Linux虚拟地址无法访问

基础概念

在Linux操作系统中，虚拟地址是每个进程所看到的内存地址空间。这个地址空间是逻辑上的，由操作系统进行管理，并通过页表映射到物理内存地址。虚拟地址提供了一种隔离机制，使得每个进程都认为自己独占了整个内存空间，从而避免了不同进程之间的冲突。

可能的原因

权限问题：尝试访问的内存区域可能没有相应的读/写权限。
地址越界：访问的地址超出了进程的地址空间范围。
页表未映射：对应的物理内存页面可能未被分配或映射。
内核态与用户态：某些内存区域可能仅允许在内核态下访问。
内存损坏：如缓冲区溢出等可能导致非法地址访问。

解决方法

检查权限

确保你有足够的权限去访问该内存区域。例如，使用mmap()函数时需要正确设置权限标志。

void *addr = mmap(NULL, length, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, offset);
if (addr == MAP_FAILED) {
    perror("mmap");
    return -1;
}

验证地址范围

在访问内存之前，验证地址是否在合法范围内。

if (address < start_address || address >= end_address) {
    fprintf(stderr, "Invalid memory address\n");
    return -1;
}

检查页表映射

使用/proc/self/pagemap文件可以查看进程的页表映射情况。

cat /proc/self/pagemap | hexdump

使用内核模块调试

如果问题发生在内核级别，可以编写内核模块进行更深入的调试。

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

static int __init my_module_init(void) {
    printk(KERN_INFO "My module loaded\n");
    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void) {
    printk(KERN_INFO "My module unloaded\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");