Jak uzyskać dostęp do mmaped/dev/mem bez awarii jądra Linux?

Question

Mam prosty program, który próbuje uzyskać dostęp do pamięci fizycznej w przestrzeni użytkownika, gdzie jądro przechowuje 1. stronę struktury. Na komputerze 64 bitowym ten adres:

• jądro wirtualny adres: ffffea0000000000
• adres fizyczny: 0000620000000000

Próbuję uzyskać dostęp do tego adresu fizycznego poprzez mmap w przestrzeni użytkownika. Ale następujący kod powoduje awarię jądra.

int *addr; 
if ((fd = open("/dev/mem", O_RDWR|O_SYNC)) < 0) { 
    printf("Error opening file. \n"); 
    close(fd); 
    return (-1); 
} 
/* mmap. address of first struct page for 64 bit architectures 
* is 0x0000620000000000. 
*/ 
addr = (int *)mmap(0, num*STRUCT_PAGE_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 
      fd, 0x0000620000000000); 
printf("addr: %p \n",addr); 
printf("addr: %d \n",*addr); /* CRASH. */ 

Answer 1

Chyba znalazłem problem - to robić z/dev/mem ochrony mapowania pamięci na x86.

Pl odnoszą się do tego artykułu LWN: "x86: wprowadzenia ograniczeń/dev/mem z opcją config" http://lwn.net/Articles/267427/

CONFIG_NONPROMISC_DEVMEM

Teraz (i przetestowane na jądrze 3.2.21 niedawno) , opcja konfiguracji wydaje się mieć nazwę CONFIG_STRICT_DEVMEM.

zmieniłem config jądra:

$ grep DEVMEM .config 
# CONFIG_STRICT_DEVMEM is not set 
$ 

Gdy wyżej prg był prowadzony z poprzedniego jądra z CONFIG_STRICT_DEVMEM SET: dmesg pokazuje:

[29537.565599] Program a.out tried to access /dev/mem between 1000000->1001000. 
[29537.565663] a.out[13575]: segfault at ffffffff ip 080485bd sp bfb8d640 error 4 in a.out[8048000+1000] 

To właśnie z powodu ochrona jądra ..

Kiedy jądro zostało przebudowane (z CONFIG_STRICT_DEVMEM UNSET) i powyżej PRG został uruchomiony:

# ./a.out 
mmap failed: Invalid argument 
# 

To dlatego, że parametr 'przesunięcie' jest> 1 MB (nieprawidłowy na x86) (było 16MB).

Po wykonaniu mmap przesunięcia się w ciągu 1 MB:

# ./a.out 
addr: 0xb7758000 
*addr: 138293760 
# 

To działa! Zobacz powyższy artykuł LWN, aby uzyskać szczegółowe informacje.

Na architekturach x86 z obsługą PAT (Tabela atrybutów strony) jądro nadal zapobiega mapowaniu regionów DRAM. Powodem tego, jak wspomniano w kernel source jest:

This check is nedded to avoid cache aliasing when PAT is enabled 

Kontrola ta spowoduje błąd podobny do wspomnianego powyżej. Na przykład:

Program a.out tried to access /dev/mem between [mem 68200000-68201000]. 

To ograniczenie można usunąć, wyłączając PAT. PAT można wyłączyć, dodając argument "nopat" do wiersza komend jądra przy starcie systemu.

Answer 2

W architekturach x86 z obsługą PAT (Tabela atrybutów stron) jądro może zapobiegać odwzorowaniu regionów DRAM (nawet jeśli jest skompilowane bez ustawienia CONFIG_NONPROMISC_DEVMEM).

Powodem tego, jak wspomniano w kernel source jest:

This check is nedded to avoid cache aliasing when PAT is enabled 

Kontrola ta spowoduje podobny błąd do stawienia się w dmesg jak te wymienione powyżej powyżej w odpowiedzi kaiwan użytkownika. Na przykład:

Program a.out tried to access /dev/mem between [mem 68200000-68201000]. 

To ograniczenie można usunąć, wyłączając PAT.

PAT można wyłączyć, dodając argument nopat do linii poleceń jądra podczas startu systemu.