android native内存检测方案(二)
什么是 AddressSanitizer
clang 是一个 C、C++、Objective-C 编程语言的编译器前端。它采用 了底层虚拟机作为其后端。它的目标是提供一个 GNU 编译器套装 (GCC)的替代品, 作者是克里斯·拉特纳,在苹果公司的赞助下进 行开发。 AddressSanitizer 是 clang 中的一个内存错误检测器,它可以检测到 以下问题: Out-of-bounds accesses to heap, stack and globals Use-after-free Use-after-return (to some extent) Double-free, invalid free Memory leaks (experimental) 使 用 clang 编 译 代 码 时 用 -fsanitize=address 就 能 打 开 AddressSanitizer 工具,为了在检测到内存错误时打印出您的程序调 用栈,需要在编译时加上选项 -fno-omit-frame-pointer 选项,同时为 了得出更清晰的调用栈信息,请用-O1 选项编译程序。
sanitizer 例子
我们编写一个 android.mk 文件,内容为: LOCAL_PATH:= $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) #优化,加入 AddressSanitizer 功能 LOCAL_CFLAGS := -std=c11 -Wall -Werror -O0 -fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer LOCAL_SRC_FILES:= sanitizer-status.c LOCAL_MODULE:= sanitizer-status LOCAL_MODULE_TAGS := debug #这三行是后面的 UndefinedBehaviorSanitizer 要加的参数 LOCAL_CLANG := true LOCAL_SANITIZE := alignment bounds null unreachable integer LOCAL_SANITIZE_DIAG := alignment bounds null unreachable integer #加入需要的库 LOCAL_SHARED_LIBRARIES += libclang_rt.asan-arm-android include $(BUILD_EXECUTABLE) 其中更多的参数为:
-fsanitize=address: AddressSanitizer, a memory error
detector.
-fsanitize=thread: ThreadSanitizer, a data race detector.
-fsanitize=memory:MemorySanitizer,a detector of uninitialized reads. Requires instrumentation of all program code.
-fsanitize=undefined: UndefinedBehaviorSanitizer, a fast
and compatible undefined behavior checker.
-fsanitize=dataflow: DataFlowSanitizer, a general data flow
analysis.
-fsanitize=cfi: control flow integrity checks. Requires -flto.
-fsanitize=safe-stack:safe stack protection against stack-based memory corruption errors.更加完整的,参考: http://clang.llvm.org/docs/UsersManual.html 官方文档.
添加c代码
sanitizer-status.c 内容为:
#include <stdlib.h>
int main() {
char *x = (char*)malloc(10 * sizeof(char*));
free(x);
return x[5];
}
这里使用了已经释放的内存.
mm 编译出来 bin 文件,我们来继续操作.
官方的完整代码如下:
https://github.com/google/sanitizers
检测效果
我们将 libclang_rt.asan-arm-android.so
放入手机里面 adb push 'prebuilts/clang/host/linux-x86/clang-2690385/lib64/ clang/3.8/lib/linux/libclang_rt.asan-arm-android.so' /system/lib 将此 bin 放入手机 adb push /system/bin/sanitizer-status /system/bin/ 运行此 sanitizer-status,出现最终效果,检测出来当前有使 用了释放的内存.
完整的检测出来内存泄漏，可以去细看此图。打印出来堆栈，以及内存图。
介绍
/docs/source.android.com/src/devices/tech/debug 里 面 , 有 个 asan.jd 我们使用网页打开 主要介绍了检测都可以完成哪些目标 Building executables with AddressSanitizer Building shared libraries with AddressSanitizer Symbolization(测试没效果,没有找到 bin 文件) AddressSanitizer in the apps SANITIZE_TARGET 更多内容,我们直接去文档阅读即可.
UndefinedBehaviorSanitizer
UndefinedBehaviorSanitizer 说白了也是 clang 的一种检测方式,检测代码中未初始化, 未赋值等等一系列的错误使用. #这三行是后面的 UndefinedBehaviorSanitizer 要加的参数 LOCAL_CLANG := true LOCAL_SANITIZE := alignment bounds null unreachable integer LOCAL_SANITIZE_DIAG := alignment bounds null unreachable integer 在需要的地方,加入上面的几行,则可以使用此检测方案.
Kernel Address Sanitizer
参考文档 https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/1608_tengr_kasan/index.html
可以发现, 我们当前的 kernel 是没有 ksan 功能的,我们的 mtk mtk6757-n-v1.0 这条线有, (因为 kernel 版本为 4.4)于是在此版本上可以开启 编译方式,添加 kconfig CONFIG_KASAN CONFIG_KASAN_INLINE CONFIG_TEST_KASAN CONFIG_KCOV CONFIG_SLUB CONFIG_SLUB_DEBUG CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE 移除一些 CONFIG_SLUB_DEBUG_ON CONFIG_SLUB_DEBUG_PANIC_ON CONFIG_KASAN_OUTLINE CONFIG_KERNEL_LZ4 然后编译系统 启动时候,出现 log [[0.000000] c0 0 Virtual kernel memory layout:0.000000] c0 0 kasan : 0xffffff8000000000 - 技术说明 0xffffff9000000000 (64 GB) 说明 kasan 加入成功 然后,如果 kernel 里面有错误出现,则会有如下信息: [18.539668] c3 1 ================================================================== [ 18.547662] c3 1 BUG: KASAN: null-ptr-deref on address 0000000000000008 [ 18.554689] c3 1 Read of size 8 by task swapper/0/1 [ 18.559988] c3 1 CPU: 3 PID: 1 Comm: swapper/0 Tainted: GW #1 [ 18.569275] c3 1 Hardware name: Android Device [ 18.577433] c3 1 Call trace: [ 18.580739] c3 1 [<ffffffc00008b32c>] dump_backtrace+0x0/0x2c4 指示错误类型,以及栈信息 3.18.24-xxx
编译整个系统
使用 make USE_CLANG_PLATFORM_BUILD:=true SANITIZE_TARGET=address -j42 来编译系统,调整下 userdata 数据区域大小,然后刷机,此 时整个系统是处在可以检测的状态,所有应用的内存问题, 都会在运行时报出来.