Las fallas de SIGSEGV con el código 9 (SEGV_MTESERR) o el código 8 (SEGV_MTEAERR) son fallas de etiquetado de memoria. La extensión de etiquetado de memoria (MTE) es una Función Armv9 compatible con Android 12 y versiones posteriores. Es una implementación de hardware de etiquetas memoria. Proporciona protección de memoria detallada para la detección y mitigación de errores de seguridad de la memoria.
En C/C++, un puntero devuelto por una llamada a malloc() o al operador new() o a funciones similares puede solo pueden usarse para acceder a la memoria dentro de los límites de esa asignación, y solo mientras esté activa (no se libere ni se borre). En Android, se usa MTE para detectar incumplimientos de esta regla, denominada en los informes de fallas como "Desbordamiento de búfer"/"Desbordamiento de búfer" y “Usar después de la liberación” problemas.
MTE tiene dos modos: síncrono (o "sincronizado") y asíncrono (o "asíncrono"). El primero tiene más lentamente, pero brinda un diagnóstico más preciso. Este último se ejecuta más rápido, pero solo puede detalles aproximados. Analizaremos ambas por separado, ya que los diagnósticos son ligeramente diferentes.
MTE en modo síncrono
En el modo síncrono ("sincronización") de MTE, SIGSEGV falla con el código 9 (SEGV_MTESERR).
pid: 13935, tid: 13935, name: sanitizer-statu >>> sanitizer-status <<< uid: 0 tagged_addr_ctrl: 000000000007fff3 signal 11 (SIGSEGV), code 9 (SEGV_MTESERR), fault addr 0x800007ae92853a0 Cause: [MTE]: Use After Free, 0 bytes into a 32-byte allocation at 0x7ae92853a0 x0 0000007cd94227cc x1 0000007cd94227cc x2 ffffffffffffffd0 x3 0000007fe81919c0 x4 0000007fe8191a10 x5 0000000000000004 x6 0000005400000051 x7 0000008700000021 x8 0800007ae92853a0 x9 0000000000000000 x10 0000007ae9285000 x11 0000000000000030 x12 000000000000000d x13 0000007cd941c858 x14 0000000000000054 x15 0000000000000000 x16 0000007cd940c0c8 x17 0000007cd93a1030 x18 0000007cdcac6000 x19 0000007fe8191c78 x20 0000005800eee5c4 x21 0000007fe8191c90 x22 0000000000000002 x23 0000000000000000 x24 0000000000000000 x25 0000000000000000 x26 0000000000000000 x27 0000000000000000 x28 0000000000000000 x29 0000007fe8191b70 lr 0000005800eee0bc sp 0000007fe8191b60 pc 0000005800eee0c0 pst 0000000060001000 backtrace: #00 pc 00000000000010c0 /system/bin/sanitizer-status (test_crash_malloc_uaf()+40) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30) #01 pc 00000000000014a4 /system/bin/sanitizer-status (test(void (*)())+132) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30) #02 pc 00000000000019cc /system/bin/sanitizer-status (main+1032) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30) #03 pc 00000000000487d8 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (__libc_init+96) (BuildId: 6ab39e35a2fae7efbe9a04e9bbb14331) deallocated by thread 13935: #00 pc 000000000004643c /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (scudo::Allocator<scudo::AndroidConfig, &(scudo_malloc_postinit)>::quarantineOrDeallocateChunk(scudo::Options, void*, scudo::Chunk::UnpackedHeader*, unsigned long)+688) (BuildId: 6ab39e35a2fae7efbe9a04e9bbb14331) #01 pc 00000000000421e4 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (scudo::Allocator<scudo::AndroidConfig, &(scudo_malloc_postinit)>::deallocate(void*, scudo::Chunk::Origin, unsigned long, unsigned long)+212) (BuildId: 6ab39e35a2fae7efbe9a04e9bbb14331) #02 pc 00000000000010b8 /system/bin/sanitizer-status (test_crash_malloc_uaf()+32) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30) #03 pc 00000000000014a4 /system/bin/sanitizer-status (test(void (*)())+132) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30) allocated by thread 13935: #00 pc 0000000000042020 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (scudo::Allocator<scudo::AndroidConfig, &(scudo_malloc_postinit)>::allocate(unsigned long, scudo::Chunk::Origin, unsigned long, bool)+1300) (BuildId: 6ab39e35a2fae7efbe9a04e9bbb14331) #01 pc 0000000000042394 /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (scudo_malloc+36) (BuildId: 6ab39e35a2fae7efbe9a04e9bbb14331) #02 pc 000000000003cc9c /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (malloc+36) (BuildId: 6ab39e35a2fae7efbe9a04e9bbb14331) #03 pc 00000000000010ac /system/bin/sanitizer-status (test_crash_malloc_uaf()+20) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30) #04 pc 00000000000014a4 /system/bin/sanitizer-status (test(void (*)())+132) (BuildId: 953fc93301472d0b72709b2b9a9f6f30)
Todos los informes de fallas de MTE contienen el volcado de registro y el backtrace habituales para el punto en el que y cómo se detectó el problema. La “Causa:” la línea de un error detectado por MTE contendrá "[MTE]" como en en el ejemplo anterior, junto con más detalles. En este caso, el tipo específico de error detectado fue un “Uso después de la liberación” y el “0 bytes en una asignación de 32 bytes en 0x7ae92853a0” nos dice la y la dirección de la asignación, y el desplazamiento en la asignación a la que intentamos acceder.
