Stínové bajty AddressSanitizer

Článek
10/16/2024

Stručně shrneme koncept stínových bajtů a jejich použití implementací modulu runtime /fsanitize=address. Další podrobnosti najdete v počátečním výzkumu AddressSanitizer - Serebryany, et al a aktuální dokumentaci algoritmu AddressSanitizer.

Základní koncept

Každých 8 bajtů ve virtuálním adresním prostoru aplikace je možné popsat pomocí jednoho stínového bajtu.

Jeden stínový bajt popisuje, kolik bajtů je aktuálně dostupných takto:

0 znamená všech 8 bajtů.
1-7 znamená jeden až sedm bajtů.
Záporná čísla kódují kontext modulu runtime, který se má použít pro diagnostiku generování sestav.

Legenda stínového bajtu

Představte si tuto legendu stínového bajtu, kde jsou definována všechna záporná čísla:

Snímek obrazovky s legendou stínového bajtu AddressSanitizer

Mapování – popis adresního prostoru

Každých 8 bajtů ve virtuálním adresním prostoru aplikace, který je zarovnaný na 0-mod-8, je možné mapovat na stínový bajt, který popisuje tento slot ve virtuálním adresním prostoru. Toto mapování lze provést jednoduchým posunem a přidáním.

Na x86:

char shadow_byte_value = *((Your_Address >> 3) + 0x30000000)

Na x64:

char shadow_byte_value = *((Your_Address >> 3) + _asan_runtime_assigned_offset)

Generování kódu – testy

Zvažte, jak se můžou zapisovat konkrétní stínové bajty, a to buď kódem vygenerovaným kompilátorem, statickými daty nebo modulem runtime. Tento pseudokód ukazuje, jak je možné vygenerovat kontrolu, která předchází načtení nebo úložišti:

ShadowAddr = (Addr >> 3) + Offset;
if (*ShadowAddr != 0) {
    ReportAndCrash(Addr);
}

Při instrumentaci odkazu na paměť, který je menší než 8 bajtů široký, je instrumentace o něco složitější. Pokud je stínová hodnota kladná (což znamená, že k 8bavovým slovům je možné přistupovat pouze první k bajty), musíme porovnat posledních 3 bitů adresy s k.

ShadowAddr = (Addr >> 3) + Offset;
k = *ShadowAddr;
if (k != 0 && ((Addr & 7) + AccessSize > k)) {
    ReportAndCrash(Addr);
}

Modul runtime i kód vygenerovaný kompilátorem zapisují stínové bajty. Tyto stínové bajty buď povolí nebo odvolá přístup, když se uvolní obory nebo úložiště. Výše uvedené kontroly čtou stínové bajty, které popisují 8bajtů "slotů" v adresním prostoru vaší aplikace v určitém okamžiku při provádění programu. Kromě těchto explicitně generovaných kontrol modul runtime také kontroluje stínové bajty po zachycení (nebo "háky") mnoho funkcí v CRT.

Další informace najdete v seznamu zachycených funkcí.

Nastavení stínových bajtů

Kód, který kompilátor vygeneruje, i modul runtime AddressSanitizer může zapisovat stínové bajty. Kompilátor může například nastavit stínové bajty, aby umožňoval pevný přístup k místním objektům zásobníku definovaným ve vnitřním oboru. Modul runtime může obklopovat globální proměnné v oddílu dat stínovými bajty.

Viz také

Přehled AddressSanitizer
Známé problémy s addressSanitizerem
Referenční dokumentace k sestavení a jazyku AddressSanitizer
Referenční informace k modulu runtime AddressSanitizer
AddressSanitizer – cloud nebo distribuované testování
Integrace ladicího programu AddressSanitizer
Příklady chyb AddressSanitizer

Sdílet prostřednictvím