硬件地址消毒器

从 NDK r21 和 Android 10（API 级别 29）开始，Android NDK 支持硬件地址消毒器 (HWAddress Sanitizer)（也称为 HWASan）。HWASan 仅适用于 64 位 Arm 设备。

HWASan 是一种类似于 ASan 的内存错误检测工具。与经典 ASan 相比，HWASan 具有以下特点：

类似的 CPU 开销（约 2 倍）
类似的代码大小开销 (40-50%)
更小的 RAM 开销 (10-35%)

HWASan 检测的错误与 ASan 相同

堆栈和堆缓冲区溢出或下溢
释放后使用堆
超出范围使用堆栈
双重释放或无效释放

此外，HWASan 还检测：

返回后使用堆栈

示例应用

一个示例应用演示了如何为 hwasan 配置构建变体。

构建

要使用硬件地址消毒器 (HWAddress Sanitizer) 构建应用的原生 (JNI) 代码，请执行以下操作：

ndk-build

在您的 Application.mk 文件中

APP_STL := c++_shared # Or system, or none, but not c++_static.
APP_CFLAGS := -fsanitize=hwaddress -fno-omit-frame-pointer
APP_LDFLAGS := -fsanitize=hwaddress

CMake

在您模块的 build.gradle 文件中

android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            cmake {
                # Can also use system or none as ANDROID_STL, but not c++_static.
                arguments "-DANDROID_STL=c++_shared"
            }
        }
    }
}

对于 CMakeLists.txt 中的每个目标

target_compile_options(${TARGET} PUBLIC -fsanitize=hwaddress -fno-omit-frame-pointer)
target_link_options(${TARGET} PUBLIC -fsanitize=hwaddress)

对于 NDK 27 或更高版本，您也可以在 build.gradle 中使用以下内容，而无需更改 CMakeLists.txt

android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            cmake {
                arguments "-DANDROID_SANITIZE=hwaddress"
            }
        }
    }
}

使用 ANDROID_USE_LEGACY_TOOLCHAIN_FILE=false 时，此方法无效。

Android 14 或更高版本：添加 wrap.sh

如果您运行的是 Android 14 或更高版本，您可以使用wrap.sh 脚本在任何 Android 设备上运行您的可调试应用程序。如果您选择按照设置说明中的步骤操作，则可以跳过此步骤。

按照说明打包 wrap.sh 脚本，为arm64-v8a添加以下 wrap.sh 脚本。

#!/system/bin/sh
LD_HWASAN=1 exec "$@"

运行

如果您运行的是低于 14 的 Android 版本，或者没有添加 wrap.sh 脚本，请在运行应用程序之前按照设置说明操作。

像往常一样运行应用程序。检测到内存错误时，应用程序将因 SIGABRT 崩溃并向 logcat 打印详细消息。该消息的副本可在/data/tombstones下的文件中找到，如下所示：

ERROR: HWAddressSanitizer: tag-mismatch on address 0x0042a0826510 at pc 0x007b24d90a0c
WRITE of size 1 at 0x0042a0826510 tags: 32/3d (ptr/mem) in thread T0
    #0 0x7b24d90a08  (/data/app/com.example.hellohwasan-eRpO2UhYylZaW0P_E0z7vA==/lib/arm64/libnative-lib.so+0x2a08)
    #1 0x7b8f1e4ccc  (/apex/com.android.art/lib64/libart.so+0x198ccc)
    #2 0x7b8f1db364  (/apex/com.android.art/lib64/libart.so+0x18f364)
    #3 0x7b8f2ad8d4  (/apex/com.android.art/lib64/libart.so+0x2618d4)

0x0042a0826510 is located 0 bytes to the right of 16-byte region [0x0042a0826500,0x0042a0826510)
allocated here:
    #0 0x7b92a322bc  (/apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libclang_rt.hwasan-aarch64-android.so+0x212bc)
    #1 0x7b24d909e0  (/data/app/com.example.hellohwasan-eRpO2UhYylZaW0P_E0z7vA==/lib/arm64/libnative-lib.so+0x29e0)
    #2 0x7b8f1e4ccc  (/apex/com.android.art/lib64/libart.so+0x198ccc)

该消息之后可能会附加其他调试信息，包括应用程序中的活动线程列表、附近内存分配的标签和 CPU 寄存器值。

有关 HWASan 错误消息的更多信息，请参阅了解 HWASan 报告。

构建命令行可执行文件

您可以在 Android 14 和更高版本上构建和运行使用 HWASan 检测的可执行文件。您可以使用与构建中针对 ndk-build 或 CMake 的可执行文件描述的相同配置。将可执行文件推送到运行 Android 14 或更高版本的设备上，并使用 shell 像平常一样运行它。

如果您使用的是 libc++，请确保您使用的是共享 STL，并将其推送到设备，并在运行二进制文件时将LD_LIBRARY_PATH设置为包含它的目录。

如果您不使用 Gradle，请参阅 NDK 文档，了解如何使用CMake和ndk-build从命令行构建。

Android 13 或更低版本：设置

如果您的设备运行的是 Android 14 或更高版本，您可以跳过此步骤，并按照下面构建部分中使用 wrap.sh 的说明操作。您也可以选择遵循此部分，并跳过下面使用 wrap.sh 的说明。

在 Android 14 之前，HWASan 应用程序需要一个 HWASan 版本的 Android 才能运行。您可以将预构建的 HWASan 镜像刷入受支持的 Pixel 设备。这些构建可在ci.android.com上获得，您可以在其中单击所需的精确构建的方块以获取刷入构建链接。这要求您知道您的手机的代号。

Flash a device build

直接转到flash.android.com可能会更容易一些，因为该流程从检测您的设备开始，并且只显示您可以使用的构建。以下图片说明了此工具中的设置流程。

在您的设备上启用开发者模式，并使用 USB 数据线将其连接到您的计算机。单击添加新设备，从对话框中选择您的设备，然后单击连接。

Detect a device to flash Select the device to connect to

连接设备后，单击它以配置构建。在选择构建 ID框中，选择aosp-master-with-phones-throttled分支以自动为已连接的设备选择正确的镜像。

Select the device to flash Confirm flash options and flash the device

单击安装以刷入您的设备。

在Android 刷入工具文档中，可以找到有关必要设置的更多详细信息。或者，您可以查看AOSP 文档，以获取有关从源代码构建 HWASan 镜像的说明。