Los informes de fallas de MTE también incluyen seguimientos adicionales, no solo el que se realizó desde el punto de detección.
“Usar después de la liberación” agregar "desasignado por" y "asignado por" al volcado de fallas que muestra los seguimientos de pila en el momento en que se desasignó esta memoria (antes de que se usara) y el tiempo que se asignó anteriormente. Estas también indican qué hilo hizo asignar y desasignar. Los tres subprocesos de detección, asignación de subprocesos y desasignación de procesamiento son los mismos en este ejemplo sencillo, pero en casos más complejos del mundo real, esto no es necesariamente cierto, y saber que difieren puede ser una pista importante para encontrar un error relacionado con la simultaneidad.
"Desbordamiento de búfer" y "Subdesbordamiento del búfer" de errores solo proporcionan un campo "asignado por" seguimiento de pila, ya que por definición aún no se ha desasignado (o aparecerán como un "Usar después de la liberación"):
Cause: [MTE]: Buffer Overflow, 0 bytes right of a 32-byte allocation at 0x7ae92853a0 [...] backtrace: [...] allocated by thread 13949:
Observa el uso de la palabra "derecha" Aquí: Significa que te estamos indicando cuántos bytes después del final el acceso incorrecto era de la asignación; un subdesbordamiento diría "izquierda" y sería un número de bytes antes del inicio de la asignación.
Varias causas posibles
A veces, los informes de SEGV_MTESERR contienen la siguiente línea:
Note: multiple potential causes for this crash were detected, listing them in decreasing order of likelihood.
Esto sucede cuando hay varios buenos candidatos para el origen del error y no podemos saber que es la causa real. Imprimimos hasta 3 candidatos de este tipo en el orden de probabilidad aproximado, y dejar el análisis a cargo del usuario.
signal 11 (SIGSEGV), code 9 (SEGV_MTESERR), fault addr 0x400007b43063db5
backtrace:
[stack...]
Note: multiple potential causes for this crash were detected, listing them in decreasing order of probability.
Cause: [MTE]: Use After Free, 5 bytes into a 10-byte allocation at 0x7b43063db0
deallocated by thread 6663:
[stack...]
allocated by thread 6663:
[stack...]
Cause: [MTE]: Use After Free, 5 bytes into a 6-byte allocation at 0x7b43063db0
deallocated by thread 6663:
[stack...]
allocated by thread 6663:
[stack...]
En el ejemplo anterior, detectamos dos asignaciones recientes en la misma dirección de memoria que podrían de acceso a la memoria no válido. Esto puede ocurrir cuando las asignaciones reutilizan memoria libre (por ejemplo, si tienes la secuencia como new, free, new, free, new, free). el acceso a los datos. La asignación más reciente se imprime primero.
Heurística detallada para la determinación de causas
La "Causa" de una falla debe mostrar la asignación de memoria de la que se derivó originalmente el puntero al que se accedió. Desafortunadamente, el hardware de MTE no tiene forma de traducir de un puntero con una etiqueta no coincidente a una asignación. Para explicar una falla de SEGV_MTESERR, Android analiza los siguientes datos:
- La dirección con errores (incluida la etiqueta del puntero)
- Es una lista de asignaciones de montón recientes con seguimientos de pila y etiquetas de memoria.
