Google Address Sanitizer 学习

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1. 介绍

AddressSanitizer(ASan)是google开发的一个应用内存检查工具,性能据说比valgrind要好不少,可以配合clang或者GCC编译器使用,GCC需要4.8及以上版本。4.8版本GCC对AddressSanitizer支持有限,功能不太完善,输出的错误信息也不够友好,使用不太方便,建议使用4.9及以上版本。

详细了解AddressSanitizer信息可以访问其github项目地址:

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

参考资料:

C/C++ 内存治理神器 – Google Sanitizers



AddressSanitizer(又名ASan)是C/C++的内存错误检测器。可以检测以下问题:


  1. heap-buffer-overflow 堆溢出错误

  2. heap-use-after-free 释放后使用错误

  3. detected memory leaks 内存泄漏错误

  4. double-free 错误

  5. memcpy-param-overlap 内存拷贝重叠错误

  6. stack-buffer-overflow 栈溢出错误
  7. stack-buffer-underflow 栈缓冲区下溢
  8. stack-use-after-return 在返回后使用堆栈内存
  9. stack-use-after-scope 使用超出范围的堆栈内存
  10. strncat-param-overlap
  11. alloc-dealloc-mismatch 申请和释放API不匹配错误
  12. allocation-size-too-big 错误
  13. calloc-overflow 错误
  14. global-buffer-overflow 全局缓冲区溢出
  15. new-delete-type-mismatch 错误
  16. Initialization order bugs – 初始化顺序bug

示例和类型参考:

AddressSanitizer 错误示例


注意:ASan是运行时的内存检查工具,逻辑代码必须被运行才能有效检测。



2. 使用

在gcc 4.8以上,编译器中带有libasan.a ,编译时加上

CFLAGS += -fsanitize=address  -fno-omit-frame-pointer -fsanitize=leak -static-libasan
LDFLAGS += -fsanitize=address  -fno-omit-frame-pointer -static-libasan
编译,链接时都加上liasan选项。
-fsanitize=address 是开启内存越界检测
-fsanitize=leak 开启内存泄漏检测
-fno-omit-frame-pointer 是去使能栈溢出保护
-static-libasan 是静态链接asan
静态链接的好处是,在编译时gcc会处理好asan,避免动态链接的asan依赖报错



3. 最简单的示例


编译时调用sanitizer


-g

是告诉编译器编译时把符号表等调试信息编译进来


-fsanitize=address

编译标志是告诉编译器编译时调用address sanitizer


-static-libasan

标志是告诉连接器,把address sanitizer库链接进来。

所以使用的时候,如果你的编译分两个命令,注意编译的时候要加

-g -fsanitize

标志。 然后链接的时候要加

-fsanitize -static-libasan

标志。举例如下:

gcc -c main.c -fsanitize=address -g
gcc main.o -o main -fsanitize=address -static-libasan

当然编译命令也可以一步到位如下

gcc main.c -o main -fsanitize=address -static-libasan -g

示例1:test1.cpp

#include <iostream>
int main() {
	int *arr = new int[10];
	int res = arr[10];  // index out of bounds
	std::cout << res << std::endl;
	delete[] arr;
	return 0;                                                                                                                                                             
}

编译:g++ test.cpp -fsanitize=address -static-libasan -g

运行:./a.out

在这里插入图片描述



4. 各类型示例

参考资料:

AddressSanitizer 错误示例

编译:

g++ test.cpp -fsanitize=address -static-libasan -g



heap-use-after-free 释放后使用错误

#include <iostream>
// example1.cpp
// heap-use-after-free error
#include <stdlib.h>

int main() {
  char *x = (char*)malloc(10 * sizeof(char));
  free(x);

  // ...

  return x[5];   // Boom!
}



double free 错误

// example1.cpp
// double-free error
int main() {

    int *x = new int[42];
    delete [] x;

    // ... some complex body of code

    delete [] x;
    return 0;
}



detected memory leaks 内存泄漏错误

#include <iostream>
int main() {
  int *ptr = new int(-1);
  std::cout << *ptr << std::endl;
  // delete ptr;                                                                                                                                                        
  return 0;
}



5. 参考资料


  1. Linux下内存检测工具:asan

  2. C/C++ 内存治理神器 – Google Sanitizers

  3. AddressSanitizer 错误示例

  4. libasan使用和遇到的问题

  5. C++笔记-Asan(address-sanitize)的使用

  6. Address Sanitizer 简介

  7. 【C语言刷LeetCode】Address Sanitizer 常见报错

  8. 使用AddressSanitizer进行内存访问越界检查