OpenHarmony（鸿蒙南向开发）——轻量系统内核（LiteOS-M）【LMS调测】

基本概念

LMS（Lite Memory Sanitizer）是一种实时检测内存操作合法性的调测工具。LMS能够实时检测缓冲区溢出（buffer overflow），释放后使用（use after free) 和重复释放（double free), 在异常发生的第一时间通知操作系统，结合backtrace等定位手段，能准确定位到产生内存问题的代码行，极大提升内存问题定位效率。

OpenHarmony LiteOS-M内核的LMS模块提供下面几种功能：

• 支持多内存池检测。

• 支持LOS_MemAlloc、LOS_MemAllocAlign、LOS_MemRealloc申请出的内存检测。

• 支持安全函数的访问检测（默认开启）。

• 支持libc 高频函数的访问检测，包括：memset、memcpy、memmove、strcat、strcpy、strncat、strncpy。

运行机制

LMS使用影子内存映射标记系统内存的状态，一共可标记为三个状态：可读写，不可读写，已释放。影子内存存放在内存池的尾部。

• 内存从堆上申请后，会将数据区的影子内存设置为“可读写”状态，并将头结点区的影子内存设置为“不可读写”状态。

• 内存在堆上被释放时，会将被释放内存的影子内存设置为“已释放”状态。

• 编译代码时，会在代码中的读写指令前插入检测函数，对地址的合法性进行检验。主要是检测访问内存的影子内存的状态值，若检测到影子内存为不可读写，则会报溢出错误；若检测到影子内存为已释放，则会报释放后使用错误。

• 在内存释放时，会检测被释放地址的影子内存状态值，若检测到影子内存非可读写，则会报重复释放错误。

接口说明

OpenHarmony LiteOS-M内核的LMS模块提供下面几种功能，接口详细信息可以查看 API 参考。

表1 LMS模块接口说明

功能分类	接口名	描述
添加指定内存池被检测	LOS_LmsCheckPoolAdd	将指定内存池的地址范围添加到LMS的内存检测链表上，当访问的地址在链表范围内时，LMS才进行合法性校验；且LOS_MemInit接口会调用该接口，默认将初始化的内存池挂入到检测链表中。
删除指定内存池不被检测	LOS_LmsCheckPoolDel	不检测指定内存池地址范围内的合法性校验。
使能指定内存段锁保护	LOS_LmsAddrProtect	为某段内存地址上锁，设置为不可读写，一旦访问则报错。
去能指定内存段锁保护	LOS_LmsAddrDisableProtect	为某段内存地址解锁，设置为可读写。

开发指导

开发流程

开启LMS调测的典型流程如下：

1. 配置LMS模块相关宏。 配置LMS控制宏LOSCFG_KERNEL_LMS，默认关，在kernel/liteos_m目录下执行 make menuconfig命令配置"Kernel->Enable Lite Memory Sanitizer"中打开YES（如果没有这个选项，需要先勾选Enable Backtrace）：

宏	menuconfig选项	含义	取值
LOSCFG_KERNEL_LMS	Enable Lms Feature	Lms模块的裁剪开关	YES/NO
LOSCFG_LMS_MAX_RECORD_POOL_NUM	Lms check pool max num	LMS支持的检测内存池最大个数	INT
LOSCFG_LMS_LOAD_CHECK	Enable lms read check	LMS内存读检测的裁剪开关	YES/NO
LOSCFG_LMS_STORE_CHECK	Enable lms write check	LMS内存写检测的裁剪开关	YES/NO
LOSCFG_LMS_CHECK_STRICT	Enable lms strict check, byte-by-byte	LMS内存逐字节严格检测的裁剪开关	YES/NO

2. 在被检测模块的编译脚本中，修改编译选项。 增加LMS检测编译选项-fsanitize=kernel-address。为避免编译器优化，增加-O0编译选项。

gcc与clang编译选项存在差异，参照如下示例：

    if ("$ohos_build_compiler_specified"