Linux ASAN 地址消毒

本文介绍了如何在Linux系统中使用地址 sanitizer (ASAN) 工具进行内存错误检测,包括升级GCC、设置编译选项如-fsanitize=address、-fsanitize-recover=address等,以及配置运行时环境变量如LD_PRELOAD和ASAN_OPTIONS以实现错误发生后的继续运行。此外,还提及了内存泄露检测和错误屏蔽等功能。

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0、ASAN github

https://github.com/google/sanitizers/wiki/AddressSanitizer

1、升级GCC

http://mirrors-usa.go-parts.com/gcc/infrastructure/

2、编译选项

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-6.1.0/gcc/Instrumentation-Options.html#Instrumentation-Options

2.1     编译选项说明

Asan本身在发现错误后处理比较简单--终止进程退出。所以修改asan以支持发现错误后继续运行。经过近一个月的持续改进,发现错误继续运行特性已经相对稳定,无论发现多少内存错误,只要不触发异常,都可继续使用。

 

<span style="color:#333333"> ASAN_CFLAGS := -fsanitize=address
 ASAN_CFLAGS += -fsanitize-recover=address
 # conflict to sanitize
 ASAN_CFLAGS += -fno-stack-protector
 # ASAN_CFLAGS += -fgnu89-inline
 # -fvar-tracking is vvvv...very slow
 ASAN_CFLAGS += -fno-var-tracking
 # minimal debuginfo
 ASAN_CFLAGS += -g1
 ASAN_LDFLAGS = -fsanitize=address -g1</span>

 

 

2.1.1       -fsanitize=address

支持应用程序内存越界检测,可检查全局变量、局部变量、堆

<think>我们正在处理一个关于Linux系统中屏幕显示栈帧错误的问题。用户希望了解其原因及解决方法。根据提供的引用,我们可以找到一些线索:引用[1]展示了一个段错误(segfault)的例子,其中包含了错误发生的地址(ip)和堆栈指针(sp)等信息。引用[2]解释了KernelPanic是内核遇到不可恢复错误时的保护机制,类似于用户态的段错误,但发生在内核态。引用[3]提到了性能分析工具perf,可以用于分析程序性能问题,包括可能的错误。引用[4]是关于共享内存的系统调用,可能与内存操作有关,而内存操作错误可能导致栈帧错误。引用[5]提到线程阻塞可能导致CPU占用过高,虽然这里不是直接关于栈帧错误,但线程问题也可能引发错误。栈帧错误(stackframeerror)通常与函数调用时栈的操作有关,例如栈溢出、返回地址被破坏等。在Linux系统中,这类错误通常表现为段错误(SegmentationFault)或总线错误(BusError),有时也会导致内核恐慌(KernelPanic)。可能的原因包括:1.栈溢出(StackOverflow):递归调用过深或局部变量过大,导致栈空间耗尽。2.非法内存访问:如访问已释放的内存、野指针等。3.缓冲区溢出:覆盖了栈上的返回地址或帧指针。4.多线程编程问题:如线程栈空间不足,或线程间共享资源访问冲突。5.编译器或库的bug:但这种情况较为少见。解决方法:1.使用调试工具(如gdb)分析程序崩溃时的堆栈信息。2.使用地址消毒剂(AddressSanitizer,ASan)等工具检测内存错误。3.检查代码中的递归调用和大型局部变量,考虑使用堆分配(malloc)替代。4.对于多线程程序,确保有足够的栈空间(可通过pthread_attr_setstacksize设置)。5.分析核心转储文件(coredump)以获取更多信息。根据引用[1]中的例子,我们可以使用dmesg命令查看内核日志,找到发生错误的程序及错误地址。然后使用gdb等工具进一步分析。步骤建议:1.重现错误,并记录错误信息(如dmesg的输出)。2.如果错误发生在用户程序,使用gdb加载程序(如果有核心转储文件则加载核心转储)进行回溯。3.检查代码中可能的内存访问错误。另外,引用[3]提到的perf工具也可以用于分析,但perf主要用于性能分析,对于此类错误,更常用的是调试工具。如果错误发生在内核模块,则可能需要使用kgdb等内核调试工具。因此,我们给用户的回答可以按照以下结构:1.解释栈帧错误的常见原因。2.提供诊断步骤(使用dmesg,gdb等)。3.提供解决方法(代码检查,工具使用等)。4.如果涉及内核,则说明内核调试的方法。注意:用户的问题中提到了“屏幕显示栈帧错误”,这可能是指控制台或终端上显示的错误信息。所以我们需要针对这种可见的错误信息给出解决方案。考虑到引用[2]提到KernelPanic,如果错误发生在内核态,那么系统可能会崩溃并显示错误信息。如果是用户态程序,则通常只是程序崩溃,系统仍然运行。因此,我们需要区分是用户态程序崩溃还是内核崩溃。根据引用[1]的错误信息,它发生在用户态程序(segfault3[3320]),所以我们可以先假设用户遇到的是用户态程序的栈帧错误。下面我们给出回答。</think>### Linux屏幕显示栈帧错误的原因及解决方法 栈帧错误(Stack Frame Error)通常发生在程序执行过程中,当函数调用栈出现异常时,系统无法正确追踪函数调用关系。这类错误在Linux中常表现为**段错误(Segmentation Fault)** 或 **内核恐慌(Kernel Panic)**,控制台会显示类似`segfault at [地址]`的错误信息[^1][^2]。 #### 常见原因 1. **栈溢出(Stack Overflow)** - 递归调用过深或大型局部变量耗尽栈空间 - 例如:未设置终止条件的递归函数 2. **非法内存访问** - 野指针操作:访问已释放的内存区域 - 缓冲区溢出:数组越界覆盖栈帧中的返回地址 - 示例:`char buffer[8]; strcpy(buffer, "overflow_test");` 3. **编译器/ABI不兼容** - 不同编译器生成的二进制文件混合链接 - 动态库版本冲突(如glibc版本不一致)[^1] 4. **多线程问题** - 线程栈空间不足(默认约8MB) - 线程间共享资源访问冲突[^5] 5. **内核级错误** - 驱动或内核模块破坏栈结构 - 硬件异常(如内存故障)触发Kernel Panic[^2] #### 诊断与解决步骤 ##### 1. 获取错误详情 ```bash dmesg | grep segfault # 查看内核日志中的错误地址 # 示例输出:[17257.502808] segfault3[3320]: segfault at 80484e0 ip 0018506a sp bfc1cd6c error 7 ``` - **关键字段**: - `at 80484e0`:出错的内存地址 - `ip 0018506a`:指令指针位置 - `error 7`:错误类型(7=写保护访问) ##### 2. 使用调试工具分析 **GDB调试**: ```bash gdb ./your_program core # 加载核心转储文件 (gdb) bt # 查看崩溃时的调用栈 (gdb) info registers # 检查寄存器状态 ``` **地址消毒剂(ASan)**: 编译时添加检测工具: ```bash gcc -fsanitize=address -g your_code.c -o output ``` 运行后将直接显示非法内存访问的代码位置。 ##### 3. 解决用户态问题 - **栈溢出**: - 限制递归深度 - 改用堆分配:`malloc()`替代大型局部数组 - 增大栈空间:`ulimit -s 16384`(设为16MB) - **内存错误**: ```c // 错误示例:野指针访问 int *ptr = (int*)0x80484e0; *ptr = 10; // 触发segfault at 80484e0 // 修正:确保指针有效性 int *ptr = malloc(sizeof(int)); if (ptr) *ptr = 10; ``` - **多线程问题**: ```c pthread_attr_t attr; pthread_attr_init(&attr); pthread_attr_setstacksize(&attr, 16*1024*1024); // 设置线程栈为16MB ``` ##### 4. 内核级问题处理 - 检查内核模块: ```bash lsmod # 查看已加载模块 dmesg | grep -i panic # 搜索内核恐慌记录 ``` - 更新有问题的驱动 - 内存硬件检测: ```bash memtester 512M 1 # 测试512MB内存 ``` ##### 5. 性能分析工具 使用`perf`定位瓶颈[^3]: ```bash perf record -g ./your_program # 记录调用图 perf report --sort comm,dso # 分析热点函数 ``` #### 预防措施 1. 编译警告全开:`gcc -Wall -Wextra -Werror` 2. 静态分析:`cppcheck --enable=all your_code.c` 3. 单元测试覆盖边界条件 4. 压力测试:`for i in {1..1000}; do ./program; done` > **关键提示**:当错误信息包含`in libc-X.X.so`时(如引用[1]),优先检查程序与C库的兼容性,或使用`LD_PRELOAD`指定库版本。
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