Semelhante aos desinfetantes baseados em LLVM para componentes do espaço do usuário, o Android inclui o Kernel Address Sanitizer (KASAN). KASAN é uma combinação de kernel e modificações de tempo de compilação que resultam em um sistema instrumentado que permite a descoberta de bugs e análise de causa raiz mais simples.
O KASAN pode detectar muitos tipos de violações de memória no kernel. Ele também pode detectar leituras e gravações fora do limite na pilha, heap e variáveis globais, e pode detectar uso após liberação e liberações duplas.
Semelhante ao ASAN, o KASAN usa uma combinação de instrumentação de função de memória em tempo de compilação e memória de sombra para rastrear acessos de memória em tempo de execução. No KASAN, um oitavo do espaço de memória do kernel é dedicado à memória sombra, que determina se um acesso à memória é válido ou não.
O KASAN é suportado nas arquiteturas x86_64 e arm64. Faz parte do kernel upstream desde 4.0 e foi portado para kernels baseados no Android 3.18.
Além do KASAN, o kcov é outra modificação do kernel útil para testes. kcov foi desenvolvido para permitir testes fuzz guiados por cobertura no kernel. Ele mede a cobertura em termos de entradas de syscall e é útil com sistemas fuzzing, como syzkaller .
Implementação
Para compilar um kernel com KASAN e kcov ativados, adicione os seguintes sinalizadores de compilação à configuração de compilação do kernel:
CONFIG_KASAN CONFIG_KASAN_INLINE CONFIG_TEST_KASAN CONFIG_KCOV CONFIG_SLUB CONFIG_SLUB_DEBUG CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE
E removendo o seguinte:
CONFIG_SLUB_DEBUG_ON CONFIG_SLUB_DEBUG_PANIC_ON CONFIG_KASAN_OUTLINE CONFIG_KERNEL_LZ4
Em seguida, crie e atualize seu kernel como de costume. O kernel KASAN é consideravelmente maior que o original. Se necessário, modifique quaisquer parâmetros de inicialização e configurações do carregador de inicialização para levar isso em consideração.
Depois de atualizar o kernel, verifique os logs de inicialização do kernel para ver se o KASAN está ativado e em execução. O kernel inicializará com as informações do mapa de memória para KASAN, como:
... [ 0.000000] c0 0 Virtual kernel memory layout: [ 0.000000] c0 0 kasan : 0xffffff8000000000 - 0xffffff9000000000 ( 64 GB) [ 0.000000] c0 0 vmalloc : 0xffffff9000010000 - 0xffffffbdbfff0000 ( 182 GB) [ 0.000000] c0 0 vmemmap : 0xffffffbdc0000000 - 0xffffffbfc0000000 ( 8 GB maximum) [ 0.000000] c0 0 0xffffffbdc0000000 - 0xffffffbdc3f95400 ( 63 MB actual) [ 0.000000] c0 0 PCI I/O : 0xffffffbffa000000 - 0xffffffbffb000000 ( 16 MB) [ 0.000000] c0 0 fixed : 0xffffffbffbdfd000 - 0xffffffbffbdff000 ( 8 KB) [ 0.000000] c0 0 modules : 0xffffffbffc000000 - 0xffffffc000000000 ( 64 MB) [ 0.000000] c0 0 memory : 0xffffffc000000000 - 0xffffffc0fe550000 ( 4069 MB) [ 0.000000] c0 0 .init : 0xffffffc001d33000 - 0xffffffc001dce000 ( 620 KB) [ 0.000000] c0 0 .text : 0xffffffc000080000 - 0xffffffc001d32284 ( 29385 KB) ...
E é assim que um bug parecerá:
[ 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: G W 3.18.24-xxx #1 [ 18.569275] c3 1 Hardware name: Android Device [ 18.577433] c3 1 Call trace: [ 18.580739] c3 1 [<ffffffc00008b32c>] dump_backtrace+0x0/0x2c4 [ 18.586985] c3 1 [<ffffffc00008b600>] show_stack+0x10/0x1c [ 18.592889] c3 1 [<ffffffc001481194>] dump_stack+0x74/0xc8 [ 18.598792] c3 1 [<ffffffc000202ee0>] kasan_report+0x11c/0x4d0 [ 18.605038] c3 1 [<ffffffc00020286c>] __asan_load8+0x20/0x80 [ 18.611115] c3 1 [<ffffffc000bdefe8>] android_verity_ctr+0x8cc/0x1024 [ 18.617976] c3 1 [<ffffffc000bcaa2c>] dm_table_add_target+0x3dc/0x50c [ 18.624832] c3 1 [<ffffffc001bdbe60>] dm_run_setup+0x50c/0x678 [ 18.631082] c3 1 [<ffffffc001bda8c0>] prepare_namespace+0x44/0x1ac [ 18.637676] c3 1 [<ffffffc001bda170>] kernel_init_freeable+0x328/0x364 [ 18.644625] c3 1 [<ffffffc001478e20>] kernel_init+0x10/0xd8 [ 18.650613] c3 1 ==================================================================
Além disso, se os módulos estiverem ativados em seu kernel, você pode carregar o módulo de kernel test_kasan para testes adicionais. O módulo tenta acessos de memória fora dos limites e uso após livre e é útil para garantir que você habilitou corretamente o KASan em um dispositivo de destino.