AddressSanitizer được hỗ trợ phần cứng

Sử dụng bộ sưu tập để sắp xếp ngăn nắp các trang Lưu và phân loại nội dung dựa trên lựa chọn ưu tiên của bạn.

Xem bài viết Tìm hiểu về HWASan báo cáo để biết thông tin về cách đọc sự cố HWASan!

AddressSanitizer được hỗ trợ phần cứng (HWASan) là một công cụ phát hiện lỗi bộ nhớ tương tự như AddressSanitizer. HWASan sử dụng ít RAM hơn nhiều so với ASan, nhờ đó phù hợp để dọn dẹp toàn bộ hệ thống. HWASan chỉ có trên Android 10 trở lên và chỉ có trên phần cứng AArch64.

Mặc dù chủ yếu hữu ích cho mã C/C++, HWASan cũng có thể giúp gỡ lỗi mã Java khiến sự cố trong C/C++ dùng để triển khai giao diện Java. Điều này rất hữu ích vì nó phát hiện lỗi bộ nhớ khi lỗi xảy ra, đưa bạn trực tiếp đến mã chịu trách nhiệm.

Bạn có thể truyền nhanh hình ảnh HWASan tạo sẵn sang các thiết bị Pixel được hỗ trợ từ ci.android.com (hướng dẫn thiết lập chi tiết).

So với ASan cũ, HWASan có:

• Mức hao tổn CPU tương tự (~2x)
• Mức hao tổn kích thước mã tương tự (40 – 50%)
• Mức hao tổn RAM nhỏ hơn nhiều (10% – 35%)

HWASan phát hiện cùng một nhóm lỗi như ASan:

• Chặn tràn (overflow)/chặn trống (underflow) cho ngăn xếp (stack) và bộ nhớ khối xếp (heap)
• Sử dụng bộ nhớ khối xếp sau khi giải phóng
• Sử dụng ngăn xếp bên ngoài phạm vi
• Giải phóng hai lần/giải phóng bộ nhớ chưa được cấp phát trước đó

Ngoài ra, HWASan còn phát hiện việc sử dụng ngăn xếp sau khi trả về.

HWASan (tương tự như ASan) tương thích với UBSan, có thể bật cả hai trên một mục tiêu cùng một lúc.

Thông tin chi tiết và giới hạn về việc triển khai

HWASan dựa trên bộ nhớ phương pháp gắn thẻ, trong đó một giá trị thẻ ngẫu nhiên nhỏ được liên kết cả với con trỏ và dải địa chỉ bộ nhớ. Để tạo kỷ niệm mới hợp lệ, con trỏ và thẻ nhớ phải khớp nhau. HWASan dựa vào tính năng bỏ qua byte quan trọng nhất (TBI) của ARMv8, còn gọi là gắn thẻ địa chỉ ảo, để lưu trữ thẻ con trỏ trong các bit cao nhất của địa chỉ.

Bạn có thể đọc thêm về thiết kế của HWASan trên trang web tài liệu Clang.

Theo thiết kế, HWASan không có vùng màu đỏ có kích thước hạn chế của ASan để phát hiện tình trạng tràn bộ nhớ hoặc vùng cách ly có dung lượng hạn chế của ASan để phát hiện lỗi sử dụng sau khi giải phóng. Vì lý do này, HWASan có thể phát hiện lỗi bất kể phần bị tràn có kích thước lớn đến mức nào hoặc bộ nhớ đó cách đây bao lâu đã được giải quyết. Điều này mang lại cho HWASan một lợi thế lớn so với ASan.

Tuy nhiên, HWASan có số lượng giá trị thẻ có thể có hạn (256), nghĩa là có 0,4% khả năng bỏ lỡ lỗi trong một lần thực thi chương trình.

Yêu cầu

Phiên bản gần đây (4.14 trở lên) của hỗ trợ nhân hệ điều hành Android phổ biến HWASan ngay từ đầu. Các nhánh dành riêng cho Android 10 không hỗ trợ HWASan.

Tính năng hỗ trợ không gian người dùng dành cho HWASan hiện có từ Android 11.

Nếu bạn đang làm việc với một nhân hệ điều hành khác, HWASan yêu cầu nhân hệ điều hành Linux phải chấp nhận con trỏ được gắn thẻ trong đối số lệnh gọi hệ thống. Tính năng hỗ trợ cho việc này đã được triển khai trong các bộ bản vá ngược dòng (upstream):

• ABI địa chỉ được gắn thẻ arm64
• arm64: huỷ gắn thẻ con trỏ người dùng được truyền đến hạt nhân
• mm: Tránh tạo email đại diện ảo trong brk()/mmap()/mremap()
• arm64: Xác thực các địa chỉ được gắn thẻ trong access_ok() được gọi từ luồng nhân hệ điều hành

Nếu bạn đang tạo bằng một chuỗi công cụ tuỳ chỉnh, hãy đảm bảo rằng chuỗi công cụ đó có đủ mọi thành phần theo cam kết LLVM c336557f.

