c++ - 使用旧 GLIBC 版本检测堆栈溢出

Question

我们怀疑我们在多线程程序中遇到堆栈溢出。然而，由于它是一个嵌入式应用程序，我们无法让 valgrind 等为它工作。此外，我们只能使用不支持标志 -fstack-protector-all 的 GCC v4.0.0 和 GLIBC v2.3.2。

在这种情况下，我们如何着手检测我们看到的段错误是否是堆栈溢出的结果？我们已将所有线程的堆栈大小加倍，这解决了问题，但我们想确保这是真正的解决方法。

Answer 1

您可以稍微小心地自己解决这个问题。如果您将程序设置为使用您分配的堆栈，您可以添加一个“保护页”来捕获对超过给定堆栈末尾的第一页的读写。然后，您可以安装一个信号处理程序来捕获信号，并告诉您段错误是否是由该保护页面内的访问引起的。

这是我能做的最小的例子，展示了如何做到这一点:

#include <stdio.h>
#include <ucontext.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <malloc.h>
#include <signal.h>

static char *guard = NULL;
static const int pagesize = getpagesize();

static void handler(int sig, siginfo_t *info, void *ctx) {
  if ((char*)info->si_addr >= guard && (char*)info->si_addr - guard <= pagesize) {
    write(2, "stack overflow\n", 15);
  }
  write(2, "sigsegv caught\n", 15);
  _exit(-1);
}

static void install_handler() {
  // register sigsegv handler:
  static struct sigaction act;

  act.sa_sigaction = handler;
  sigemptyset(&act.sa_mask);
  act.sa_flags=SA_SIGINFO|SA_ONSTACK;

  // give the signal handler an alternative stack
  static char stack[4096];
  stack_t ss;
  ss.ss_size = sizeof(stack);
  ss.ss_sp = stack;
  if (sigaltstack(&ss, 0)) {
    perror("sigaltstack");
    fprintf(stderr,"failed to set sigstack\n");
    exit(-1);
  }

  if (sigaction(SIGSEGV, &act, NULL)) {
    perror("sigaction");
    fprintf(stderr,"failed to set handler\n");
    exit(-1);
  }
}

static int overflow() {
  return overflow() + 1;
}

static void test()
{
    install_handler();
    puts("start test");
    // real code that might overflow
    // test non-overflow segv
    //*(char*)0 = 0;
    // test overflow
    overflow();
    puts("finish test");
}

int main()
{
    // create a stack and guard page:
    const int pagesize = getpagesize();
    char *st1=(char*)memalign(pagesize,1+(pagesize*4));
    guard = st1+(pagesize*4);
    if (mprotect(guard, pagesize, PROT_NONE)) {
      perror("mprotect");
      fprintf(stderr,"failed to protect guard page: %p \n", guard);
      return -1;
    }

    ucontext_t ctx[2];
    getcontext(&ctx[1]);
    ctx[1].uc_stack.ss_sp = st1;
    ctx[1].uc_stack.ss_size = 4*pagesize;
    ctx[1].uc_link = &ctx[0];
    makecontext(&ctx[1], test, 0);

    swapcontext(&ctx[0], &ctx[1]);
    return 0;
}

除了使用您自己的堆栈让您的代码在其中运行外，您还必须提供另一个堆栈以供使用的信号传递，否则信号传递本身将因保护页面而失败。