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大家好，我是雜燴君。本次我們來(lái)分享一個(gè)開(kāi)發(fā)調(diào)試?yán)鳌猄anitizer。
Sanitizer簡(jiǎn)介
Sanitizer是由Google發(fā)起的開(kāi)源工具集，用于檢測(cè)內(nèi)存泄露等問(wèn)題。
鏈接：https://github.com/google/sanitizers/wiki/
它包括了AddressSanitizer、MemorySanitizer、ThreadSanitizer、LeakSanitizer等多種工具。這些工具最初是LLVM項(xiàng)目的一部分，后來(lái)也被GNU的GCC編譯器支持。從GCC的4.8版本開(kāi)始，就已經(jīng)支持AddressSanitizer和ThreadSanitizer，而4.9版本則開(kāi)始支持LeakSanitizer。
Sanitizer使用
1、AddressSanitizer的使用例子
AddressSanitizer(ASan) 是一個(gè)快速內(nèi)存檢測(cè)器，可以檢測(cè)出緩沖區(qū)溢出、使用已釋放內(nèi)存等問(wèn)題。編譯時(shí)帶上參數(shù) -fsanitize=address及-g。
（1）捕捉棧緩沖區(qū)溢出問(wèn)題：
AddressSanitizer.c：
//?微信公眾號(hào)：嵌入式大雜燴
#include?<stdlib.h>
void?test_func(void)
{
????int?a[6]?=?{0};
????int?b?=?a[6];????//?棧緩沖區(qū)溢出
}?????????????????????
int?main(int?argc,?char?**argv)
{
?test_func();
?return?0;
}
編譯、運(yùn)行：
gcc?AddressSanitizer.c?-fsanitize=address?-g?-o?AddressSanitizer
執(zhí)行結(jié)果分析：
觸發(fā)了檢測(cè)錯(cuò)誤級(jí)別，終止程序并給出了程序運(yùn)行異常的原因及異常的代碼位置。
（2）捕捉使用已釋放內(nèi)存問(wèn)題：
ThreadSanitizer.c：
//?微信公眾號(hào)：嵌入式大雜燴
#include?<stdlib.h>
void?test_func(void)
{
????char?*p?=?malloc(10);
????p[0]?=?1;
????free(p);
????p[0]?=?1;??//?使用已釋放內(nèi)存
}?????????????????????
int?main(int?argc,?char?**argv)
{
?test_func();
?return?0;
}
2、ThreadSanitizer的使用例子
ThreadSanitizer(TSan) 是一個(gè)數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)器，可以用來(lái)分析線程競(jìng)態(tài)、死鎖等線程相關(guān)問(wèn)題。編譯時(shí)帶上參數(shù) -fsanitize=thread及-g。
捕捉 線程間數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng) 問(wèn)題：
//?微信公眾號(hào)：嵌入式大雜燴
#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
int?g_counter?=?0;??//?thread1、thread2競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)據(jù)
void?*increment(void?*arg)
{
????g_counter++;
}
void?*decrement(void?*arg)
{
????g_counter--;
}
void?test_func(void)
{
????pthread_t?thread1,?thread2;
????pthread_create(&thread1,?NULL,?increment,?NULL);
????pthread_create(&thread2,?NULL,?decrement,?NULL);
????pthread_join(thread1,?NULL);
????pthread_join(thread2,?NULL);
????printf("Counter?value:?%dn",?g_counter);
}
int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????test_func();
????return?0;
}
編譯、運(yùn)行：
gcc?ThreadSanitizer.c?-fsanitize=thread?-g?-pthread?-o?ThreadSanitizer
執(zhí)行結(jié)果分析：
觸發(fā)了檢測(cè)警告級(jí)別，程序仍能運(yùn)行，并給出了程序運(yùn)行有風(fēng)險(xiǎn)的原因及有風(fēng)險(xiǎn)的代碼位置。
3、程序中同時(shí)存在多處風(fēng)險(xiǎn)？
上面的例子分別使用AddressSanitizer檢測(cè)器與ThreadSanitizer檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)對(duì)應(yīng)的異常，可以較為精準(zhǔn)地檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的異常。
如果程序中同時(shí)存在多處風(fēng)險(xiǎn)呢？
這也是比較貼近我們的實(shí)際應(yīng)用的，畢竟我們并不知道我們的代碼里有哪些可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。這種情況我們要怎么檢測(cè)？
編譯時(shí)能同時(shí)帶上多個(gè)-fsanitize參數(shù)調(diào)用多個(gè)檢測(cè)器嗎？
可以同時(shí)帶，但有些檢測(cè)器不能同時(shí)使用。
