Linux - 从malloc复制虚拟内存地址或移动虚拟内存地址

时间：2012-07-23 18:17:07

标签： c linux memory memory-management malloc

简短问题：
是否有可能将malloc的缓冲区映射为具有访问同一缓冲区的两种方式（指向同一物理内存的两个指针）？ 或者，是否可以临时移动malloc收到的虚拟内存地址？或者是否可以从虚拟空间中的一个位置指向另一个位置？

背景
我正在使用DirectFB，一个表面管理和2D图形堆肥库。我试图强制执行锁定协议，即锁定表面，仅在锁定时修改内存（指针指向使用malloc分配的系统内存），并解锁表面。

我目前正在尝试追踪一个应用程序中的错误，该应用程序锁定表面，然后存储像素指针并稍后修改表面。这意味着库不知道何时可以安全地读取或写入曲面。我试图找到一种方法来检测锁定协议是否已被违反。我想要的是在解锁调用之后使传递给用户的指针无效的方法。更好的是，如果它在锁定后尝试访问内存，我希望应用程序能够出错。这将在调试器中停止并让我们知道涉及哪个表面，涉及哪个例程，谁调用它等等。

可能的解决方案：

  
      

  1. 创建一个临时缓冲区，将缓冲区指针传递给用户，解锁时将像素复制到实际缓冲区，删除临时   缓冲液中。

         
        
    • 优点：这是一个可实施的解决方案。
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    • 缺点：性能很慢，因为它需要昂贵的副本，内存可能也可能不可用。没有   保证一个临时表面与另一个临时表面重叠的方法   一个无效的指针突然再次工作。
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    2.   

  2. 为malloc表面制作一个额外的地图并将其传递给用户。解锁后，取消映射内存。

         
        
    • 优点：速度非常快，无需额外内存。
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    • 缺点：如果可能，则为未知。
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    • 陷阱：需要预留一个保留的地址范围，其他任何地方（包括malloc或内核）都不会使用。还需要   确保没有两个表面重叠，这可能允许旧指针   突然指出一些有效的东西而不是它应该的错误。
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    3.   

  3. 利用库在用户锁定时不访问内存并简单地移动虚拟地址的事实   锁定并在解锁时将其移回。

         
        
    • 优点：速度非常快，无需额外内存。
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    • 缺点：如果可能，则为未知。
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    • 陷阱：与上面的“2”相同。
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    4.   

这可行吗？

其他信息：

  
      
  • 这是使用Linux 2.6，使用 stdlib 。
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  • 该库以C编写。
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  • 库和应用程序在用户空间中运行。
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  • 有可能使用内核模块（编写自定义内存分配例程），但编写模块的难度   我目前的工作环境可能会减少接近的机会   我可以实际实现此解决方案的零级别。但如果这样   是唯一的方式，知道这一点很好。
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  • 底层处理器为x86。
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1 个答案:

答案 0 :(得分：5)

您要为页面创建多个映射的函数是shm_open。

您可能只在一个进程中使用内存，但它仍然是“共享内存” - 也就是说，将存在同一底层物理页面的多个虚拟映射。

然而，这不是你想要做的。你应该做的是让你的锁定函数使用mprotect系统调用来解锁时内存不可读并恢复锁定权限;没有锁定的任何访问将导致段错误。当然，这只能用于同时访问一个线程...

追踪问题的另一种可能更好的方法是在valgrind或其他内存分析工具中运行您的应用程序。这将大大减慢它，但允许你非常好的控制：你可以有一个valgrind脚本，将内存标记/取消标记为可访问，工具将在发生违规时直接进入调试器。但对于像这样的一次性解决问题，我想在你的锁定/解锁函数中安装一个#ifdef DEBUG - 包裹mprotect来电。

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