ИМЯ

mprotect, pkey_mprotect - контролирует доступ к области памяти

LIBRARY

Standard C library (libc, -lc)

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);

ОПИСАНИЕ

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.

prot is a combination of the following access flags: PROT_NONE or a bitwise OR of the other values in the following list:

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

POSIX says that the behavior of mprotect() is unspecified if it is applied to a region of memory that was not obtained via mmap(2).

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().

СТАНДАРТЫ

mprotect(): POSIX.1-2008.
pkey_mprotect(): Linux.

ИСТОРИЯ

mprotect(): POSIX.1-2001, SVr4.
pkey_mprotect(): Linux 4.9, glibc 2.27.

ПРИМЕЧАНИЯ

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)
{
    /* Note: calling printf() from a signal handler is not safe
       (and should not be done in production programs), since
       printf() is not async-signal-safe; see signal-safety(7).
       Nevertheless, we use printf() here as a simple way of
       showing that the handler was called. */
    printf("Got SIGSEGV at address: %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");
    /* Allocate a buffer aligned on a page boundary;
       initial protection is PROT_READ | PROT_WRITE. */
    buffer = memalign(pagesize, 4 * pagesize);
    if (buffer == NULL)
        handle_error("memalign");
    printf("Start of region:        %p\n", buffer);
    if (mprotect(buffer + pagesize * 2, pagesize,
                 PROT_READ) == -1)
        handle_error("mprotect");
    for (char *p = buffer ; ; )
        *(p++) = 'a';
    printf("Loop completed\n");     /* Should never happen */
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

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

ПЕРЕВОД

Русский перевод этой страницы руководства разработал aereiae <aereiae@gmail.com>, Alexey <a.chepugov@gmail.com>, Azamat Hackimov <azamat.hackimov@gmail.com>, Dmitriy S. Seregin <dseregin@59.ru>, Dmitry Bolkhovskikh <d20052005@yandex.ru>, ITriskTI <ITriskTI@gmail.com>, Max Is <ismax799@gmail.com>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru>, Иван Павлов <pavia00@gmail.com> и Малянов Евгений Викторович <maljanow@outlook.com>

Этот перевод является свободной программной документацией; он распространяется на условиях общедоступной лицензии GNU (GNU General Public License - GPL, https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html версии 3 или более поздней) в отношении авторского права, но БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ.

Если вы обнаружите какие-либо ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, сообщите об этом разработчику по его адресу электронной почты или по адресу списка рассылки русских переводчиков.