嵌入式 Linux 系统工程 100：ASan、UBSan 与内存错误

第 100 / 120 课 · 调试与性能工具。返回课程合集。

机制与资源关系

ASan 检测多类越界和释放后使用，UBSan 检测部分未定义行为。它们需要工具链与运行库支持，覆盖不到所有逻辑错误。内存错误报告中的首次异常通常比后续连锁崩溃更有价值。

ASan、UBSan 与内存错误的观察路径

实际用法与观察入口

以下是操作说明；先确认执行环境、工具帮助和目标对象。设备名、PID、地址及项目名示例需要按实际替换，不能将整段命令当通用板端脚本执行。

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# 在主机测试自有代码，先运行正常输入
cc -g -O1 -fsanitize=address,undefined -fno-omit-frame-pointer main.c -o demo
./demo

输出解读与排查顺序

对输入长度、索引和整数运算分别建立边界测试。sanitizer 运行会增加资源使用，嵌入式板内存不足时可先验证可移植模块，再在目标工具链补充。

情境推演

正常输入通过 ASan，超长输入才触发越界，说明验证覆盖依赖输入集。修复应检查长度契约并增加边界用例，不只是把数组改大到当前样例能放下。

练习与参考分析

把解析器的长度检查写在复制前，测试空输入、边界长度和超长输入。参考结论：正常样例没有报告不能证明任意输入安全，需覆盖失败路径。

独立实验包

主机 ASan+UBSan 构建和边界输入验证；没有故意触发越界，不代表覆盖任意输入或真实板端。

本课独立 C 实验

查看完整代码：main.c

#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

#define CHECK(x) do { if (!(x)) { fprintf(stderr, "check failed: %s at line %d (errno=%d)\n", #x, __LINE__, errno); exit(EXIT_FAILURE); } } while (0)

static int copy_payload(char *dst,size_t capacity,const char *src,size_t length) {
    if (length >= capacity) return -1;
    memcpy(dst,src,length); dst[length]='\0'; return 0;
}
int main(void) {
    char target[8];
    CHECK(copy_payload(target,sizeof(target),"",0) == 0 && target[0] == '\0');
    CHECK(copy_payload(target,sizeof(target),"1234567",7) == 0);
    CHECK(strcmp(target,"1234567") == 0);
    CHECK(copy_payload(target,sizeof(target),"12345678",8) == -1);
    puts("empty, boundary and oversized input checked; no intentional invalid memory access");
    return 0;
}

下载代码

在项目根目录执行；下载包解压后，在解压目录执行 sh run.sh。

cd 'content/posts/驱动、bootloader、文件系统/嵌入式Linux系统工程/100-ASan、UBSan 与内存错误/code' && sh run.sh

官方资料与版本边界

本课参考资料

内核、工具和厂商 BSP 的支持范围需分别核对。参考资料可能对应较新版本；不要据此推定旧 BSP 支持所有接口。

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