Question

我刚刚发现有人正在从信号处理程序调用 - 这绝对不是我编写的异步信号安全函数。

所以，现在我很好奇：如何避免这种情况再次发生？我希望能够轻松确定我的代码是否在信号处理程序上下文中运行（语言是C，但解决方案不适用于任何语言吗？）：

int myfunc( void ) {
    if( in_signal_handler_context() ) { return(-1) }
    // rest of function goes here
    return( 0 );
}

这是在Linux下。希望这不是一个简单的答案，否则我会觉得自己像个白痴。

Answer 1

显然，较新的Linux / x86（可能是因为某些2.6.x内核）调用来自vdso的信号处理程序。你可以利用这个事实给毫无疑问的世界带来以下可怕的黑客攻击：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

#include <unistd.h>

uintmax_t vdso_start = 0;
uintmax_t vdso_end = 0;             /* actually, next byte */

int check_stack_for_vdso(uint32_t *esp, size_t len)
{
    size_t i;

    for (i = 0; i < len; i++, esp++)
            if (*esp >= vdso_start && *esp < vdso_end)
                    return 1;

    return 0;
}

void handler(int signo)
{
    uint32_t *esp;

    __asm__ __volatile__ ("mov %%esp, %0" : "=r"(esp));
    /* XXX only for demonstration, don't call printf from a signal handler */
    printf("handler: check_stack_for_vdso() = %d\n", check_stack_for_vdso(esp, 20));
}

void parse_maps()
{
    FILE *maps;
    char buf[256];
    char path[7];
    uintmax_t start, end, offset, inode;
    char r, w, x, p;
    unsigned major, minor;

    maps = fopen("/proc/self/maps", "rt");
    if (maps == NULL)
            return;

    while (!feof(maps) && !ferror(maps)) {
            if (fgets(buf, 256, maps) != NULL) {
                    if (sscanf(buf, "%jx-%jx %c%c%c%c %jx %u:%u %ju %6s",
                                    &start, &end, &r, &w, &x, &p, &offset,
                                    &major, &minor, &inode, path) == 11) {
                            if (!strcmp(path, "[vdso]")) {
                                    vdso_start = start;
                                    vdso_end = end;
                                    break;
                            }
                    }
            }
    }

    fclose(maps);

    printf("[vdso] at %jx-%jx\n", vdso_start, vdso_end);
}

int main()
{
    struct sigaction sa;
    uint32_t *esp;

    parse_maps();
    memset(&sa, 0, sizeof(struct sigaction));
    sa.sa_handler = handler;
    sa.sa_flags = SA_RESTART;

    if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) < 0) {
            perror("sigaction");
            exit(1);
    }

    __asm__ __volatile__ ("mov %%esp, %0" : "=r"(esp));
    printf("before kill: check_stack_for_vdso() = %d\n", check_stack_for_vdso(esp, 20));

    kill(getpid(), SIGUSR1);

    __asm__ __volatile__ ("mov %%esp, %0" : "=r"(esp));
    printf("after kill: check_stack_for_vdso() = %d\n", check_stack_for_vdso(esp, 20));

    return 0;
}

SCNR。

Answer 2

如果我们可以假设您的应用程序没有使用sigprocmask()或pthread_sigmask()手动阻止信号，那么这很简单：获取当前的线程ID（tid）。打开/proc/tid/status并获取SigBlk和SigCgt的值。 AND这两个值。如果AND的结果为非零，则该线程当前正在从信号处理程序内部运行。我自己测试了这个并且有效。

Answer 3

有两种正确的方法可以解决这个问题：

让你的同事停止做错事。祝老板好运，不过......
让您的功能重入且异步安全。如有必要，请提供具有不同签名的函数（例如，使用广泛使用的*_r命名约定）以及状态保留所需的其他参数。

对于非正确的方式，在使用GNU libc的Linux上，您可以使用backtrace()和朋友来查看函数的调用者列表。

/*
 * *** Warning ***
 *
 * Black, fragile and unportable magic ahead
 *
 * Do not use this, lest the daemons of hell be unleashed upon you
 */
int in_signal_handler_context() {
        int i, n;
        void *bt[1000];
        char **bts = NULL;

        n = backtrace(bt, 1000);
        bts = backtrace_symbols(bt, n);

        for (i = 0; i < n; ++i)
                printf("%i - %s\n", i, bts[i]);

        /* Have a look at the caller chain */
        for (i = 0; i < n; ++i) {
                /* Far more checks are needed here to avoid misfires */
                if (strstr(bts[i], "(__libc_start_main+") != NULL)
                        return 0;
                if (strstr(bts[i], "libc.so.6(+") != NULL)
                        return 1;
        }

        return 0;
}


void unsafe() {
        if (in_signal_handler_context())
                printf("John, you know you are an idiot, right?\n");
}

在我看来，退出可能更好，而不是被迫编写像 this 这样的代码。

Answer 4

您可以使用sigaltstack解决问题。设置一个替代信号堆栈，以一些异步安全的方式获取堆栈指针，如果在备用堆栈中继续，否则abort（）。

Answer 5

我想你需要做以下事情。这是一个复杂的解决方案，它结合了最佳实践，不仅来自编码，还来自软件工程！

说服你的老板，信号处理程序的命名惯例是一件好事。例如，建议Hungarian notation，并告诉它在Microsoft中使用并取得了巨大成功。因此，所有信号处理程序都以sighnd开头，如sighndInterrupt。
检测信号处理上下文的函数将执行以下操作：
1. 获取backtrace()。
2. 查看其中的任何功能是否以sighnd...开头。如果确实如此，那么恭喜你，你在信号处理程序内！
3. 否则，你不是。
尽量避免在同一家公司使用Jimmy。 “只有一个”，你知道。

Answer 6

对于在-O2或更好（istr）优化的代码，发现需要添加-fno-omit-frame-pointer

否则gcc将优化堆栈上下文信息

如何确定代码是否在信号处理程序上下文中运行？

6 个答案: