Linux: Ochrona pamięci i płaska pamięć

Takie pytanie do specjalistów od Linux. Skoro Linux używa płaskiego modelu pamięci, bez segmentacji to:

int main()
{
    char tab[1] = {'a'};
    tab[10000] = 'b';
}

nie powinno wywalać błędu, bo przeciez nie wychodzimy z segmentu danych, ani nic podobnego. Kernel powinien dostać błąd stronicowania i zaalokować pamięć pod tym adresem.

Jaki mechanizm wykrywa, ze proces coś namieszał?Mi przychodzi do głowy tylko albo:

• wyjście poza limit dostępny dla pojedynczego procesu sprawdzany przy "page fault"
• chęć dostępu do pamięci zbytnio oddalonej liniowo od pozostałej reszty danych

Jakieś sugestie?

Pamiętaj o tym że są inne procesy, program nie dostaje całej pamięci do dyspozycji, zaś tylko tyle co potrzebuje.
Kawałek pamięci na dane, kawałek na stos, kawałek na kod, no i ewentualnie kawałek na heap.
Jeżeli wyłazisz poza te fragmenty to masz błąd.

Masz rację... Przemyślałem to sobie i teraz widze jak głupio myślałem...

Po prostu Linux przeciez pamięta, jakie ramki oddał do dyspozycji procesowi, a błąd wynikający z powyższego kodu nie jest błędem segmentacji tylko błędem stronicowania. pÓÓÓÓki poruszamy się w obrębie jednej ramki (zazwyczaj 4kB) to nic się nie dzieje, a jak wyjdziemy poza ramkę to mamy błąd stronicowania, dlatego:

char tab[1] = {'a'};
tab[2000] = 'b';
//nie daje błędu, bo jesteśmy ciągle w tej samej ramce
char tab[1] = {'a'};
tab[4000] = 'b';
//daje czasami błąd, bo raz sąsiednia ramka jest przydzielona, a raz nie
char tab[1] = {'a'};
tab[6000] = 'b';
//tak jak powyżej, ale częściej, bo częsciej już tak daleko nie ma przydzielonej ramki
char tab[1] = {'a'};
tab[9000] = 'b';
//prawie zawsze błąd po prawie zawsze już poza przydzielonymi ramkami
char tab[1] = {'a'};
tab[13000] = 'b';
//zawsze błąd, bo nie ma przydzielonych ramek tak daleko w liniowym adresowaniu

--
Opolski Portal Programstyczny
http://programowanie.opole.pl

Każdy proces ma własną niezależną przestrzeń adresową. Wszystkie nieobsłużone wyjątki (przesyłane jako sygnały) spowodują zamknięcie programu. Szczerze mówiąc to nie pamiętam jak zrealizowano mechanikę stosu w Linuksie, może tak jak Windows od dłuższego czasu, doalokowuje strony po wyjściu poza jego zakres, ale w wypadku sterty nie ma prawa tak robić. Program nie ma prawa tak sobie próbować używać dowolnych adresów, jedynie przydzielone przez system.

Właściwie nie rozumiem poco rozważać kiedy błędny fragment kodu spowoduje wywalenie się programu a kiedy nie. Wystarczy założyć że tak czy owak, wcześniej czy później, może dopiero po kolejnych rozwinięciach programu, może nie bezpośrednio (zmieni jakąś inną zmienną) a i tak ten kod spowoduje wywalenie się programu.

A takie rozważania mogą się przydać po to, że jak jakiś kod się wysypuje z segmentation error to możesz przypuszczać, że modyfikujesz dane tylko do odczytu i na przykład Twój student gdzieś w kodzie robi tak:

char* ptr = "string";
$ptr = 'a';

A jak masz paging error to robi tak:

char[1] tab = {'a'};
tab[1000] = 'b';

I tak nie będziesz wiedział co dokładnie się posypało, dlaczego nie odpalać od razu pod kontrolą debuggera?

Oczywiście, że bez debuggera to się nie obejdzie na dłuższą metę, ale taka wstępna diagnoza może dać jakieś rozeznanie, w która stronę spoglądać.

Nic to nie da:

char msg1[]="ala ma kota";
char msg2[]="x";
msg1[12]='a';

Jaki błąd wywali?

Twoje jest na stosie, więc daje się modyfikować bez błędu.

    char* ptr1 = "ala ma kota";
    char* ptr2 = "x";
    ptr1[12]='a';

To jest w segmencie danych i błąd. Kompilator w takim przypisaniu, daje stringa do danych, a wskaźnik na stos. W Twoim poprzednim dane też były na stosie.