c - 保护x86-64上的内存

我正在实现一个编译器，它将模拟处理器的指令集编译为x86指令中的代码。在模拟指令集上运行的物理处理器是不存在的，在x86上只是模拟。在执行编译的机器代码（模拟）时，我想确保只读取或写入为模拟指定的内存。这有两个目的：1）在指定内存区域之外的访问可能意味着我的编译器中有一个bug。我想找到这样的虫子。2）指定内存区域之外的访问也可以意味着编译的源指令有逻辑错误，因此尝试访问在我的模拟中不存在的内存地址，因此应该引起错误。
在更简单的形式中，您可以想象我的代码如下所示：

void simulate(char* designated_memory, size_t len) {
    // code intended to access *designated_memory till *(designated_memory + len - 1) only
}

在x86-64和/或Linux上是否有方法强制simulate()只能访问自己的堆栈和designated_memory，而任何其他访问都会生成错误。代码可能如下所示：

restrict_access_to(designated_memory, designated_memory + len - 1);
simulate(designated_memory, len);
remove_access_restriction();

C语言的解决方案很好；asm也很好。
更新：
听了杰斯特的话，我来试试这个：

    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <malloc.h>
    #include <sys/mman.h>

    int main() {
        size_t pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);

        printf("pagesize...........: %lu\n", pagesize);

        char* m;
        size_t len = 12345;
        len = (len + pagesize - 1) / pagesize * pagesize;
        posix_memalign(&m, pagesize, len);

        printf("page aligned memory: %lx - %lx\n", (unsigned long) m, (unsigned long) m + len);

        printf("protecting 0 till m..."); fflush(stdout);
        mprotect(0, (size_t) m, PROT_NONE);
        printf("done\n");

        printf("protecting (m + len) till ?..."); fflush(stdout);
        mprotect(m + len, 0x7fffffff, PROT_NONE);
        printf("done\n");

        printf("trying to modify memory..."); fflush(stdout);
        *(m - 1000) = 5;
        printf("done: %i\n", *(m - 1000));

        free(m);
    }

哪些输出：

pagesize...........: 4096
page aligned memory: 9ac000 - 9b0000
protecting 0 till m...done
protecting (m + len) till ?...done
trying to modify memory...done: 5
Segmentation fault (core dumped)

我认为这表明在允许的区域之外修改数据仍然有效，但这不应该发生。

最佳答案

我不用翻译。我使用编译器将模拟的>指令编译为x86指令。出于性能原因，我不想在编译到x86的指令中包含所有的range checking>。
因此，您的任务与qemu非常相似，当它执行模拟（例如ARMonx86）时，它将arm指令转换为x86指令，
所以我建议你看看qemu的源代码：http://wiki.qemu.org/Main_Page
下一个与您的项目非常相似的是valrgrind，
valgrind的工作方式与您的工作方式非常相似：
它在某种虚拟机上执行程序来检查内存访问，
为了加快速度，它使用了cpu（http://valgrind.org/）。
最后一个解决类似问题的开源项目是
https://github.com/google/sanitizers/tree/master/address-sanitizer
是的，它是插入指令的代码，但结果比jit快得多，
如何测试生成的代码，但将性能保持在适当的水平，您可以在本视频中找到关于valgrind内部的想法：
https://www.youtube.com/watch?v=Q2C2lP8_tNE