由损坏的堆栈触发时捕获 SIGSEGV

Question

我一直在研究一些有缺陷的代码，并想安装一个 SIGSEGV 处理程序来获取有关崩溃的更多信息。但是，我注意到我的处理程序没有被调用。

我一直在寻找原因，它似乎与损坏的堆栈指针值有关(它肯定没有被屏蔽)。这是我编写的一些概念验证代码来验证:

static void catch_function(int sig, siginfo_t *info, void *cntxt)
{
    puts("handler works");
}

void main(int argc, char **argv)
{    
    struct sigaction sa;

    sa.sa_sigaction = (void *)catch_function;
    sigemptyset (&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_NODEFER ;

    sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);

    puts("testing handler");
    raise(SIGSEGV);
    puts("back");

    __asm__ (   "xor %rax, %rax\n\t"
                "mov %rax, %rsp\n\t"
                "push 0" 
            );

    // never reached...
}

想法是将 RSP 设置为 0(无效偏移量)，然后将其用于某些用途。但是，第二个 SIGSEGV 不会被处理程序捕获，而是会终止进程。

显然，调用信号处理程序需要一个合理的堆栈指针作为开始——但为什么呢？这不违背处理信号的想法吗？有机会解决这个问题吗？

我正在运行 Linux 版本 3.19.0-25-generic。

Answer 1

好的，下面是根据 EOF 的注释解决上述问题的方法(使用 sigaltstack() 在堆上提供信号堆栈):

#include <stdio.h>

#define __USE_GNU
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <ucontext.h>

static long long int sbase;

static void catch_function(int sig, siginfo_t *info, void *cntxt)
{
    puts("handler works");

    /* reset RSP if invalid */
    ucontext_t *uc_context = (ucontext_t *)cntxt;
    if(!uc_context->uc_mcontext.gregs[REG_RSP])
    {
        puts("resetting RSP");
        uc_context->uc_mcontext.gregs[REG_RSP] = sbase;
    }
}

void main(int argc, char **argv)
{    
    /* RSP during main */
    sbase = (long long int)&argv;

    stack_t ss;
    struct sigaction sa;

    ss.ss_sp = malloc(SIGSTKSZ);
    ss.ss_size = SIGSTKSZ;
    ss.ss_flags = 0;
    sigaltstack(&ss, NULL);  

    sa.sa_sigaction = (void *)catch_function;
    sigemptyset (&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_NODEFER | SA_ONSTACK;

    sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);

    puts("testing handler");
    raise(SIGSEGV);
    puts("back");

    __asm__ (
            "xor %rax, %rax\n\t"
            "mov %rax, %rsp\n\t"
            "push %rax\n\t"
            "pop %rax"  );

    puts("exiting.");
}

备用信号堆栈在堆上分配并使用 sigaltstack(&ss,NULL) 注册。此外，SA_ONSTACK 标志在 sigaction 结构中设置，以启用用于此特定操作的替代堆栈。

这基本上解决了我的问题，因为现在我们看到无穷无尽的 SIGSEGV 被捕获。毕竟，上面的 catch_function() 对修复无效堆栈指针没有多大作用。作为解决方案，我现在将 main() 的有效堆栈指针存储在 sbase 中，如果它无效(通过操作保存的线程上下文)。

为了完成所有这些工作，我还修复了我的内联程序集，使其不仅能压入一个值，还能在之后将其弹出，因此堆栈高度保持不变。为了可复制性，我这次也包含了includes。