Similmente ai disinfettanti basati su LLVM per i componenti dello spazio utente, Android include Kernel Address Sanitizer (KASAN). KASAN è una combinazione di modifiche al kernel e in fase di compilazione che si traducono in un sistema strumentato che consente una più semplice individuazione dei bug e un'analisi delle cause principali.
KASAN può rilevare molti tipi di violazioni della memoria nel kernel. Può anche rilevare letture e scritture fuori limite su variabili stack, heap e globali e può rilevare use after-free e double free.
Similmente ad ASAN, KASAN utilizza una combinazione di strumentazione con funzioni di memoria in fase di compilazione e memoria shadow per tenere traccia degli accessi alla memoria in fase di esecuzione. In KASAN, un ottavo dello spazio di memoria del kernel è dedicato alla memoria shadow, che determina se un accesso alla memoria è valido o meno.
KASAN è supportato sulle architetture x86_64 e arm64. Fa parte del kernel upstream dalla versione 4.0 ed è stato eseguito il backport sui kernel basati su Android 3.18.
Oltre a KASAN, kcov è un'altra modifica del kernel utile per i test. kcov è stato sviluppato per consentire il test fuzz guidato dalla copertura nel kernel. Misura la copertura in termini di input syscall ed è utile con i sistemi fuzzing, come syzkaller .
Implementazione
Per compilare un kernel con KASAN e kcov abilitati, aggiungi i seguenti flag di build alla configurazione di build del kernel:
CONFIG_KASAN CONFIG_KASAN_INLINE CONFIG_TEST_KASAN CONFIG_KCOV CONFIG_SLUB CONFIG_SLUB_DEBUG CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE
E rimuovendo quanto segue:
CONFIG_SLUB_DEBUG_ON CONFIG_SLUB_DEBUG_PANIC_ON CONFIG_KASAN_OUTLINE CONFIG_KERNEL_LZ4
Quindi compila e esegui il flashing del kernel come al solito. Il kernel KASAN è notevolmente più grande dell'originale. Se necessario, modificare i parametri di avvio e le impostazioni del bootloader per tenerne conto.
Dopo aver flashato il kernel, controlla i log di avvio del kernel per vedere se KASAN è abilitato e in esecuzione. Il kernel si avvierà con le informazioni sulla mappa di memoria per KASAN, come:
... [ 0.000000] c0 0 Virtual kernel memory layout: [ 0.000000] c0 0 kasan : 0xffffff8000000000 - 0xffffff9000000000 ( 64 GB) [ 0.000000] c0 0 vmalloc : 0xffffff9000010000 - 0xffffffbdbfff0000 ( 182 GB) [ 0.000000] c0 0 vmemmap : 0xffffffbdc0000000 - 0xffffffbfc0000000 ( 8 GB maximum) [ 0.000000] c0 0 0xffffffbdc0000000 - 0xffffffbdc3f95400 ( 63 MB actual) [ 0.000000] c0 0 PCI I/O : 0xffffffbffa000000 - 0xffffffbffb000000 ( 16 MB) [ 0.000000] c0 0 fixed : 0xffffffbffbdfd000 - 0xffffffbffbdff000 ( 8 KB) [ 0.000000] c0 0 modules : 0xffffffbffc000000 - 0xffffffc000000000 ( 64 MB) [ 0.000000] c0 0 memory : 0xffffffc000000000 - 0xffffffc0fe550000 ( 4069 MB) [ 0.000000] c0 0 .init : 0xffffffc001d33000 - 0xffffffc001dce000 ( 620 KB) [ 0.000000] c0 0 .text : 0xffffffc000080000 - 0xffffffc001d32284 ( 29385 KB) ...
Ed ecco come apparirà un bug:
[ 18.539668] c3 1 ================================================================== [ 18.547662] c3 1 BUG: KASAN: null-ptr-deref on address 0000000000000008 [ 18.554689] c3 1 Read of size 8 by task swapper/0/1 [ 18.559988] c3 1 CPU: 3 PID: 1 Comm: swapper/0 Tainted: G W 3.18.24-xxx #1 [ 18.569275] c3 1 Hardware name: Android Device [ 18.577433] c3 1 Call trace: [ 18.580739] c3 1 [<ffffffc00008b32c>] dump_backtrace+0x0/0x2c4 [ 18.586985] c3 1 [<ffffffc00008b600>] show_stack+0x10/0x1c [ 18.592889] c3 1 [<ffffffc001481194>] dump_stack+0x74/0xc8 [ 18.598792] c3 1 [<ffffffc000202ee0>] kasan_report+0x11c/0x4d0 [ 18.605038] c3 1 [<ffffffc00020286c>] __asan_load8+0x20/0x80 [ 18.611115] c3 1 [<ffffffc000bdefe8>] android_verity_ctr+0x8cc/0x1024 [ 18.617976] c3 1 [<ffffffc000bcaa2c>] dm_table_add_target+0x3dc/0x50c [ 18.624832] c3 1 [<ffffffc001bdbe60>] dm_run_setup+0x50c/0x678 [ 18.631082] c3 1 [<ffffffc001bda8c0>] prepare_namespace+0x44/0x1ac [ 18.637676] c3 1 [<ffffffc001bda170>] kernel_init_freeable+0x328/0x364 [ 18.644625] c3 1 [<ffffffc001478e20>] kernel_init+0x10/0xd8 [ 18.650613] c3 1 ==================================================================
Inoltre, se i moduli sono abilitati nel tuo kernel, puoi caricare il modulo del kernel test_kasan per ulteriori test. Il modulo tenta accessi alla memoria fuori limite e use-after-free ed è utile per garantire di aver abilitato correttamente KASan su un dispositivo di destinazione.