调用mprotect将栈上对象设为只读时进程崩溃，求助原因

我希望将栈上对象的访问属性设置为只读，但调用mprotect后进程立即崩溃。大致代码如下：

constexpr int kPageSize = 4096;
CHECK_EQ(kPageSize, sysconf(_SC_PAGE_SIZE));
volatile char padding1[kPageSize] = {0};
NetDataHead head;
volatile char padding2[kPageSize] = {0};

// ...
auto align_down_4k_ptr = steel::AlignDownPointer(&head, kPageSize);
CHECK_EQ(reinterpret_cast<std::uint64_t>(align_down_4k_ptr) % kPageSize, 0);
if (auto rc = mprotect(align_down_4k_ptr, kPageSize, PROT_READ); rc != 0) {  // A
  LOG_F("Failed to mprotect ptr: %p, rc: %d", align_down_4k_ptr, rc);
}

// Read-only codes ...

if (auto rc = mprotect(align_down_4k_ptr, kPageSize, PROT_READ | PROT_WRITE); rc != 0) {
  LOG_F("Failed to mprotect ptr: %p, rc: %d", align_down_4k_ptr, rc);
}

程序直接在第一个mprotect调用的A点崩溃。查阅man手册后发现，Linux下这不应导致崩溃，请问可能的原因是什么？我想要用mprotect保护栈上的head结构体。

• 栈页默认包含执行权限，修改后破坏函数返回流程
  多数Linux系统中，栈页默认权限是PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC。当你将目标页改为仅PROT_READ时，会移除执行权限。而当前函数的返回地址就存在这个栈页里，mprotect执行完成后需要从栈中读取返回地址并跳转，此时栈页无执行权限，直接触发SIGSEGV崩溃。

• 目标页包含栈帧关键控制数据
  head所在的栈页同时存放了当前函数的栈帧信息，比如基址指针（rbp/ebp）、返回地址。将页设为只读后，后续函数执行时（比如mprotect返回时）需要修改这些栈帧数据，会触发写权限错误，导致崩溃。

• padding无法保证head独占一页
  栈是从高地址向低地址增长的，padding1的地址比head高，padding2比head低。AlignDownPointer(&head, kPageSize)得到的页会包含padding1的部分数据和head，而这个页属于当前函数的栈帧核心区域，修改权限必然干扰栈的正常运作。

可行方案 #

• 改用堆内存分配：用mmap申请一个页大小的内存，初始化NetDataHead后设置为只读，操作完成后恢复权限再释放。这种方式能精准控制内存页权限，不会影响栈的正常运行。
• 避免直接修改栈页权限：如果必须用栈，需要将head放在完全独立于当前栈帧控制数据的页中，但这种方式严重依赖栈布局，稳定性极差，不推荐使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者magicsun