Sử dụng HWASan

Sử dụng các lệnh sau để tạo toàn bộ nền tảng bằng HWASan:

lunch aosp_walleye-userdebug # (or any other product)
export SANITIZE_TARGET=hwaddress
m -j

Để thuận tiện, bạn có thể thêm chế độ cài đặt SANITIZE_TARGET vào định nghĩa sản phẩm, tương tự như aosp_coral_hwasan.

Đối với những người dùng quen thuộc với AddressSanitizer, rất nhiều việc xây dựng phức tạp đã không còn nữa:

• Không cần chạy make hai lần.
• Các bản dựng gia tăng hoạt động tốt.
• Không cần cài đặt ROM dữ liệu người dùng.

Một số hạn chế của AddressSanitizer cũng không còn nữa:

• Hỗ trợ các tệp thực thi tĩnh.
• Bạn có thể bỏ qua việc dọn dẹp bất kỳ mục tiêu nào khác ngoài libc. Không giống như ASan, không có yêu cầu nào về việc nếu một thư viện được dọn dẹp thì mọi tệp thực thi liên kết với thư viện đó cũng phải được dọn dẹp.

Bạn có thể tự do chuyển đổi giữa HWASan và hình ảnh thông thường ở cùng số bản dựng (hoặc cao hơn). Không cần phải xoá thiết bị.

Để bỏ qua việc dọn dẹp một mô-đun, hãy sử dụng LOCAL_NOSANITIZE := hwaddress (Android.mk) hoặc sanitize: { hwaddress: false } (Android.bp).

Xoá dữ liệu rác khỏi từng mục tiêu

Bạn có thể bật HWASan cho mỗi mục tiêu trong một bản dựng thông thường (chưa được dọn dẹp), miễn là libc.so cũng được dọn dẹp. Thêm hwaddress: true vào khối dọn dẹp trong "libc_defaults" trong bionic/libc/Android.bp. Sau đó, làm tương tự với mục tiêu bạn đang thực hiện.

Xin lưu ý rằng việc dọn dẹp libc cho phép gắn thẻ các lượt phân bổ bộ nhớ khối xếp trên toàn hệ thống, cũng như kiểm tra các thẻ cho các thao tác bộ nhớ bên trong libc.so. Chế độ này có thể gặp lỗi ngay cả trong tệp nhị phân HWASan không được bật nếu quyền truy cập không hợp lệ vào bộ nhớ nằm trong libc.so (ví dụ: pthread_mutex_unlock() trên một mutex delete()).

Bạn không cần thay đổi tệp bản dựng nào nếu toàn bộ nền tảng được tạo bằng HWASan.

FlashStation

Đối với mục đích phát triển, bạn có thể cài đặt ROM bản dựng AOSP hỗ trợ HWASan lên thiết bị Pixel có trình tải khởi động đã mở khoá bằng Flashstation. Chọn mục tiêu _hwasan, ví dụ: aosp_flame_hwasan-userdebug. Xem Tài liệu về NDK dành cho HWASan dành cho nhà phát triển ứng dụng để biết thêm chi tiết.

Dấu vết ngăn xếp tốt hơn

HWASan sử dụng một trình tháo dỡ nhanh dựa trên con trỏ khung để ghi lại dấu vết ngăn xếp cho mọi sự kiện phân bổ và giải phóng bộ nhớ trong chương trình. Theo mặc định, Android bật con trỏ khung trong mã AArch64, vì vậy, cách này hoạt động rất hiệu quả trong thực tế. Nếu bạn cần thư giãn mã được quản lý, đặt HWASAN_OPTIONS=fast_unwind_on_malloc=0 trong môi trường tiến trình. Lưu ý rằng ngăn xếp truy cập bộ nhớ không hợp lệ dấu vết sử dụng "chậm" gỡ bỏ theo mặc định; cài đặt này chỉ ảnh hưởng đến dấu vết phân bổ và giải phóng. Lựa chọn này có thể rất Tốn CPU, tuỳ thuộc vào tải.

Biểu tượng

Xem phần Biểu tượng hoá trong bài viết "Tìm hiểu báo cáo HWASan".

HWASan trong ứng dụng

Tương tự như AddressSanitizer, HWASan không thể xem được mã Java, nhưng nó có thể phát hiện lỗi trong thư viện JNI. Cho đến Android 14, việc chạy HWASan các ứng dụng trên thiết bị không phải HWASan không được hỗ trợ.

Trên thiết bị HWASan, bạn có thể kiểm tra ứng dụng qua HWASan bằng cách tạo mã có SANITIZE_TARGET:=hwaddress inch Tạo hoặc -fsanitize=hwaddress trong cờ của trình biên dịch. Trên thiết bị không phải HWASan (chạy Android 14 trở lên), bạn phải thêm chế độ cài đặt tệp wrap.sh LD_HWASAN=1. Hãy xem tài liệu dành cho nhà phát triển ứng dụng để biết thêm thông tin chi tiết.