The Kernel Address Sanitizer (KASAN)

KernelAddressSANitizer（KASAN）是动态内存错误检测器。它提供了一种快速而全面的解决方案，以查找无用后使用和越界错误。

KASAN使用编译时工具来检查每个内存访问，因此您将需要GCC 4.9.2或更高版本。需要GCC 5.0或更高版本才能检测对堆栈或全局变量的越界访问。

使用方法

在内核中开启 KASAN:

CONFIG_KASAN = y

并在CONFIG_KASAN_OUTLINE和CONFIG_KASAN_INLINE之间选择。 Outline和inline是编译器检测类型。 前者产生较小的二进制文件，而后者则快1.1-2倍。 内联检测需要GCC 5.0或更高版本。

KASAN可与SLUB和SLAB内存分配器一起使用。 为了更好地检测错误和更好地报告，请启用CONFIG_STACKTRACE。

要禁用特定文件或目录的检测，请在相应的内核Makefile中添加类似于以下内容的行：

  • 对于单个文件 (譬如: main.o)
KASAN_SANITIZE_main.o := n
  • 对于一个目录中的所有文件
KASAN_SANITIZE := n

出错报告

典型的越界访问报告如下所示：

==================================================================
BUG: AddressSanitizer: out of bounds access in kmalloc_oob_right+0x65/0x75 [test_kasan] at addr ffff8800693bc5d3
Write of size 1 by task modprobe/1689
=============================================================================
BUG kmalloc-128 (Not tainted): kasan error
-----------------------------------------------------------------------------

Disabling lock debugging due to kernel taint
INFO: Allocated in kmalloc_oob_right+0x3d/0x75 [test_kasan] age=0 cpu=0 pid=1689
 __slab_alloc+0x4b4/0x4f0
 kmem_cache_alloc_trace+0x10b/0x190
 kmalloc_oob_right+0x3d/0x75 [test_kasan]
 init_module+0x9/0x47 [test_kasan]
 do_one_initcall+0x99/0x200
 load_module+0x2cb3/0x3b20
 SyS_finit_module+0x76/0x80
 system_call_fastpath+0x12/0x17
INFO: Slab 0xffffea0001a4ef00 objects=17 used=7 fp=0xffff8800693bd728 flags=0x100000000004080
INFO: Object 0xffff8800693bc558 @offset=1368 fp=0xffff8800693bc720

Bytes b4 ffff8800693bc548: 00 00 00 00 00 00 00 00 5a 5a 5a 5a 5a 5a 5a 5a  ........ZZZZZZZZ
Object ffff8800693bc558: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc568: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc578: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc588: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc598: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc5a8: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc5b8: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b  kkkkkkkkkkkkkkkk
Object ffff8800693bc5c8: 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b 6b a5  kkkkkkkkkkkkkkk.
Redzone ffff8800693bc5d8: cc cc cc cc cc cc cc cc                          ........
Padding ffff8800693bc718: 5a 5a 5a 5a 5a 5a 5a 5a                          ZZZZZZZZ
CPU: 0 PID: 1689 Comm: modprobe Tainted: G    B          3.18.0-rc1-mm1+ #98
 ffff8800693bc000 0000000000000000 ffff8800693bc558 ffff88006923bb78
 ffffffff81cc68ae 00000000000000f3 ffff88006d407600 ffff88006923bba8
 ffffffff811fd848 ffff88006d407600 ffffea0001a4ef00 ffff8800693bc558
Call Trace:
 [<ffffffff81cc68ae>] dump_stack+0x46/0x58
 [<ffffffff811fd848>] print_trailer+0xf8/0x160
 [<ffffffffa00026a7>] ? kmem_cache_oob+0xc3/0xc3 [test_kasan]
 [<ffffffff811ff0f5>] object_err+0x35/0x40
 [<ffffffffa0002065>] ? kmalloc_oob_right+0x65/0x75 [test_kasan]
 [<ffffffff8120b9fa>] kasan_report_error+0x38a/0x3f0
 [<ffffffff8120a79f>] ? kasan_poison_shadow+0x2f/0x40
 [<ffffffff8120b344>] ? kasan_unpoison_shadow+0x14/0x40
 [<ffffffff8120a79f>] ? kasan_poison_shadow+0x2f/0x40
 [<ffffffffa00026a7>] ? kmem_cache_oob+0xc3/0xc3 [test_kasan]
 [<ffffffff8120a995>] __asan_store1+0x75/0xb0
 [<ffffffffa0002601>] ? kmem_cache_oob+0x1d/0xc3 [test_kasan]
 [<ffffffffa0002065>] ? kmalloc_oob_right+0x65/0x75 [test_kasan]
 [<ffffffffa0002065>] kmalloc_oob_right+0x65/0x75 [test_kasan]
 [<ffffffffa00026b0>] init_module+0x9/0x47 [test_kasan]
 [<ffffffff810002d9>] do_one_initcall+0x99/0x200
 [<ffffffff811e4e5c>] ? __vunmap+0xec/0x160
 [<ffffffff81114f63>] load_module+0x2cb3/0x3b20
 [<ffffffff8110fd70>] ? m_show+0x240/0x240
 [<ffffffff81115f06>] SyS_finit_module+0x76/0x80
 [<ffffffff81cd3129>] system_call_fastpath+0x12/0x17
Memory state around the buggy address:
 ffff8800693bc300: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc
 ffff8800693bc380: fc fc 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 fc
 ffff8800693bc400: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc
 ffff8800693bc480: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc
 ffff8800693bc500: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc 00 00 00 00 00
>ffff8800693bc580: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 fc fc fc fc fc
                                             ^
 ffff8800693bc600: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc
 ffff8800693bc680: fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc fc
 ffff8800693bc700: fc fc fc fc fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb
 ffff8800693bc780: fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb
 ffff8800693bc800: fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb fb
==================================================================

该报告的标题描述了发生了哪种错误以及导致这种错误的访问方式。后面是对访问的slub对象的描述（有关详细信息，请参见 Documentation/vm/slub.txt 中的 “ SLUB调试输出” 部分）以及对访问的内存页面的描述。

在最后一部分中，报告显示访问地址周围的内存状态。阅读此部分需要对KASAN的工作方式有一些了解。

存储器的每8个对齐字节的状态被编码在一个影子字节中。这8个字节可以访问，部分访问，释放或为redzone。对于每个影子字节，我们使用以下编码：0表示相应存储区的所有8个字节均可访问； N（1 <= N <= 7）表示前N个字节是可访问的，而其他（8-N）个字节则不可访问；任何负值表示整个8字节字不可访问。我们使用不同的负值来区分不同类型的不可访问的内存，例如Redzone或释放的内存（请参见mm / kasan / kasan.h）。

在报告上方的箭头指向影子字节03，这意味着被访问的地址可以部分访问。

本文参考： https://www.kernel.org/doc/html/v4.14/dev-tools/kasan.html

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