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

Компания Google публикува инструментите GWPSan, предназначени за откриване на грешки в приложения, компилирани за архитектурите x86-64 и ARM64. GWPSan се изгражда като споделена библиотека, която се свързва по време на стартиране на приложението с помощта на LD_PRELOAD и използва механизми за анализ на работата на програмата, налични в ядрото на Linux, като спиране (PERF_TYPE_BREAKPOINT) и сэмплиране на процеси. Кодът е написан на C++ и е разпространен под лицензия Apache 2.0.

GWPSan е проектиран като модулен фреймуърк, поддържащ свързването на модули с реализации на детектори за различни класове грешки. GWPSan извършва динамичен анализ, активиран чрез обработчици на сигнали, което позволява да се мине без промяна на изпълняващия код на приложението. За ефективната работа на повечето детектори е необходима компилация на приложението с определени флагове на компилатора, добавящи необходимите метаданни. Необходими са поне Clang 18 и ядро на Linux 6.4.

В момента са налични три детектора:

• UAR (Използване след връщане) — открива грешки, причинени от използването на обект в стека след изход от функцията, в която този обект е бил определен. Защитата е организирана чрез прихващане на входящи и изходящи точки за функцията — при вход стека се заменя с копие, което се използва по време на изпълнение на функцията, а при изход старото състояние на стека се възстановява.
• TSan (Thread Sanitizer) — определя състояния на гонка между нишки (Data-race), които възникват, когато различни одновременно изпълнявани нишки могат да четат или променят общи области на паметта, без да използват примитиви за синхронизиране на работата. Защитата е изградена на използване на хардуерни точки на спиране, свързващи се с общите области на паметта. Обработчикът, който сработва, спира изпълнението на нишката за кратък период от време при достъп до паметта и по време на тази пауза проверява дали не е сработила точка на спиране за друга нишка.
• LMSan (Lightweight Memory Sanitizer) — открива използването на неинициализирани данни в паметта. Детекторът е обозначен като експериментален и не се препоръчва за употреба.

GWPSan анализира изпълняемия код на приложението, използвайки рамката DynamoRIO за декодиране на машинния код в абстрактни инструкции ISA, които след това се изпълняват с помощта на еймуляция. Чрез периодични сигнали от таймера се извиква обединен обработчик, който при всяко извикване изпълнява определена част от инструкциите за анализирания поток. При откриване на определени инструкции по време на изпълнението, се активира специфичен за данните инструкции детектор на проблеми, например, за инструкции, които достъпват памет, се активира детектор на състезателни състояния.

Източник: opennet.ru