Подобно дезинфицирующим средствам на основе LLVM для компонентов пользовательского пространства, Android включает в себя Kernel Address Sanitizer (KASAN). KASAN представляет собой комбинацию модификаций ядра и времени компиляции, в результате которых создается инструментированная система, позволяющая упростить обнаружение ошибок и анализ первопричин.
KASAN может обнаруживать многие типы нарушений памяти в ядре. Он также может обнаруживать операции чтения и записи за пределами границ стека, кучи и глобальных переменных, а также определять использование после освобождения и двойное освобождение.
Подобно ASAN, KASAN использует комбинацию инструментов функций памяти во время компиляции и теневой памяти для отслеживания доступа к памяти во время выполнения. В KASAN восьмая часть памяти ядра отведена под теневую память, которая определяет, действителен доступ к памяти или нет.
KASAN поддерживается на архитектурах x86_64 и Arm64. Он был частью исходного ядра начиная с версии 4.0 и был перенесен в ядра на базе Android 3.18.
Помимо KASAN, kcov — еще одна модификация ядра, полезная для тестирования. kcov был разработан для обеспечения возможности фазз-тестирования с учетом покрытия в ядре. Он измеряет покрытие с точки зрения входных данных системных вызовов и полезен в системах фаззинга, таких как syzkaller .
Выполнение
Чтобы скомпилировать ядро с включенными KASAN и kcov, добавьте следующие флаги сборки в конфигурацию сборки ядра:
CONFIG_KASAN CONFIG_KASAN_INLINE CONFIG_TEST_KASAN CONFIG_KCOV CONFIG_SLUB CONFIG_SLUB_DEBUG CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE
И удаляем следующее:
CONFIG_SLUB_DEBUG_ON CONFIG_SLUB_DEBUG_PANIC_ON CONFIG_KASAN_OUTLINE CONFIG_KERNEL_LZ4
Затем соберите и прошейте ядро как обычно. Ядро KASAN значительно больше оригинального. При необходимости измените любые параметры загрузки и настройки загрузчика, приняв это во внимание.
После прошивки ядра проверьте журналы загрузки ядра, чтобы убедиться, что KASAN включен и работает. Ядро запустится с информацией о карте памяти для KASAN, например:
... [ 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) ...
А вот как будет выглядеть ошибка:
[ 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 ==================================================================
Кроме того, если в вашем ядре включены модули, вы можете загрузить модуль ядра test_kasan для дальнейшего тестирования. Модуль пытается получить доступ к памяти за пределами ее границ и использовать ее после освобождения и полезен для обеспечения правильного включения KASan на целевом устройстве.