对已卸载的文件执行 mmap() 后避免崩溃答案

【问题标题】：Avoid crash after doing mmap() on a file that is unmounted对已卸载的文件执行 mmap() 后避免崩溃
【发布时间】：2012-10-05 07:18:58
【问题描述】：

我正在对可以卸载的文件执行 mmap()（该文件位于用户可以随时删除的 USB 设备上），如果文件被卸载，我的应用程序将崩溃，然后我尝试访问缓冲区中的任何元素。

有什么解决办法吗？

【问题讨论】：

标签： c unix kernel mmap

【解决方案1】：

首先，我想说这应该作为一个很好的论据不要使用 mmap 不必要地作为“优化读取”或类似的。除了设备删除之外，其他进程截断文件等问题也可能导致访问出现SIGBUS 错误。

如果您确实需要使用mmap，您可以为SIGBUS 安装信号处理程序。它的任务基本上应该是：

设置发生SIGBUS 的全局（或线程本地，如果您的程序是多线程的）标志，以便可以知道错误代码。
使用MAP_FIXED 调用mmap 以在错误页面的顶部映射一个新的匿名页面。可以选择用访问地图的代码将其识别为错误的数据填充它；这可能使第 1 步变得不必要。

另一种方法是在访问地图之前设置一个全局（或线程本地）jmp_buf，并让信号处理程序简单地调用longjmp。

请注意，mmap 和 longjmp 都不是异步信号安全的，但有问题的 SIGBUS 不是异步信号（尽管如果错误访问发生在非异步内部，它可能应该被视为异步信号） -信号安全库函数，例如sscanf)。只要它是您自己的代码，而不是库函数，访问地图，您应该是安全的。而mmap 在大多数/所有现实世界的实现中都是异步信号安全的，因此即使第一个解决方案在实践中不正确，您也应该可以接受。

【讨论】：

会这样说：mmap 的功能远比表面上看到的要多——因为错误处理比传统 I/O 复杂得多。这不一定是_反对使用_mmap 的原因……只要注意你召唤的灵魂;-)
并确保它们不会飞出你的鼻子...... :-)

【解决方案2】：

最简单的事情是设置一个信号处理程序，它将检查对与mmaped 地址相对应的内存位置的访问。

您将使用sigaction 形式的信号处理程序，而不是更简单的signal 处理程序，因为sigaction 处理程序在与信号地址对应的struct __siginfo * 参数中接收信息。可以检查它是否在mmaped文件的地址范围内。

mmap 非常适合当您不想处理缓冲区读取/写入数据的复杂性时，但由于出现问题您只会得到一种形式的错误（信号）。使用read/write 机制，您可以获得errno 并确定发生了什么。在这种情况下，这在很大程度上是开发人员的选择。

要在收到信号后跳转到某个位置，则需要使用setjmp 和longjmp/siglongjmp - 请参阅this question 中的一些用法

【讨论】：

【解决方案3】：

不要访问不可用的文件。检查文件是否还在，或者使用无法卸载的文件。

【讨论】：

由于可能的竞争条件，我认为这不是很有帮助。在访问映射区域的代码周围期待和捕获SIGBUS 是否有帮助？或者类似的东西？
没有。 SIGBUS 不一定是可恢复的，尽管一些实现在从处理程序返回后重试错误指令。
@SimonRichter 你不需要重试错误指令，你只需要确定你不能继续读/写，之后你停止尝试访问该区域并返回到带有一些错误指示的调用者。也许setjmp()/longjmp() 能够避免错误指令的重新执行。
@SimonRichter：SIGBUS 是可恢复的。你可以longjmp out（可能会很乱），或者（更容易）mmap 和MAP_FIXED 在错误页面顶部添加一个新的匿名地图。
@R.. 并非在所有平台上。许多人确实在从处理程序返回时重试错误指令，这允许按照您的建议创建新的映射，但这不是一个普遍的保证。

【解决方案4】：

您可以使用http://linux.die.net/man/7/inotify 获得有关文件、目录的任何更改的通知。您可以考虑使用 IN_DELETE。

【讨论】：

这些通知会像 OP 试图遏制的页面错误一样即时吗？如果没有，请不要打扰。
看来您必须致电read() 以了解是否有任何更改，但更改可能发生在read() 不返回任何感兴趣的内容和以下内存访问之间。这是一个竞赛条件。此外，事件队列可能会溢出。所以，这不是解决方案。