии способности выполнять атомарные операции, требуемые таким командам как FUTEX_WAIT), но пока не используется ни в одной архитектуре.

PROT_SAO (начиная с Linux 2.6.26): Память должна иметь строгий порядок доступа. Это свойство есть только в архитектуре PowerPC (в спецификации архитектуры версии 2.06 добавлено свойство ЦП SAO и оно доступно, например, на POWER 7 или PowerPC A2).

Также (начиная с Linux 2.6.0), prot может содержать один из следующих установленных флагов:

PROT_GROWSUP: Apply the protection mode up to the end of a mapping that grows upwards. (Such mappings are created for the stack area on architectures—for example, HP-PARISC—that have an upwardly growing stack.)

PROT_GROWSDOWN: Применить режим защиты до начала отображения, которое растёт вниз (которое должно быть сегментом стека или сегментом, отображённым с установленным флагом MAP_GROWSDOWN).

Подобно mprotect(), вызов pkey_mprotect() изменяет защиту страниц, указанных addr и len. Аргумент pkey содержит ключ защиты (смотрите pkeys(7)), назначаемый памяти. Ключ защиты должен быть выделен с помощью pkey_alloc(2) до передачи в pkey_mprotect(). Пример использования этого системного вызова смотрите в pkeys(7).

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

On success, mprotect() and pkey_mprotect() return zero. On error, these system calls return -1, and errno is set to indicate the error.

ОШИБКИ

EACCES: Нельзя задать этот вид доступа. Например, это может случиться, если при вызове mmap(2) файл доступен только на чтение, а запрос mprotect() был PROT_WRITE.

EINVAL: Значение addr не является правильным указателем или не кратен размеру системной страницы.

EINVAL: (pkey_mprotect()) pkey не был выделен с помощью pkey_alloc(2).

EINVAL: В prot указаны оба флага, PROT_GROWSUP и PROT_GROWSDOWN.

EINVAL: Указано неверное значение в prot.

EINVAL: (архитектура PowerPC ) В prot указан PROT_SAO, но недоступно аппаратное свойство SAO.

ENOMEM: Не удалось выделить место под внутренние структуры ядра.

ENOMEM: Addresses in the range [addr, addr+len-1] are invalid for the address space of the process, or specify one or more pages that are not mapped. (Before Linux 2.4.19, the error EFAULT was incorrectly produced for these cases.)

ENOMEM: Изменение защиты области памяти привело бы к превышению разрешённого максимума на количество отображений с различающимися атрибутами (защита на чтение и на чтение/запись). Например, защита диапазона PROT_READ в середине области, которая сейчас защищена PROT_READ|PROT_WRITE, привела бы к трём отображениям: два отображения на концах, доступных на чтение/запись и доступное только для чтение отображение посередине.

ВЕРСИИ

Вызов pkey_mprotect() впервые появился в Linux 4.9; поддержка в библиотеке glibc добавлена в версии 2.27.

СТАНДАРТЫ

mprotect(): В POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4 сказано, что поведение mprotect() не определено, если переданная область памяти не получена через mmap(2).

Вызов pkey_mprotect является непереносимым расширением Linux.

ЗАМЕЧАНИЯ

В Linux всегда можно вызвать mprotect() с любым адресом из адресного пространства процесса (за исключением области ядра vsyscall). В частности, это можно использовать для изменения отображений существующего кода на записываемые.

Отличается ли действие PROT_EXEC от PROT_READ зависит от архитектуры процессора, версии ядра и состояния процесса. Если в флагах специализаций процессора установлен READ_IMPLIES_EXEC (смотрите personality(2)), то указание PROT_READ подразумевает добавление PROT_EXEC.

На некоторых аппаратных архитектурах (например, i386) PROT_WRITE подразумевает PROT_READ.

В POSIX.1 сказано, что реализация может разрешить доступ отличный от указанного в prot, но для доступа на запись должен быть обязательно установлен флаг PROT_WRITE, и любой доступ должен быть запрещён, если установлен флаг PROT_NONE.

В приложениях нужно осторожно использовать mprotect() и pkey_mprotect() вместе. На x86, если mprotect() используется с установленным в prot значением PROT_EXEC, то pkey может быть выделен и установлен ядром в память неявным образом, но только если до этого pkey был равен 0.

В системах без аппаратной поддержки ключей защиты pkey_mprotect() всё ещё можно использовать, но значение pkey должно быть равно -1. При таком вызове операция pkey_mprotect() эквивалентна mprotect().

ПРИМЕРЫ

Программа, представленная далее, показывает использование mprotect(). Она выделяет четыре страницы памяти, делает третью доступной только на чтение, а затем запускает цикл, который проходит по выделенной области, меняя байты.

Результат работы программы:

$  ./a.out
Начало области:             0x804c000
Получен SIGSEGV при адресе: 0x804e000

Исходный код программы

#include <malloc.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>

#define handle_error(msg) \
    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

static char *buffer;

static void
handler(int sig, siginfo_t *si, void *unused)
{
    /* Замечание: вызов printf() из обработчика сигнала небезопасен
       (и не должен выполняться в готовых программах), так как
       printf() не async-signal-safe; смотрите signal-safety(7).
       Тем не менее, здесь мы используем printf(), так как это простой
       способ показать когда вызывается обработчик. */

    printf("Получен SIGSEGV при адресе: %p\n", si->si_addr);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

int
main(void)
{
    int               pagesize;
    struct sigaction  sa;

    sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_sigaction = handler;
    if (sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL) == -1)
        handle_error("sigaction");

    pagesize = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
    if (pagesize == -1)
        handle_error("sysconf");

    /* выделить буфер с выравниванием на границу страницы;
       начальная защита: PROT_READ | PROT_WRITE */

    buffer = memalign(pagesize, 4 * pagesize);
    if (buffer == NULL)
        handle_error("memalign");

    printf("Начало области:        %p\n", buffer);

    if (mprotect(buffer + pagesize * 2, pagesize,
                 PROT_READ) == -1)
        handle_error("mprotect");

    for (char *p = buffer ; ; )
        *(p++) = 'a';

    printf("Цикл завершён\n");     /* никогда не должно случиться */
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

СМ. ТАКЖЕ

mmap(2), sysconf(3), pkeys(7)

ПЕРЕВОД

Русский перевод этой страницы руководства был сделан aereiae <[email protected]>, Alexey <[email protected]>, Azamat Hackimov <[email protected]>, Dmitriy S. Seregin <[email protected]>, Dmitry Bolkhovskikh <[email protected]>, ITriskTI <[email protected]>, Max Is <[email protected]>, Yuri Kozlov <[email protected]>, Иван Павлов <[email protected]> и Малянов Евгений Викторович <[email protected]>

Этот перевод является бесплатной документацией; прочитайте Стандартную общественную лицензию GNU версии 3 или более позднюю, чтобы узнать об условиях авторского права. Мы не несем НИКАКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.

Если вы обнаружите ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, отправьте электронное письмо на [email protected]

5 февраля 2023 г.

Linux man-pages 6.03