检查内存的利器AddressSanitizer

最新推荐文章于 2024-07-10 15:11:08 发布

radeyang

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分类专栏：内存越界内存泄露文章标签： c语言 c++ 开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/radeyang/article/details/130181181

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内存越界

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1.AddressSanitizer简介

AddressSanitizer（简称ASan）是一个快速的内存错误检测工具。根据谷歌工程师介绍ASan已经在 chromium 项目上检测出了300多个潜在的未知bug，而且在使用 ASan作为内存错误检测工具对程序性能损耗也是及其可观的。

ASan能够检查内存泄露、越界、未初始化、重复释放、缓冲区溢出、堆栈溢出、野指针、线程死锁等问题。

ASan执行速度非常快，根据检测结果显示可能导致性能降低2倍左右，比Valgrind（官方给的数据大概是降低10-20倍）快了一个数量级。

Asan适用于linux系统，嵌入式linux系统和windows系统

2.在TI TDA2平台上检查内存问题

准备一个测试文件memtest.c，添加如下代码：

#include <stdlib.h>

#include <malloc.h>

#include <string.h>

void test2(){

       int a;

       int *p1 = &a ;

       *p1 = 1;

}

void test(){

       printf("test.\n");

       int *ptr = malloc(sizeof(int)*10);

       ptr[10] = 7;

       free(ptr);

       char *ps;

       ps = (char *)malloc(sizeof(5));

       strcpy(ps,"ABC");

       test2();

}

int main(){

       printf("test memory\n");

       test();

       return 0;

}

该程序有两处错误，ptr[10] = 7动态数组越界，ps没有释放内存。我们来试试ASAN能否找出这些错误。

交叉编译：arm-linux-gnueabihf-gcc memtest.c -fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer-fsanitize-recover=address-o memtest

选项-fsanitize=address表示使用ASAN库，为了在错误信息中让栈追溯信息更友好，可以加上-fno-omit-frame-pointer选项。

在C62板子上运行：./memtest

Asan找到了内存越界的错误heap-buffer-overflow on address 0xb5300ff8 at pc…，位置在第15行。Asan找到一个错误就停止了，修复了该错误需要重新编译运行，找下一个错误。

在C62开发板上运行：

./memtest_g

test memory

test free .

在TI TDA2平台上ASAN没能检查出内存泄露。

3.在Linux平台上检查内存问题

重新编译上节程序在linux PC上运行

内存泄露的问题终于查到了。

非常奇怪asan为什么不会在TI开发板上查内存泄漏，我尝试更换交叉编译器gcc-linaro-6.4.1和gcc-linaro-7.5.0，但是结果是一样的。

结论：asan在TI TDA2平台上不能查出内存泄露问题，但能查内存越界。在linux PC机上都可以。

4.检查堆栈溢出

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <pthread.h>

void *thread_function(void *arg);

char message[] = "Hello World";

int main() {

    int res;

    pthread_t a_thread;

    void *thread_result;

    res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, (void *)message);

    if (res != 0) {

        perror("Thread creation failed");

        exit(EXIT_FAILURE);

    }

    printf("Waiting for thread to finish...\n");

    res = pthread_join(a_thread, &thread_result);

    if (res != 0) {

        perror("Thread join failed");

        exit(EXIT_FAILURE);

    }

    printf("Thread joined, res %d, it returned %s\n", res, (char *)thread_result);

    printf("Message is now %s\n", message);

    exit(EXIT_SUCCESS);

}

void *thread_function(void *arg) {

    thread_function(arg);

}

这个程序的线程入口函数反复调用自己，直到堆栈溢出。

交叉编译：arm-linux-gnueabihf-gcc stack_test.c -fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer-o stack_test -lpthread

运行：./stack_test

ASAN报告stack-overflow on address 0xb4cf8ff8, stack_test.c第28行，报告的错误非常准确。

5.检测结果存入文件

为了将检测结果存入文件，可采用如下命令：

gcc memtest.c -fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer -o memtest

export ASAN_OPTIONS=halt_on_error=0:use_sigaltstack=0:detect_leaks=0:malloc_context_size=15:log_path=./asan.log:suppressions=$SUPP_FILE

./memtest

程序运行后asan的检测结果存放在asan.log.[dddd]中。

halt_on_error原本是控制检测到一处错误时是否停止，但是发现它并不起作用。

6.Asan在C62项目上的实战应用

测试团队报告在道路标定过程中切换dow开关时意外出现进程崩溃现象。我查看了coredump文件，发现竟是dow调用ncnn库时进程终止，然而随后两天反复测试却没有重现。想修复问题却无从下手，ncnn是腾迅的库，究竟是哪里出了问题？猜想可能有内存越界问题。内存越界可能修改了无用的内存，不引发任何问题；但也可能改写了某个模块的数据，造成致命问题，具有一定的偶发性和随机性。可以尝试用asan检查一下。

6.1在OC模块的CMakeList.txt添加下面一行：

set(CMAKE_CXX_FLAGS "-fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer ${CMAKE_CXX_FLAGS}")

模块编译OC，将生成的库上传到/opt/vision_sdk/project/app_libs/目录下
将项目中的ti_components/os_tools/linux/linaro/gcc-linaro-5.3-2016.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib/libasan.so.2.0.0
拷贝到C62开发板的/opt/vision_sdk/project/app_libs/目录下
将app.cfg不必要的模块注掉，例如PasTask ,ApaTask
手动运行apps.out