支持uffdio_writeprotect的Linux内核版本、编译方法及报错解决

编译报错根因 #

你遇到的编译错误本质是：Ubuntu 18.04 系统默认提供的<linux/userfaultfd.h>头文件版本过低，即使你安装了5.14版本内核，系统头文件里也没有包含userfaultfd写保护相关的结构定义和宏，因此编译阶段无法识别struct uffdio_writeprotect和UFFDIO_WRITEPROTECT。

问题1：uffdio_writeprotect支持的内核版本 #

userfaultfd写保护功能（包含uffdio_writeprotect结构、UFFDIO_WRITEPROTECTioctl命令）是在Linux 5.7版本正式合入主线内核的，所有>=5.7版本的内核，只要开启了CONFIG_USERFAULTFD_WP编译配置（主流发行版的通用内核默认已开启该配置），都支持该功能。

编译报错快速修复 #

你可以用以下两种方式解决编译问题：

• 安装对应内核的头文件：执行apt install linux-headers-5.14.0-xxx（替换为你实际安装的内核版本号），安装完成后重新编译即可
• 手动替换头文件：从你使用的5.14内核源码中提取include/uapi/linux/userfaultfd.h文件放到当前工程目录，将代码中的#include <linux/userfaultfd.h>改为#include "userfaultfd.h"即可

另外编译时需要添加-pthread参数链接线程库，完整编译命令如下：

gcc -o with_userfault -I. with_userfault.c -pthread

问题2：编译安装对应版本Linux内核的步骤 #

以下是Ubuntu系统下编译安装内核的标准流程，我们以安装5.14版本内核为例：

步骤1：安装编译依赖 #

sudo apt update
sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev

步骤2：下载并解压内核源码 #

下载5.14版本内核源码压缩包，解压到本地目录：

tar -xJf linux-5.14.tar.xz
cd linux-5.14

步骤3：配置内核 #

复用当前系统的内核配置，自动适配新内核的配置项：

cp /boot/config-$(uname -r) .config
make olddefconfig

执行以下命令确认配置正确，确保两个配置项的值为y：

grep CONFIG_USERFAULTFD .config
grep CONFIG_USERFAULTFD_WP .config

步骤4：编译内核 #

根据你的CPU核心数并行编译，耗时约30分钟到2小时不等：

make -j$(nproc)

步骤5：安装内核 #

sudo make modules_install
sudo make install

步骤6：更新引导并重启 #

sudo update-grub
sudo reboot

重启时按住Shift键调出Grub菜单，选择你刚安装的5.14版本内核启动即可。

代码额外问题提示 #

你现有代码中posix_memalign的用法有误，第一个参数需要传入指针变量的地址，而不是mmap返回的指针本身，否则会引发内存访问错误，建议调整为：

void *aligned_region;
if (posix_memalign(&aligned_region, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE * n_pages)) {
    fprintf(stderr, "cannot align by PAGE_SIZE %ld\n", PAGE_SIZE);
    exit(1);
}
region = (unsigned long *)aligned_region;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nguetoum