Google публикува GWPSan, инструмент за откриване на грешки по време на изпълнението на приложения

Компанията Google публикува изходния код на инструмента GWPSan, предназначен за откриване на грешки по време на изпълнението на приложения, събрани за архитектури x86-64 и ARM64. GWPSan се изгражда като споделена библиотека, която се свързва при стартиране на приложението с помощта на LD_PRELOAD и използва за анализ на работата на програмата наличните в ядрото на Linux механизми за спиране (PERF_TYPE_BREAKPOINT) и семплиране на процесите. Кодът е написан на C++ и се разпространява под лицензия Apache 2.0.

GWPSan е оформен като модулна рамка, поддържаща свързването на модули с реализации на детектори за различни класове грешки. GWPSan извършва динамичен анализ, активиран чрез обработчици на сигнали, което позволява да не се променя изпълнимият код на приложението. За ефективната работа на повечето детектори е необходимо събирането на приложението с определени флагове на компилатора, добавящи нужните метаданни. Необходим е минимум Clang 18 и ядро Linux 6.4.

В момента са налични три детектора:

• UAR (Use-after-return) — открива грешки, предизвикани от използването на обект в стека след изхода от функцията, в която този обект е бил определен. Защитата е организирана чрез прихващане на входните и изходните точки за функцията — при входа стекът се заменя с копие, за да се използва по време на изпълнението на функцията, а при изхода се възстановява старото състояние на стека.
• TSan (Thread Sanitizer) — определя състояния на конкуренция между нишките (Data-race), възникващи, когато различни нишки, изпълнявани паралелно, могат да четат или променят общи области от паметта, без да използват примитиви за синхронизация на работата. Защитата е изградена на основата на използването на хардуерни точки на спиране, свързани с общите области на паметта. Сработващият обработчик за кратък период временно спира изпълнението на нишката при достъп до паметта и по време на тази пауза проверява дали е била сработила точка на спиране за друга нишка.
• LMSan (Lightweight Memory Sanitizer) — определя използването на неинициализирани данни в паметта. Детекторът е отбелязан като експериментален и не се препоръчва за използване.

GWPSan анализира изпълнимия код на програмата, използвайки рамката DynamoRIO за декодиране на машинния код в абстрактни инструкции ISA, които след това се изпълняват с помощта на емулация. Чрез периодични сигнали от таймера се извиква unified обработчик, който при всяко извикване изпълнява определено количество инструкции за анализирания поток. В случай на откриване при изпълнението на определени инструкции, се активира детектор на проблеми, специфициран за данните инструкции, например, за инструкции, които се обръщат към паметта, стартира детектор на състезателни условия.

Източник: opennet.ru