标签: ubsan

最新版本的GCC和Clang具有Undefined Behavior Sanitizer(UBSan),它是一个编译标志(-fsanitize=undefined),用于添加运行时检测代码.出现错误时,会显示如下警告:

packet-ber.c:1917:23:运行时错误:左移54645397829836991 8个位置无法在类型'long int'中表示

现在我想调试它并在所述行上获得调试中断.对于Address Sanitizer(ASAN),会ASAN_OPTIONS=abort_on_error=1导致可捕获的致命错误.唯一可用的UBSan选项会UBSAN_OPTIONS=print_stacktrace=1导致报告的调用跟踪转储.但是,这不允许我检查局部变量然后继续该程序.使用的-fsanitize-undefined-trap-on-error,因此不可能的.

我应该如何在UBSan报告中打破gdb？虽然break __sanitizer::SharedPrintfCode似乎有效,但这个名字看起来很内部.

考虑以下代码：

#include <string_view>

constexpr std::string_view f() { return "hello"; }

static constexpr std::string_view g() {
    auto x = f();
    return x.substr(1, 3);
}

int foo() { return g().length(); }

如果我用 GCC 10.2 和 flags 编译它--std=c++17 -O1，我会得到：

foo():
        mov     eax, 3
        ret

此外，据我所知，这段代码没有任何未定义的行为问题。

但是 - 如果我添加 flag -fsanitize=undefined，编译结果是：

.LC0:
        .string "hello"
foo():
        sub     rsp, 104
        mov     QWORD PTR [rsp+80], 5
        mov     QWORD PTR [rsp+16], 5
        mov     QWORD PTR [rsp+24], OFFSET FLAT:.LC0
        mov     QWORD PTR [rsp+8], 3
        mov     QWORD …

clang++和消毒剂都会g++针对这个简单代码的数据竞争产生类似的警告。难道是虚惊一场？问题是什么？

代码：

#include <thread>
struct A
{
    void operator()()
    {
    }
};

struct B
{
    void operator()()
    {
    }
};

int main(void)
{
    // callable objects are created and moved into thread
    std::thread t1(A{});
    std::thread t2(B{});
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

编译标志：

-pthread -O0 -g -fsanitize=thread -fsanitize=undefined

消毒剂输出g++：

==================
WARNING: ThreadSanitizer: data race (pid=80173)
  Write of size 8 at 0x7b0400000800 by thread T2:
    #0 pipe ../../../../src/libsanitizer/tsan/tsan_interceptors_posix.cpp:1726 (libtsan.so.0+0x3ea28)
    #1 __sanitizer::IsAccessibleMemoryRange(unsigned long, unsigned long) ../../../../src/libsanitizer/sanitizer_common/sanitizer_posix_libcdep.cpp:276 (libubsan.so.1+0x20102)
    #2 …

今天我读了一篇关于GCC Undefined Behavior Sanitizer(ubsan)的文章.但是,当我按照那里的步骤(添加-fsanitize=undefined到我的代码中)时,编译器(UCCntu 15.04上的GCC 4.9.2)说某些引用没有定义:

||=== Build: Debug in Entangle (compiler: GNU GCC Compiler) ===|
obj/Debug/EntangleApp.o||In function `EntangleApp::OnInit()':|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|31|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|31|undefined reference to `__ubsan_handle_load_invalid_value'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|32|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|34|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|34|undefined reference to `__ubsan_handle_load_invalid_value'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|34|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|34|undefined reference to `__ubsan_handle_load_invalid_value'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|35|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|37|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|37|undefined reference to `__ubsan_handle_load_invalid_value'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|43|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|43|undefined reference to `__ubsan_handle_load_invalid_value'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|52|undefined reference to `__ubsan_handle_type_mismatch'|
/home/ilya/Projects/Entangle/EntangleApp.cpp|52|undefined reference to …

今天我花了几个小时试图理解为什么这段代码会出现错误,g++6.2并且尽快g++7.0按照预期clang++3.9 (和4.0)工作.

我将问题简化为85行自包含代码片段,在正常执行时不会出现段错误,但始终在UBSAN下报告错误.

该问题在wandbox上可以重现,通过编译g++7,启用优化并-fsanitize=undefined作为额外标志传递.

这是UBSAN报道的内容:

prog.cc: In function 'int main()':
prog.cc:61:49: warning: 'ns#0' is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
         ([&] { ([&] { n.execute(ns...); })(); })();
         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~
prog.cc:28:10: note: 'ns#0' was declared here
     auto execute(TNode& n, TNodes&... ns)
          ^~~~~~~
prog.cc:30:9: runtime error: member call on null pointer of type 'struct node_then'

g++ …

我试图通过函数指针表调用一些C++函数,该表从共享对象导出为C符号.该代码实际上正在工作,但Clang的未定义行为清理程序(= UBSan)看到我所做的调用是非法的,如下所示:

==11410==WARNING: Trying to symbolize code, but external symbolizer is not initialized!
path/to/HelloWorld.cpp:25:13: runtime error: call to function (unknown) through pointer to incorrect function type 'foo::CBar &(*)()'
(./libFoo.so+0x20af0): note: (unknown) defined here

