Wasmer项目中PHP在LLVM+EH环境下内存越界访问问题分析

问题背景

在Wasmer项目的实验性LLVM异常处理分支上，当在macOS-aarch64架构下运行PHP时，会出现内存越界访问错误。具体表现为运行时抛出"out of bounds memory access"异常，且调用栈显示为未命名模块。

问题现象

错误发生时，调用栈显示如下特征：

1. 所有调用点都显示为""模块
2. 地址显示为0xffffffff，表明无法正确解析符号
3. 错误并非来自compact-unwind保护的PC地址

问题分析

可能原因

经过初步分析，可能存在两种根本原因：

1. PHP侧的实际错误：可能是PHP本身的错误，在LLVM+EH+macOS组合环境下被放大显现
2. 异常记录方式错误：可能是unwind_info节中异常记录方式存在问题

技术细节

在深入调查第二种可能性时，发现了以下关键证据：

1. CU条目计数不匹配：

   • 加载LLVM生成的目标文件时(load_object_file函数)
   • 与最终unwind_info节中记录的条目数不一致
   • 这种差异源于为trampoline生成的条目
   • 但即使添加了来自trampoline(静态和动态)的compact-unwind节，结果仍未改变

2. libunwind查找问题：

   • libunwind尝试为某个PC地址(如161fbf1fb)查找landingpad
   • 但unwind info中记录的landingpad范围不包含该地址(如160000000..161fbef3c)
   • 导致异常未被捕获，最终引发错误

已解决的关联问题

在解决主问题过程中，还发现并修复了以下相关问题：

1. 动态FDE注册问题：

   • 之前出现大量"__unw_add_dynamic_fde: bad fde: FDE is really a CIE"错误
   • 解决方案：在macOS上使用__unw_add_dynamic_eh_frame_section替代普通的__register_frame调用

2. 二级页格式问题：

   • 之前出现"malformed second-level page"警告
   • 解决方案：修改unwind_info节中写入索引时二级页偏移的计算方式

解决方案

针对二级页偏移计算问题，实施了以下修复代码：

let num_second_level_page = entry_idx / Self::NUM_RECORDS_PER_SECOND_LEVEL_PAGE;
let mut second_level_page_offset = section_offset_to_second_level_pages;

if num_second_level_page != 0 {
    second_level_page_offset += num_second_level_page
        * (Self::NUM_RECORDS_PER_SECOND_LEVEL_PAGE
           * Self::SECOND_LEVEL_PAGE_ENTRY_SIZE);
    second_level_page_offset +=
        num_second_level_page * Self::SECOND_LEVEL_PAGE_HEADER_SIZE;
}
...
self.write(second_level_page_offset as u32)?;

后续工作

虽然已经解决了部分问题，但内存越界访问的根本原因仍需进一步调查。可能的调查方向包括：

1. 深入分析PHP在LLVM后端生成的代码
2. 验证unwind_info节中异常范围的正确性
3. 检查macOS-aarch64特定架构下的异常处理机制差异

总结

这个问题展示了在跨平台、跨架构环境下，异常处理机制的复杂性。特别是在结合LLVM、异常处理和特定硬件架构时，需要特别注意各种边界条件和兼容性问题。Wasmer团队通过逐步分析和修复，已经解决了部分关联问题，为最终解决内存越界问题奠定了基础。