借助GDB探究sigaction结构体的内部构成

调试背景信息 #

已通过GDB定位到sigaction调用的PLT指令：

0x73xxxxxxxx:    bl  0x73xxxxxxxx <sigaction@plt>

调用时寄存器参数如下：

x0             0x0e                14
x1             0x7fxxxxxxxx        xxxxxxxxxxxx
x2             0x0

进一步查看x1指向的内存内容：

(gdb) x/16gx 0x7fxxxxxxxx
0x7fe5xxxxc0:   0x0000000000000004  0x0000007365xxxxxx
0x7fe5xxxxd0:   0xffffffffffffffff  0x0000000000000000
0x7fe5xxxxe0:   0x0000000000000020  0x0000003800030015
0x7fe5xxxxf0:   0x0000003800020015  0x0000003800010015
0x7fe5xxxxx0:   0x000000380f000015  0x0000000c00000020
0x7fe5xxxx10:   0x0000007300020015  0x0000007304000025
0x7fe5xxxx20:   0x000000730b030025  0x0000000800000020

（注：内存地址末尾的xxxxx0应为输入笔误，实际应为连续递增的地址）

参数疑问解答 #

• x0是否对应要处理的信号？
  是。ARM64架构下sigaction的第一个参数为信号编号，0x0e即十进制14，对应SIGALRM信号。
• x1是否为新的sigaction结构体？
  是。sigaction的第二个参数是指向新配置的struct sigaction结构体的指针，用于设置目标信号的处理规则。
• x2是否为旧的sigaction结构体（即未定义旧结构体？）
  x2的值为0，说明调用者不需要保存该信号之前的处理配置，即传入了NULL，无需获取旧的sigaction信息。

结构体字段与内存qword的映射 #

已知第二个qword（地址0x7fe5xxxxc8，值0x0000007365xxxxxx）是信号处理函数，结合ARM64 Linux下struct sigaction的内存布局，各qword的映射如下：

1. 地址0x7fe5xxxxc0，值0x0000000000000004
   对应sa_flags字段。0x4是SA_RESTART标志位，表示当系统调用被该信号中断时，内核会自动重启该系统调用。

2. 地址0x7fe5xxxxc8，值0x0000007365xxxxxx
   对应sa_handler字段（信号处理函数指针），与已知信息一致。由于sa_flags中未设置SA_SIGINFO（标志位为0x40），这里使用的是普通的信号处理函数类型void(*)(int)。

3. 地址0x7fe5xxxxd0，值0xffffffffffffffff

4. 地址0x7fe5xxxxd8，值0x0000000000000000
   这两个qword对应sa_mask字段（信号掩码）。sa_mask是sigset_t类型，在ARM64系统中以64位为单位存储，第一个64位全1表示阻塞所有前64个信号，第二个64位全0表示不阻塞后续信号。

5. 地址0x7fe5xxxxe0及之后的qword
   从0x7fe5xxxxe0开始的后续字段，对应sa_restorer及sigset_t的扩展部分：

• 0x0000000000000020为sa_restorer函数指针，用于信号处理完成后恢复栈环境（ARM64环境中glibc会自动设置该字段）；
• 后续的0x0000003800030015等数值属于sa_mask的扩展部分，对应超出前64位的信号掩码，每个qword表示64个信号的阻塞状态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者localacct