android native carsh

Question

android native中，获取到java方法的jmethod id ，然后做一个偏移，想判断偏移后的一些数据。
结果转化一下crash了，也判断了当前指针是否可用，可是还是报错了

auto *p = (long long *)(((char *)self_art_method)+entry_point_offset);

//验证这个指针的方法也通过了:
bool checkSelfp(long long* selfp) {
    // 检查地址有效性
    if (selfp == nullptr) {
        LOGD("selfp is null");
        return false;
    }

    // 检查地址对齐
    if ((uintptr_t)selfp % alignof(long long) != 0) {
        LOGD("selfp is not aligned: %p", (void*)selfp);
        return false;
    }

    // 检查内存权限
    size_t page_size = getpagesize();
    void* page_start = (void*)((uintptr_t)selfp & ~(page_size - 1));
    if (mprotect(page_start, page_size, PROT_READ) == -1) {
        LOGD("Failed to set memory permissions: %s", strerror(errno));
        return false;
    }

    // 验证内存内容
    long long value;
    try {
            value = *selfp;  // 尝试读取内存
    } catch (...) {
        LOGD("Failed to read memory at selfp: %p", (void*)selfp);
        return false;
    }
    LOGD("Value at selfp: %lld", value);

    return true;
}

//但是，这行代码报错了:
unsigned int ins1 = *(unsigned int *) *p;

crash内容是:Fatal signal 11 (SIGSEGV), code 1 (SEGV_MAPERR), fault addr 0x55 in tid 14287
有知道的巨佬吗？

Answer 1

问题 android native carsh 解答如下，
借助GPT4-pro和本人整理后的结果，如有帮助，还请采纳！
在你提供的代码中，出现了段错误（SIGSEGV），通常是由于访问了无效的内存地址。根据你提供的代码和错误信息，我们可以逐步分析问题所在，并提供一些解决思路。

错误原因分析

错误信息中提到：

Fatal signal 11 (SIGSEGV), code 1 (SEGV_MAPERR), fault addr 0x55 in tid 14287

这意味着程序尝试访问地址 0x55，但是该地址并不映射到有效的内存区域，导致了段错误（SEGV_MAPERR）。这种情况通常有以下几种原因：

1. 无效指针：指针 p 可能指向一个无效的内存地址。
2. 指针类型错误：偏移量计算或指针解引用时，存在类型错误，导致错误的内存地址被访问。
3. 内存未初始化：在你尝试访问的内存地址之前，可能未正确初始化或分配内存。

问题代码分析

在你提供的代码中，报错发生在这一行：

unsigned int ins1 = *(unsigned int *) *p;

这里的代码可以分解为两部分：

1. *p：表示指针 p 所指向的值。由于你在 p 的计算中做了偏移，它应当是一个指向 long long 类型的指针，所以 *p 取出的值应该是 long long 类型。
2. (unsigned int *) *p：将 *p 的值转换为指向 unsigned int 类型的指针。
3. *(unsigned int *) *p：解引用转换后的指针，尝试读取 unsigned int 类型的数据。

从这里可以推测出问题所在：你将 *p 解引用并转换为 unsigned int *，但是 *p 的值可能并不是一个有效的指针，或者它指向的内存不符合 unsigned int 类型的数据布局。这可能导致访问无效地址或类型不匹配，从而触发段错误。

解决思路

1. 检查指针的有效性

虽然你已经在 checkSelfp 函数中检查了指针有效性、对齐性和内存权限，但有几个地方需要改进：

• 内存保护（mprotect）：你使用 mprotect 设置内存权限时，应该确认当前内存区域的权限是否足够。你当前的代码只设置了 PROT_READ，如果你需要写入该内存区域，可能需要设置为 PROT_WRITE。
• 内存对齐：你已经检查了指针的对齐性，但如果 long long 类型在某些架构上不是对齐的（如某些32位架构），你可能需要调整内存对齐方式。

2. 调整指针解引用

你应该确保指针 *p 指向的数据类型和你想要访问的数据类型一致。假设偏移后的地址应该指向一个有效的内存区域，并且该区域的数据类型是你需要的类型。你可以尝试先打印 *p 的值，确保它是一个有效的指针：

long long addr = *p;
LOGD("Pointer p points to: %p", (void*)addr);

这样可以帮助你确认 *p 是否指向了一个有效的地址。

3. 使用 uintptr_t 进行指针运算

为了避免类型转换出错，建议使用 uintptr_t 来进行指针偏移运算。uintptr_t 是一个整型，它能够存储指针的值，并且避免了指针类型转换可能出现的错误。例如：

uintptr_t addr = (uintptr_t)p + entry_point_offset;
unsigned int ins1 = *(unsigned int *)addr;

这样可以确保你的偏移量运算是基于原始地址进行的，而不是类型不匹配。

4. 确保指针地址是有效的

除了你在 checkSelfp 中的检查，建议在解引用指针之前再做一次检查，确认 *p 指向的地址是有效的。例如：

if (p == nullptr || *p == nullptr) {
    LOGD("Pointer p or dereferenced pointer is nullptr");
    return false;
}

这将帮助你捕获一些不明显的空指针问题。

5. 捕获异常

尽管你已经用 try-catch 块包裹了内存读取操作，但在 C++ 中，访问非法内存不会抛出异常，反而会导致程序崩溃。因此，try-catch 可能无法捕捉到错误。你可以通过一些其他方法来避免崩溃，如使用 sigaction 捕获信号，或通过 setjmp 和 longjmp 实现异常处理。

最终改进方案

综合以上分析，下面是一个改进后的代码示例：

bool checkSelfp(long long* selfp) {
    // 检查地址有效性
    if (selfp == nullptr) {
        LOGD("selfp is null");
        return false;
    }
    // 检查地址对齐
    if ((uintptr_t)selfp % alignof(long long) != 0) {
        LOGD("selfp is not aligned: %p", (void*)selfp);
        return false;
    }
    // 检查内存权限
    size_t page_size = getpagesize();
    void* page_start = (void*)((uintptr_t)selfp & ~(page_size - 1));
    if (mprotect(page_start, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE) == -1) {
        LOGD("Failed to set memory permissions: %s", strerror(errno));
        return false;
    }
    // 验证内存内容
    try {
        long long value = *selfp;  // 尝试读取内存
        LOGD("Value at selfp: %lld", value);
    } catch (...) {
        LOGD("Failed to read memory at selfp: %p", (void*)selfp);
        return false;
    }
    return true;
}

unsigned int readFromPointer(long long *p, size_t entry_point_offset) {
    uintptr_t addr = (uintptr_t)p + entry_point_offset;
    unsigned int *ins1_ptr = (unsigned int *)addr;
    
    // 添加检查，确认地址有效
    if (ins1_ptr == nullptr) {
        LOGD("Pointer is null after offset calculation");
        return 0;
    }

    unsigned int ins1 = *ins1_ptr;
    return ins1;
}

总结

1. 指针类型和偏移：确保偏移后指针的类型与实际数据类型一致，避免非法访问。
2. 内存访问权限：通过 mprotect 设置合适的内存权限，确保访问操作不被操作系统阻止。
3. 指针有效性检查：在解引用指针前，进行更严格的检查，确保地址有效且数据对齐。
4. 错误处理：建议使用更为合适的错误处理机制，避免因为非法内存访问导致程序崩溃。

通过这些改进，你应该能够避免当前的段错误，并提高程序的稳定性和健壮性。