未定义行为消毒剂 - UBSAN¶

UBSAN是一种动态未定义行为检查工具。

UBSAN使用编译时插桩捕捉未定义行为。编译器在可能导致未定义行为的操作前插入特定检测代码。如果检查失败，即检测到未定义行为，__ubsan_handle_* 函数将被调用打印错误信息。

GCC自4.9.x [1] （详见 -fsanitize=undefined 选项及其子选项）版本后引入这一特性。GCC 5.x 版本实现了更多检查器 [2]。

报告样例¶

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UBSAN: Undefined behaviour in ../include/linux/bitops.h:110:33
shift exponent 32 is to large for 32-bit type 'unsigned int'
CPU: 0 PID: 0 Comm: swapper Not tainted 4.4.0-rc1+ #26
 0000000000000000 ffffffff82403cc8 ffffffff815e6cd6 0000000000000001
 ffffffff82403cf8 ffffffff82403ce0 ffffffff8163a5ed 0000000000000020
 ffffffff82403d78 ffffffff8163ac2b ffffffff815f0001 0000000000000002
Call Trace:
 [<ffffffff815e6cd6>] dump_stack+0x45/0x5f
 [<ffffffff8163a5ed>] ubsan_epilogue+0xd/0x40
 [<ffffffff8163ac2b>] __ubsan_handle_shift_out_of_bounds+0xeb/0x130
 [<ffffffff815f0001>] ? radix_tree_gang_lookup_slot+0x51/0x150
 [<ffffffff8173c586>] _mix_pool_bytes+0x1e6/0x480
 [<ffffffff83105653>] ? dmi_walk_early+0x48/0x5c
 [<ffffffff8173c881>] add_device_randomness+0x61/0x130
 [<ffffffff83105b35>] ? dmi_save_one_device+0xaa/0xaa
 [<ffffffff83105653>] dmi_walk_early+0x48/0x5c
 [<ffffffff831066ae>] dmi_scan_machine+0x278/0x4b4
 [<ffffffff8111d58a>] ? vprintk_default+0x1a/0x20
 [<ffffffff830ad120>] ? early_idt_handler_array+0x120/0x120
 [<ffffffff830b2240>] setup_arch+0x405/0xc2c
 [<ffffffff830ad120>] ? early_idt_handler_array+0x120/0x120
 [<ffffffff830ae053>] start_kernel+0x83/0x49a
 [<ffffffff830ad120>] ? early_idt_handler_array+0x120/0x120
 [<ffffffff830ad386>] x86_64_start_reservations+0x2a/0x2c
 [<ffffffff830ad4f3>] x86_64_start_kernel+0x16b/0x17a
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用法¶

使用如下内核配置启用UBSAN:

CONFIG_UBSAN=y

使用如下内核配置检查整个内核:

CONFIG_UBSAN_SANITIZE_ALL=y

为了在特定文件或目录启动代码插桩，需要在相应的内核Makefile中添加一行类似内容:

单文件（如main.o）:
```
UBSAN_SANITIZE_main.o := y
```
一个目录中的所有文件:
```
UBSAN_SANITIZE := y
```

即使设置了``CONFIG_UBSAN_SANITIZE_ALL=y``，为了避免文件被插桩，可使用:

UBSAN_SANITIZE_main.o := n

与:

UBSAN_SANITIZE := n

未对齐的内存访问检测可通过开启独立选项 - CONFIG_UBSAN_ALIGNMENT 检测。该选项在支持未对齐访问的架构上(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS=y) 默认为关闭。该选项仍可通过内核配置启用，但它将产生大量的UBSAN报告。

The Linux Kernel

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参考文献¶