如何在信号处理程序中获取触发地址并修改内存页权限？

当然可以！当你通过SA_SIGINFO标志注册信号处理函数时，内核会通过siginfo_t结构体传递触发SIGSEGV的关键信息——其中**si_addr字段就存储了导致内存访问错误的具体地址**。你完全可以利用这个地址定位到对应的内存页，再通过mprotect()修改该页的权限，从而避免信号反复触发。

关键细节说明 #

• 只有当信号处理函数是通过sa_sigaction（而非sa_handler）注册，且设置了SA_SIGINFO标志时，才能拿到包含si_addr的siginfo_t结构体。
• 对mprotect()的调用需要操作整个内存页，所以你需要把si_addr对齐到所在页的起始地址（可以用页大小做位运算实现）。
• 信号处理函数内尽量使用异步信号安全的系统调用（比如write()），避免调用非线程安全的函数（比如printf()），不过示例中为了可读性暂时保留了printf，实际生产环境建议替换。

修改后的代码示例 #

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>

static void hdl(int sig, siginfo_t *siginfo, void *context) {
    printf("Caught Signal %d\n", sig);
    if (sig == SIGSEGV) {
        // 获取触发SIGSEGV的内存地址
        void *fault_addr = siginfo->si_addr;
        printf("Fault occurred at address: %p\n", fault_addr);

        // 对齐到内存页起始地址
        long page_size = getpagesize();
        void *page_start = (void *)((unsigned long)fault_addr & ~(page_size - 1));

        // 修改该页权限为可读可写
        if (mprotect(page_start, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE) == -1) {
            perror("mprotect failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Modified page permissions for address: %p\n", page_start);
    }
}

int main() {
    struct sigaction act;
    memset(&act, '\0', sizeof(act));

    // 使用sa_sigaction并设置SA_SIGINFO标志，以获取siginfo_t信息
    act.sa_sigaction = &hdl;
    act.sa_flags = SA_SIGINFO;

    if (sigaction(SIGSEGV, &act, NULL) < 0) {
        perror("sigaction failed");
        return 1;
    }

    // 映射一个只读的匿名内存页
    int *ip = (int *)mmap(NULL, getpagesize(), PROT_READ, MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, -1, 0);
    if (ip == MAP_FAILED) {
        perror("mmap failed");
        return 1;
    }

    // 尝试写入只读页，触发SIGSEGV
    *ip = 1;
    printf("Value after write: %d\n", *ip);

    // 释放映射的内存
    munmap(ip, getpagesize());
    return 0;
}

代码运行逻辑 #

1. 程序先映射一个只读的匿名内存页。
2. 当尝试向只读页写入数据时，触发SIGSEGV信号。
3. 信号处理函数捕获信号，通过siginfo->si_addr拿到故障地址，对齐到页起始位置后，用mprotect()将该页权限改为可读可写。
4. 信号处理完成后，程序回到触发故障的指令继续执行，此时写入操作已合法，不会再触发SIGSEGV。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jamie Davenport