由于Clang的未定义行为清理程序,间接调用函数通过函数指针返回C++标准类对象的引用是合法的,但对于用户定义的类是非法的.有人可以告诉我它有什么问题吗？

我一直在尝试使用Clang-llvm 3.4-1ubuntu3和CMake 2.8.12.2在Ubuntu 14.04上构建项目.要重现此现象,请将以下5个文件放在同一目录中并调用build.sh.它将创建一个makefile并构建项目,并运行可执行文件.

foo.h中

#ifndef FOO_H
#define FOO_H

#include <string>

//
#define EXPORT __attribute__ ((visibility ("default")))

namespace foo {
    class CBar
    {
        // empty
    };

    class CFoo
    {
    public:
        static CBar& GetUdClass();
        static std::string& GetStdString();
    }; …

我这里有一个小型单元测试，其行为未定义。

源代码：

#include <gtest/gtest.h>

TEST(test, test)
{
    int k = 0x7fffffff;
    k += 1; // cause integer overflow
}

GTEST_API_ int main(int argc, char** argv)
{
    testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
    return RUN_ALL_TESTS();
}

我在 CMakeLists.txt 中启用 UBSAN：

cmake_minimum_required (VERSION 3.12)
project(ub CXX)

find_package(GTest REQUIRED)

add_executable        (ub_test ub_test.cpp)
target_link_libraries (ub_test GTest::GTest)
target_compile_options(ub_test PRIVATE -fsanitize=undefined)
target_link_options   (ub_test PRIVATE -fsanitize=undefined)

UBSAN 正确识别未定义的行为：

/home/steve/src/ub/ub_test.cpp:6:7: runtime error: signed integer overflow:
2147483647 + 1 cannot be represented in type 'int'

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

然而，我的测试仍然通过了。

[==========] Running 1 test from 1 test …

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

Clang 8发行说明中有以下内容：

• 允许在MinGW上使用Address Sanitizer和Undefined Behavior Sanitizer。

但是，我无法弄清楚如何正确使用它们。

我将Clang 8.0.0与MSYS2 MinGW GCC结合使用。确切的细节在问题的底部。

我正在尝试编译以下最少的代码：

1.cpp

#include <iostream>

int main()
{
    // Testing ubsan
    int x = 0x7fffffff;
    x++;
    std::cout << x << std::endl;

    // Testing asan
    int *y = new int;
    delete y;
    std::cout << *y << std::endl;
}

以下是结果-fsanitize=address：

# /z/Lander/LLVM/bin/clang++ -target x86_64-w64-windows-gnu -fsanitize=address 1.cpp
Z:\Lander\msys2\mingw64\bin\ld.exe: cannot find Z:\Lander\LLVM\lib\clang\8.0.0\lib\windows\libclang_rt.asan_dynamic-x86_64.dll.a: No such file or directory
Z:\Lander\msys2\mingw64\bin\ld.exe: cannot find Z:\Lander\LLVM\lib\clang\8.0.0\lib\windows\libclang_rt.asan_dynamic_runtime_thunk-x86_64.a: No such file or directory
Z:\Lander\msys2\mingw64\bin\ld.exe: cannot find Z:\Lander\LLVM\lib\clang\8.0.0\lib\windows\libclang_rt.asan_dynamic_runtime_thunk-x86_64.a: No …

我在 Debian 8 x86_64 上使用 g++ 4.9.2。我发现未定义行为消毒剂 (UBsan) ( -fsanitize=undefined) 错误：

algebra.cpp:206:8: runtime error: load of value 127,
    which is not a valid value for type 'bool'

代码来自 Crypto++ 库。这是代码algebra.cpp:206（和一些相关代码）：

206   struct WindowSlider
207   {
208     WindowSlider(const Integer &expIn, bool fastNegate, unsigned int windowSizeIn=0)
209         : m_exp(expIn), m_windowModulus(Integer::One()), m_windowSize(windowSizeIn), m_windowBegin(0), m_fastNegate(fastNegate), m_firstTime(true), m_finished(false)
210     {
            ...
249         Integer m_exp, m_windowModulus;
250         unsigned int m_windowSize, m_windowBegin;
251         word32 m_expWindow;
252         bool m_fastNegate, m_negateNext, m_firstTime, m_finished;
253     };

它在几个地方被调用，例如： …

为了更好地防止 UB 情况，例如：

#include <stdio.h>
int f(){
  int x;
  return x;
}
int main()
{
   f();
   while(1);
   return 0;
}

我今天更新了我的 GCC，所以我可以使用ubsan。我当前的版本是 5.3.0 根据gcc --version. 我以为这次更新会添加ubsan，但似乎不是因为在编译后C:\Users\my_name\Desktop>gcc -fsanitize=undefined a.c我得到了：

c:/mingw/bin/../lib/gcc/mingw32/5.3.0/../../../../mingw32/bin/ld.exe: 无法 fin d -lubsan

现在，我已经看到了这篇文章，但操作系统是Ubuntu 15.04我使用的，Win 8.1所以对我没有帮助。这里的评论之一说：

您将需要安装 libubsan 软件包。

但我不知道它是否是针对 的windows/ubuntu，即使是针对windows用户的，我也不知道该怎么做。

编辑：我也试过编译gcc -fno-sanitize=all a.c（有很多的选择在这里），这编译没有警告，所以我想GCC认识消毒剂以某种方式（因为它编译OK），但拒绝我原来编译尝试由于某种原因