linux - 使用非规范地址检索内存数据会导致 SIGSEGV 而不是 SIGBUS

Question

我无法用以下汇编代码产生“总线错误”。这里我使用的内存地址不是合法的“规范地址”。那么，我该如何触发该错误？

我在带有 NASM 2.14.02 的 Ubuntu 20.04 LTS 下运行这段代码，但它导致负载出现 SIGSEGV 段错误，而不是 SIGBUS。

global _start
section .text
_start:
    mov rax, [qword 0x11223344557788]
    mov rax, 60
    xor rdi, rdi
    syscall

编译后对应的X86-64汇编代码:

Disassembly of section .text:

0000000000401000 <_start>:
  401000:   48 a1 88 77 55 44 33    movabs 0x11223344557788,%rax
  401007:   22 11 00 
  40100a:   b8 3c 00 00 00          mov    $0x3c,%eax
  40100f:   48 31 ff                xor    %rdi,%rdi
  401012:   0f 05                   syscall

Answer 1

如果您查看 MOV 的指令集架构手册您会发现访问非规范地址会产生 #GP(0) General Protection Fault:

Linux 将所有 #GP 异常映射到 SIGSEGV 信号(段错误)。但是，在 Linux 中，非规范地址有一种方法可以导致 Bus Error，那就是让处理器引发 #SS(堆栈段)异常. Linux 将 #SS 异常映射到 SIGBUS 信号。将堆栈指针设置为非规范地址，然后执行堆栈相关操作将产生此类异常。

这段代码应该产生一个总线错误:

global _start
section .text
_start:
    mov rsp, 0x8000000000000000 ; Set RSP to a non-canonical address
    push rax                    ; Pushing value on stack should produce BUS ERROR

在 Linux 上产生总线错误的另一种方法是引发 #AC(对齐检查)异常。如果您在 RFLAGS 中编写启用对齐检查位(第 18 位)的环 3(用户)代码并进行未对齐的内存访问，您还应该收到 SIGBUS 信号。此代码应产生一个总线错误:

global _start
section .text
_start:
    pushf                      ; Put current RFLAGS on the stack
    or dword [rsp], 1<<18      ; Enable bit 18 (Alignment Check) of the
                               ;     RFLAGS value saved on stack
    popf                       ; Pop new RFLAGS flags value into the RFLAGS register
    mov eax, [rsp + 1]         ; Move a DWORD value from unaligned address
                               ;     Should produce a BUS ERROR