- Asignaciones actuales cercanas (en vivo) y sus etiquetas de memoria
Cualquier memoria desasignada recientemente en la dirección con errores en la que la etiqueta de memoria coincide con la etiqueta de dirección con errores puede considerarse un posible “uso después de la liberación”. causa de incidentes.
Cualquier memoria activa cercana en la que la etiqueta de memoria coincida con la etiqueta de dirección con errores es un posible “desbordamiento de búfer” (o "Subdesbordamiento del búfer").
Las asignaciones que están más cerca de la falla, ya sea en el tiempo o en el espacio, se consideran más probables que las que están lejos.
Debido a que la memoria desasignada a menudo se reutiliza y la cantidad de valores de etiqueta diferentes es pequeña (menos de 16), no es raro encontrar varios candidatos probables, y no hay forma de encontrar automáticamente la verdadera causa. Este es el motivo por el que, a veces, los informes de MTE enumeran varias causas potenciales.
Se recomienda que el desarrollador de la app analice las causas posibles comenzando por la más probable. A menudo, es fácil filtrar las causas no relacionadas según el seguimiento de pila.
MTE en modo asíncrono
En el modo asíncrono de MTE ("asíncrono"), SIGSEGV falla con el código 8 (SEGV_MTEAERR).
Las fallas de SEGV_MTEAERR no ocurren inmediatamente cuando un programa realiza un acceso no válido a la memoria. El problema se detecta poco después del evento y el programa se cierra en ese momento. Este punto suele ser la próxima llamada al sistema, pero también puede ser una interrupción del temporizador, es decir, cualquier transición del espacio del usuario al kernel.
Las fallas de SEGV_MTEAERR no conservan la dirección de memoria (siempre se muestra como "-------"). El backtrace corresponde al momento en que se detectó la condición (es decir, en la siguiente llamada del sistema o en otro cambio de contexto) y no al momento en que se realizó el acceso no válido.
Esto significa que el nodo "principal" backtrace en una falla de MTE asíncrona generalmente no es relevante. Por lo tanto, las fallas en el modo asíncrono son mucho más difíciles de depurar que las fallas en el modo de sincronización. Se entiende mejor que muestran la existencia de un error de memoria en el código cercano del subproceso determinado. Los registros en la parte inferior del archivo de tombstone pueden proporcionar una pista de lo que sucedió en realidad. De lo contrario, el procedimiento recomendado es reproducir el error en el modo de sincronización y realizar el mejor diagnóstico que proporciona el modo de sincronización.
Temas avanzados
De forma interna, el etiquetado de memoria asigna un valor de etiqueta aleatorio de 4 bits (0..15) a cada asignación de montón. Este valor se almacena en una región de metadatos especial que corresponde a la memoria de montón asignada. El mismo valor se asigna al byte más importante del puntero del montón devuelto por funciones como malloc() o el operador new().
Cuando la verificación de etiquetas está habilitada en el proceso, la CPU compara automáticamente el byte superior del puntero con la etiqueta de memoria de cada acceso a la memoria. Si las etiquetas no coinciden, la CPU señala un error que provoca una falla.
Debido a la cantidad limitada de valores de etiqueta posibles, este enfoque es probabilístico. Es probable que cualquier ubicación de memoria a la que no se pueda acceder con un puntero determinado, como fuera de los límites o después de la desasignación ("puntero fijo"), tenga un valor de etiqueta diferente y cause una falla. Hay una probabilidad de alrededor del 7% de no detectar ningún caso único de un error. Debido a que los valores de las etiquetas se asignan de forma aleatoria, hay una probabilidad independiente del 93% de detectar el error la próxima vez que ocurra.
Los valores de la etiqueta se pueden ver en el campo de dirección con errores y en el volcado de registros, como se destaca a continuación. Esta sección se puede usar para verificar que las etiquetas estén configuradas de manera correcta y ver otras asignaciones de memoria cercanas con el mismo valor de etiqueta, ya que pueden ser causas potenciales del error más allá de las que se indican en el informe. Esperamos que esto sea principalmente útil para las personas que trabajan en la implementación de MTE u otros componentes del sistema de bajo nivel, en lugar de serlo para los desarrolladores.
signal 11 (SIGSEGV), code 9 (SEGV_MTESERR), fault addr 0x0800007ae92853a0 Cause: [MTE]: Use After Free, 0 bytes into a 32-byte allocation at 0x7ae92853a0 x0 0000007cd94227cc x1 0000007cd94227cc x2 ffffffffffffffd0 x3 0000007fe81919c0 x4 0000007fe8191a10 x5 0000000000000004 x6 0000005400000051 x7 0000008700000021 x8 0800007ae92853a0 x9 0000000000000000 x10 0000007ae9285000 x11 0000000000000030 x12 000000000000000d x13 0000007cd941c858 x14 0000000000000054 x15 0000000000000000 x16 0000007cd940c0c8 x17 0000007cd93a1030 x18 0000007cdcac6000 x19 0000007fe8191c78 x20 0000005800eee5c4 x21 0000007fe8191c90 x22 0000000000000002 x23 0000000000000000 x24 0000000000000000 x25 0000000000000000 x26 0000000000000000 x27 0000000000000000 x28 0000000000000000 x29 0000007fe8191b70 lr 0000005800eee0bc sp 0000007fe8191b60 pc 0000005800eee0c0 pst 0000000060001000
Etiquetas de memoria especiales también aparece en el informe de fallas, que muestra etiquetas de memoria alrededor de la dirección de falla. En el siguiente ejemplo, la etiqueta del puntero "4" no coincidió con la etiqueta de memoria "a".
Memory tags around the fault address (0x0400007b43063db5), one tag per 16 bytes: 0x7b43063500: 0 f 0 2 0 f 0 a 0 7 0 8 0 7 0 e 0x7b43063600: 0 9 0 8 0 5 0 e 0 f 0 c 0 f 0 4 0x7b43063700: 0 b 0 c 0 b 0 2 0 1 0 4 0 7 0 8 0x7b43063800: 0 b 0 c 0 3 0 a 0 3 0 6 0 b 0 a 0x7b43063900: 0 3 0 4 0 f 0 c 0 3 0 e 0 0 0 c 0x7b43063a00: 0 3 0 2 0 1 0 8 0 9 0 4 0 3 0 4 0x7b43063b00: 0 5 0 2 0 5 0 a 0 d 0 6 0 d 0 2 0x7b43063c00: 0 3 0 e 0 f 0 a 0 0 0 0 0 0 0 4 =>0x7b43063d00: 0 0 0 a 0 0 0 e 0 d 0 [a] 0 f 0 e 0x7b43063e00: 0 7 0 c 0 9 0 a 0 d 0 2 0 0 0 c 0x7b43063f00: 0 0 0 6 0 b 0 8 0 3 0 0 0 5 0 e 0x7b43064000: 0 d 0 2 0 7 0 a 0 7 0 a 0 d 0 8 0x7b43064100: 0 b 0 2 0 b 0 4 0 1 0 6 0 d 0 4 0x7b43064200: 0 1 0 6 0 f 0 2 0 f 0 6 0 5 0 c 0x7b43064300: 0 1 0 4 0 d 0 6 0 f 0 e 0 1 0 8 0x7b43064400: 0 f 0 4 0 3 0 2 0 1 0 2 0 5 0 6
Las secciones de una tombstone que muestran el contenido de la memoria alrededor de todos los valores de registro también muestran sus valores de etiqueta.
memory near x10 ([anon:scudo:primary]): 0000007b4304a000 7e82000000008101 000003e9ce8b53a0 .......~.S...... 0700007b4304a010 0000200000006001 0000000000000000 .`... .......... 0000007b4304a020 7c03000000010101 000003e97c61071e .......|..a|.... 0200007b4304a030 0c00007b4304a270 0000007ddc4fedf8 p..C{.....O.}... 0000007b4304a040 84e6000000008101 000003e906f7a9da ................ 0300007b4304a050 ffffffff00000042 0000000000000000 B............... 0000007b4304a060 8667000000010101 000003e9ea858f9e ......g......... 0400007b4304a070 0000000100000001 0000000200000002 ................ 0000007b4304a080 f5f8000000010101 000003e98a13108b ................ 0300007b4304a090 0000007dd327c420 0600007b4304a2b0 .'.}......C{... 0000007b4304a0a0 88ca000000010101 000003e93e5e5ac5 .........Z^>.... 0a00007b4304a0b0 0000007dcc4bc500 0300007b7304cb10 ..K.}......s{... 0000007b4304a0c0 0f9c000000010101 000003e9e1602280 ........."`..... 0900007b4304a0d0 0000007dd327c780 0700007b7304e2d0 ..'.}......s{... 0000007b4304a0e0 0d1d000000008101 000003e906083603 .........6...... 0a00007b4304a0f0 0000007dd327c3b8 0000000000000000 ..'.}...........