Question

我有一个简单的程序试图访问用户空间中的物理内存，其中内核存储第一个结构页面。在64位计算机上，此地址为：

内核虚拟地址：ffffea0000000000
物理地址：0000620000000000

我正在尝试通过用户空间中的mmap访问此物理地址。但是下面的代码崩溃了内核。

int *addr;
if ((fd = open("/dev/mem", O_RDWR|O_SYNC)) < 0 ) {
    printf("Error opening file. \n");
    close(fd);
    return (-1);
}
/* mmap.  address of first struct page for 64 bit architectures 
 * is 0x0000620000000000.
 */
addr = (int *)mmap(0, num*STRUCT_PAGE_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE,
            fd, 0x0000620000000000);
printf("addr: %p \n",addr);
printf("addr: %d \n",*addr); /* CRASH. */

Answer 1

我想我发现了这个问题 - 它与x86上的/ dev / mem内存映射保护有关。

Pl参考这篇LWN文章： “x86：使用配置选项引入/ dev / mem限制” http://lwn.net/Articles/267427/

CONFIG_NONPROMISC_DEVMEM

现在（我在最近的3.2.21内核上对此进行了测试），配置选项似乎被称为CONFIG_STRICT_DEVMEM。

我改变了我的内核配置：

$ grep DEVMEM .config
# CONFIG_STRICT_DEVMEM is not set
$

当使用之前的内核运行上述prg时，使用CONFIG_STRICT_DEVMEM SET： dmesg显示：

[29537.565599] Program a.out tried to access /dev/mem between 1000000->1001000.
[29537.565663] a.out[13575]: segfault at ffffffff ip 080485bd sp bfb8d640 error 4 in a.out[8048000+1000]

这是因为内核保护..

重建内核时（使用CONFIG_STRICT_DEVMEM UNSET ）并运行上面的prg：

# ./a.out 
mmap failed: Invalid argument
#

这是因为'offset'参数是＆gt; 1 MB（x86无效）（16MB）。

使mmap偏移量在1 MB以内后：

# ./a.out 
addr: 0xb7758000
*addr: 138293760 
#

有效！有关详细信息，请参阅上述LWN文章。

在支持PAT（页面属性表）的x86架构上，内核仍然阻止了DRAM区域的映射。 kernel source中提到的原因是：

This check is nedded to avoid cache aliasing when PAT is enabled

此检查将导致与上述类似的错误。例如：

Program a.out tried to access /dev/mem between [mem 68200000-68201000].

可以通过禁用PAT来删除此限制。可以通过在引导时将“nopat”参数添加到内核命令行来禁用PAT。

Answer 2

在具有PAT支持的x86体系结构（页面属性表）上，内核可以阻止DRAM区域的映射（即使在没有设置CONFIG_NONPROMISC_DEVMEM的情况下进行编译）。

kernel source中提到的原因是：

This check is nedded to avoid cache aliasing when PAT is enabled

此检查会导致类似的错误出现在dmesg中，就像上面kaiwan的回答中提到的那样。例如：

Program a.out tried to access /dev/mem between [mem 68200000-68201000].

可以通过禁用PAT来删除此限制。

可以通过在引导时将nopat参数添加到内核命令行来禁用PAT。

如何在不崩溃Linux内核的情况下访问mmaped / dev / mem？

2 个答案: