कोड 9 (SEGV_MTESERR) या कोड 8 (SEGV_MTEAERR) के साथ SIGSEGV क्रैश मेमोरी टैगिंग दोष हैं। मेमोरी टैगिंग एक्सटेंशन (MTE) एक Armv9 सुविधा है जो Android 12 और बाद के संस्करणों में समर्थित है। एमटीई टैग की गई मेमोरी का एक हार्डवेयर कार्यान्वयन है। यह मेमोरी सुरक्षा बग का पता लगाने और उन्हें कम करने के लिए बारीक मेमोरी सुरक्षा प्रदान करता है।
C/C++ में, कॉल से Malloc() या ऑपरेटर new() या समान फ़ंक्शंस पर लौटाए गए पॉइंटर का उपयोग केवल उस आवंटन की सीमा के भीतर मेमोरी तक पहुंचने के लिए किया जा सकता है, और केवल तब जब आवंटन जीवित हो (फ्री-एड या नहीं) डिलीट-एड)। एंड्रॉइड में इस नियम के उल्लंघन का पता लगाने के लिए एमटीई का उपयोग किया जाता है, जिसे क्रैश रिपोर्ट में "बफ़र ओवरफ़्लो"/"बफ़र अंडरफ़्लो" और "यूज़ आफ्टर फ्री" मुद्दों के रूप में संदर्भित किया जाता है।
एमटीई के दो मोड हैं: सिंक्रोनस (या "सिंक") और एसिंक्रोनस (या "एसिंक")। पहला अधिक धीरे चलता है लेकिन अधिक सटीक निदान प्रदान करता है। उत्तरार्द्ध तेज़ चलता है, लेकिन केवल अनुमानित विवरण ही दे सकता है। हम दोनों को अलग-अलग कवर करेंगे, क्योंकि डायग्नोस्टिक्स थोड़े अलग हैं।
सिंक्रोनस मोड एमटीई
एमटीई के सिंक्रोनस ("सिंक") मोड में, SIGSEGV कोड 9 (SEGV_MTESERR) के साथ क्रैश हो जाता है।
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)
सभी एमटीई क्रैश रिपोर्ट में उस बिंदु के लिए सामान्य रजिस्टर डंप और बैकट्रेस होता है जहां समस्या का पता चला था। एमटीई द्वारा पाई गई त्रुटि के लिए "कारण:" पंक्ति में अधिक विवरण के साथ ऊपर दिए गए उदाहरण के अनुसार "[एमटीई]" शामिल होगा। इस मामले में, पाई गई विशिष्ट प्रकार की त्रुटि "मुफ्त के बाद उपयोग करें" थी, और "0x7ae92853a0 पर 32-बाइट आवंटन में 0 बाइट्स" हमें आवंटन का आकार और पता बताता है, और आवंटन में ऑफसेट बताता है कि हम पहुँचने का प्रयास किया।
एमटीई क्रैश रिपोर्ट में अतिरिक्त बैकट्रेस भी शामिल हैं, न कि केवल पता लगाने के बिंदु से।
"यूज़ आफ्टर फ्री" त्रुटियां क्रैश डंप में "डीलआलोकेटेड" और "एलोकेटेड बाय" सेक्शन को जोड़ती हैं, जो उस समय के स्टैक ट्रेस दिखाती हैं जब यह मेमोरी डिलीट की गई थी (इससे पहले कि इसका उपयोग किया गया था!), और वह समय जब इसे पहले आवंटित किया गया था। ये आपको यह भी बताते हैं कि किस थ्रेड ने आवंटन/डीललोकेशन किया। इस सरल उदाहरण में थ्रेड का पता लगाना, थ्रेड आवंटित करना और थ्रेड डीलोकेट करना तीनों समान हैं, लेकिन अधिक जटिल वास्तविक दुनिया के मामलों में यह आवश्यक रूप से सत्य नहीं है, और यह जानना कि वे भिन्न हैं, एक समवर्ती खोजने में एक महत्वपूर्ण सुराग हो सकता है -संबंधित बग.
"बफ़र ओवरफ़्लो" और "बफ़र अंडरफ़्लो" त्रुटियाँ केवल स्टैक ट्रैक द्वारा अतिरिक्त "आवंटित" प्रदान करती हैं, क्योंकि परिभाषा के अनुसार उन्हें अभी तक हटाया नहीं गया है (या वे "मुफ़्त के बाद उपयोग करें" के रूप में दिखाई देंगे):
Cause: [MTE]: Buffer Overflow, 0 bytes right of a 32-byte allocation at 0x7ae92853a0 [...] backtrace: [...] allocated by thread 13949:
यहां "सही" शब्द के उपयोग पर ध्यान दें: इसका मतलब है कि हम आपको बता रहे हैं कि आवंटन के अंत से कितने बाइट्स तक गलत पहुंच थी; एक अंडरफ्लो "बाएं" कहेगा, और आवंटन शुरू होने से पहले कई बाइट्स होंगे।
एकाधिक संभावित कारण
कभी-कभी SEGV_MTESERR रिपोर्ट में निम्नलिखित पंक्ति होती है:
Note: multiple potential causes for this crash were detected, listing them in decreasing order of likelihood.
ऐसा तब होता है जब त्रुटि की उत्पत्ति के लिए कई अच्छे उम्मीदवार होते हैं, और हम यह नहीं बता सकते कि वास्तविक कारण क्या है। हम संभावना के अनुमानित क्रम में ऐसे 3 उम्मीदवारों को प्रिंट करते हैं, और विश्लेषण उपयोगकर्ता पर छोड़ देते हैं।
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...]उपरोक्त उदाहरण में, हमने एक ही मेमोरी पते पर दो हालिया आवंटन का पता लगाया है जो अमान्य मेमोरी एक्सेस का इच्छित लक्ष्य हो सकता है। ऐसा तब हो सकता है जब आवंटन मुक्त मेमोरी का पुन: उपयोग करता है - उदाहरण के लिए, यदि आपके पास नया, मुफ़्त, नया, मुफ़्त, नया, मुफ़्त, एक्सेस जैसे अनुक्रम हैं। सबसे हालिया आवंटन पहले मुद्रित किया जाता है।
विस्तृत कारण निर्धारण अनुमान
क्रैश का "कारण" उस मेमोरी आवंटन को दिखाना चाहिए जिससे एक्सेस किया गया पॉइंटर मूल रूप से प्राप्त हुआ था। दुर्भाग्य से, एमटीई हार्डवेयर के पास बेमेल टैग वाले पॉइंटर से आवंटन में अनुवाद करने का कोई तरीका नहीं है। SEGV_MTESERR क्रैश को समझाने के लिए, Android निम्नलिखित डेटा का विश्लेषण करता है:
- गलती का पता (पॉइंटर टैग सहित)।
- स्टैक ट्रेस और मेमोरी टैग के साथ हाल ही के ढेर आवंटन की एक सूची।
- निकटवर्ती वर्तमान (लाइव) आवंटन और उनके मेमोरी टैग।
गलती पते पर हाल ही में आवंटित की गई कोई भी मेमोरी, जहां मेमोरी टैग गलती पते टैग से मेल खाता है, एक संभावित "उपयोग के बाद मुफ्त" कारण है।
पास की कोई भी लाइव मेमोरी जहां मेमोरी टैग फॉल्ट एड्रेस टैग से मेल खाता है, एक संभावित "बफ़र ओवरफ़्लो" (या "बफ़र अंडरफ़्लो") कारण है।
जो आवंटन दोष के करीब हैं - या तो समय में या अंतरिक्ष में - उन आवंटनों की तुलना में अधिक संभावित माने जाते हैं जो दूर हैं।
चूंकि हटाई गई मेमोरी का अक्सर पुन: उपयोग किया जाता है, और विभिन्न टैग मानों की संख्या छोटी (16 से कम) होती है, इसलिए कई संभावित उम्मीदवारों को ढूंढना असामान्य नहीं है, और स्वचालित रूप से सही कारण ढूंढने का कोई तरीका नहीं है। यही कारण है कि कभी-कभी एमटीई रिपोर्ट कई संभावित कारणों को सूचीबद्ध करती है।
यह अनुशंसा की जाती है कि ऐप डेवलपर सबसे संभावित कारणों से शुरू करके संभावित कारणों पर गौर करे। स्टैक ट्रेस के आधार पर असंबंधित कारणों को फ़िल्टर करना अक्सर आसान होता है।
अतुल्यकालिक मोड एमटीई
एमटीई के एसिंक्रोनस ("एसिंक") मोड में, SIGSEGV कोड 8 (SEGV_MTEAERR) के साथ क्रैश हो जाता है।
जब कोई प्रोग्राम अमान्य मेमोरी एक्सेस करता है तो SEGV_MTEAERR दोष तुरंत नहीं होते हैं। घटना के तुरंत बाद समस्या का पता चलता है, और इसके बजाय कार्यक्रम को उसी बिंदु पर समाप्त कर दिया जाता है। यह बिंदु आम तौर पर अगली सिस्टम कॉल है, लेकिन यह एक टाइमर इंटरप्ट भी हो सकता है - संक्षेप में, कोई भी यूजरस्पेस-टू-कर्नेल संक्रमण।
SEGV_MTEAERR दोष मेमोरी पते को संरक्षित नहीं करते हैं (इसे हमेशा "-------") के रूप में दिखाया जाता है। बैकट्रेस उस क्षण से मेल खाता है जब स्थिति का पता चला था (यानी अगले सिस्टम कॉल या अन्य संदर्भ स्विच पर), न कि जब अमान्य एक्सेस किया गया था।
इसका मतलब यह है कि एसिंक्रोनस एमटीई क्रैश में "मुख्य" बैकट्रेस आमतौर पर प्रासंगिक नहीं होता है। इस प्रकार, सिंक मोड विफलताओं की तुलना में Async मोड विफलताओं को डीबग करना अधिक कठिन होता है। उन्हें दिए गए थ्रेड में पास के कोड में मेमोरी बग के अस्तित्व को दर्शाने के रूप में सबसे अच्छी तरह समझा जाता है। टॉम्बस्टोन फ़ाइल के निचले भाग में मौजूद लॉग इस बात का संकेत दे सकते हैं कि वास्तव में क्या हुआ था। अन्यथा, कार्रवाई का अनुशंसित तरीका सिंक मोड में त्रुटि को पुन: उत्पन्न करना और सिंक मोड द्वारा प्रदान किए जाने वाले बेहतर निदान का उपयोग करना है!
उन्नत विषय
हुड के तहत, मेमोरी टैगिंग प्रत्येक ढेर आवंटन के लिए एक यादृच्छिक 4-बिट (0..15) टैग मान निर्दिष्ट करके काम करती है। यह मान एक विशेष मेटाडेटा क्षेत्र में संग्रहीत होता है जो आवंटित ढेर मेमोरी से मेल खाता है। वही मान Malloc() या ऑपरेटर new() जैसे फ़ंक्शंस से लौटाए गए हीप पॉइंटर के सबसे महत्वपूर्ण बाइट को सौंपा गया है।
जब प्रक्रिया में टैग चेकिंग सक्षम होती है, तो सीपीयू स्वचालित रूप से प्रत्येक मेमोरी एक्सेस के लिए पॉइंटर के शीर्ष बाइट की तुलना मेमोरी टैग से करता है। यदि टैग मेल नहीं खाते हैं, तो सीपीयू एक त्रुटि का संकेत देता है जिससे दुर्घटना हो जाती है।
संभावित टैग मानों की सीमित संख्या के कारण, यह दृष्टिकोण संभाव्य है। कोई भी मेमोरी स्थान जिसे किसी दिए गए पॉइंटर के साथ एक्सेस नहीं किया जाना चाहिए - जैसे कि सीमा से बाहर, या डिलोकेशन ("लटकने वाला पॉइंटर") के बाद - एक अलग टैग मान होने की संभावना है, और क्रैश का कारण बनता है। बग की किसी भी एक घटना का पता न लगने की ~7% संभावना है। क्योंकि टैग मान यादृच्छिक रूप से निर्दिष्ट किए गए हैं, अगली बार बग होने पर इसका पता लगाने की स्वतंत्र ~93% संभावना है।
टैग मान को गलती पता फ़ील्ड के साथ-साथ रजिस्टर डंप में भी देखा जा सकता है, जैसा कि नीचे हाइलाइट किया गया है। इस अनुभाग का उपयोग यह जांचने के लिए किया जा सकता है कि टैग सही तरीके से सेट किए गए हैं, साथ ही समान टैग मान के साथ अन्य आस-पास के मेमोरी आवंटन को देखने के लिए भी किया जा सकता है क्योंकि वे रिपोर्ट में सूचीबद्ध लोगों के अलावा त्रुटि के संभावित कारण हो सकते हैं। हम उम्मीद करते हैं कि यह डेवलपर्स के बजाय मुख्य रूप से एमटीई या अन्य निम्न-स्तरीय सिस्टम घटकों के कार्यान्वयन पर काम करने वाले लोगों के लिए उपयोगी होगा।
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
क्रैश रिपोर्ट में एक विशेष "मेमोरी टैग" अनुभाग भी दिखाई देता है जो गलती पते के आसपास मेमोरी टैग दिखाता है। नीचे दिए गए उदाहरण में, पॉइंटर टैग "4" मेमोरी टैग "ए" से मेल नहीं खाता।
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
समाधि के पत्थर के अनुभाग जो सभी रजिस्टर मानों के आसपास स्मृति सामग्री दिखाते हैं, उनके टैग मान भी प्रदर्शित करते हैं।
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 ..'.}...........