AddressSanitizer與ThreadSanitizer檢測(cè)器不能同時(shí)使用。
但是，假如我們的程序中恰好存在address異常與thread異常呢，單獨(dú)使用AddressSanitizer檢測(cè)器、ThreadSanitizer檢測(cè)器的表現(xiàn)是怎樣的？
比如，我們把上面3個(gè)例子的代碼放在一起：
test.c：
//?微信公眾號(hào)：嵌入式大雜燴
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<pthread.h>
int?g_counter?=?0;??//?thread1、thread2競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)據(jù)
void?*increment(void?*arg)
{
????g_counter++;
}
void?*decrement(void?*arg)
{
????g_counter--;
}
//?測(cè)試：資源競(jìng)爭(zhēng)
void?test_func(void)
{
????pthread_t?thread1,?thread2;
????pthread_create(&thread1,?NULL,?increment,?NULL);
????pthread_create(&thread2,?NULL,?decrement,?NULL);
????pthread_join(thread1,?NULL);
????pthread_join(thread2,?NULL);
????printf("Counter?value:?%dn",?g_counter);
}
//?測(cè)試：使用已釋放內(nèi)存
void?test_func1(void)
{
????char?*p?=?malloc(10);
????printf("This?is?test_func1n");
????p[0]?=?1;
????free(p);
????p[0]?=?1;??//?使用已釋放內(nèi)存
}?????
//?測(cè)試：棧緩沖區(qū)溢出
void?test_func2(void)
{
????int?a[6]?=?{0};
????int?b?=?a[6];????//?棧緩沖區(qū)溢出
}?????
int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????test_func();
????test_func1();
?test_func2();
????return?0;
}
帶-fsanitize=thread參數(shù)編譯、運(yùn)行：
執(zhí)行結(jié)果分析：
ThreadSanitizer檢測(cè)器能正常檢測(cè)出資源競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題，也檢測(cè)出了test_func1中的使用已釋放的堆內(nèi)存的問(wèn)題并以警告級(jí)別報(bào)告，但沒(méi)有檢測(cè)出test_func2的棧緩沖區(qū)溢出問(wèn)題。
是不是因?yàn)閠est_func2運(yùn)行在test_func1后面了，所以test_func2的異常沒(méi)有被ThreadSanitizer檢測(cè)器檢測(cè)出來(lái)？
我們調(diào)換個(gè)位置看看：
int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????test_func();
?test_func2();
????test_func1();
????return?0;
}
顯然，執(zhí)行結(jié)果還是一樣的，test_func2的棧緩沖區(qū)溢出問(wèn)題還是沒(méi)有被ThreadSanitizer檢測(cè)器檢測(cè)出來(lái)。
所以，大致得出結(jié)論：當(dāng)程序里存在thread異常與address異常時(shí)，使用ThreadSanitizer檢測(cè)器能準(zhǔn)確檢測(cè)到thread異常，能檢測(cè)到部分address異常。
帶-fsanitize=address參數(shù)編譯、運(yùn)行：
執(zhí)行順序：
int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????test_func();
????test_func1();
????test_func2();
????return?0;
}
執(zhí)行結(jié)果分析：
AddressSanitizer檢測(cè)器檢測(cè)到了test_func1中的已使用釋放的堆內(nèi)存的異常并以錯(cuò)誤級(jí)別報(bào)告，并終止了程序；沒(méi)有檢測(cè)到test_func的資源競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)；也沒(méi)有檢測(cè)到test_func2的棧緩沖區(qū)溢出的問(wèn)題，因?yàn)閳?zhí)行到test_func1的時(shí)候程序已經(jīng)被終止了，如果把test_func2放在test_func1之前運(yùn)行，就能檢測(cè)到test_func2的異常。
結(jié)論：當(dāng)程序里存在thread異常與address異常時(shí)，使用AddressSanitizer檢測(cè)器能準(zhǔn)確檢測(cè)到第一個(gè)觸發(fā)的address異常，不能檢測(cè)到thread異常。
如果程序中存在多種可能存在的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要使用多個(gè)檢測(cè)器單獨(dú)挨個(gè)檢測(cè)。每個(gè)檢測(cè)器都有其擅長(zhǎng)檢測(cè)的方面，可以經(jīng)過(guò)初步分析之后確定大致地方向，選擇適合地檢測(cè)器來(lái)做檢測(cè)。
以上就是關(guān)于Sanitizer的一些簡(jiǎn)單介紹及使用的分享，更多的關(guān)于Sanitizer的資料可查閱：https://github.com/google/sanitizers/wiki/
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