使用 Address Sanitizer 對記憶體毀損情形進行偵錯

本文說明如何在使用 AGDE 時啟用特殊偵錯工具。這些工具有助於找出難以診斷的記憶體毀損情形，並覆寫錯誤。

HWAddress Sanitizer 和 Address Sanitizer

HWAddress Sanitizer (HWASan) 和 Address Sanitizer (ASan) 是記憶體毀損偵錯工具，可偵測記憶體毀損情形並覆寫錯誤，例如以下情形：

• 堆疊緩衝區溢位和反向溢位
• 堆積緩衝區溢位和反向溢位
• 超出範圍的堆疊使用情形
• 重複釋放和野釋放錯誤
• 傳回後堆疊的使用情況 (僅限 HWASan)

注意： 請盡可能使用 HWASan，因為速度比 ASan 快，成本也較低。

建議您僅在偵錯或執行自動化測試時，才啟用 HWASan 或 ASan。這些工具雖然很有效，但使用時可能會導致效能降低。

執行階段行為

HWASan 和 ASan 啟用時，會自動檢查整個應用程式執行階段的記憶體毀損情形。

如果偵測到記憶體錯誤，應用程式會因 SIGBART (訊號取消) 錯誤異常終止，並將詳細訊息顯示在 Logcat。訊息副本也會寫入 /data/tombstones 下的檔案。

錯誤訊息大致如下所示：

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)

必要條件

安裝 Android 作業系統的 HWASan 版本

如要使用 HWASan，請按照 HWASan 說明文件中的設定操作說明，安裝 Google Pixel 裝置適用的 Android 作業系統 HWASan 版本。

如果是其他裝置，請與製造商聯絡，取得該作業系統的 HWASan 版本 (如有)，或使用軟體專用 ASan 工具。

注意： 您無法在專為 HWASan 建構的裝置上使用 ASan。

在專案中使用共用 C++ 標準程式庫

由於受到某項已知問題的影響，使用 libc++_static 時，ASan 目前無法處理 C++ 例外狀況。使用 libc++_shared 時並不會發生這個問題。

HWASan 擁有專屬的運算子 new 和 delete 實作方法，如果標準程式庫是以靜態方式連結至專案，就無法使用這些方法。

注意： 使用這些功能時，您必須在專案中使用標準程式庫的共用版本。

如要變更這項設定，請參閱本文件的「連結 C++ 標準程式庫」一節。

注意： 如果已啟用 ASan，但未啟用共用 C++ 程式庫，就會發生建構錯誤。

啟用影格指標產生功能

HWASan 與 ASan 會使用快速影格指標型解開器，為記憶體配置和取消配置事件產生堆疊追蹤資訊。也就是說，您必須在 C++ 編譯器設定中啟用影格指標產生功能，才能使用這些功能。也就是說，您必須停用影格指標忽略最佳化功能。

如要變更這項設定，請參閱本文件的「啟用影格指標產生功能」一節。

注意： 如果已啟用 ASan，但未啟用影格指標產生功能，就會發生建構錯誤。

設定 Visual Studio 專案並使用 HWASan 或 ASan

啟用 HWASan 或 ASan

如要啟用 HWASan 或 ASan，請在專案的「Property Pages」中，依序點選「Configuration Properties」>「General」。

圖 1：專案在 Visual Studio「Solution Explorer」視窗中的「Properties」選項。

圖 2：一般專案屬性中的「Address Sanitizer (ASan)」設定。

如要為專案啟用 HWASan，請將「Address Sanitizer (ASan)」設定變更為「Hardware ASan Enabled (fsanitize=hwaddress)」。

如要為專案啟用 ASan，請將「Address Sanitizer (ASan)」設定變更為「ASan Enabled (fsanitize=address)」。

注意： 為避免不必要的成本，不再需要使用這些工具時，請將屬性值改回「Disabled」。

啟用影格指標產生功能

如要控管影格指標產生功能，需使用「Omit Frame Pointer」C/C++ 編譯器設定。在專案的「Property Pages」對話方塊中依序選取「Configuration Properties」>「C/C++」>「Optimization」，即可存取這項設定。

圖 3：「Omit Frame Pointer」設定的位置。

使用 HWASan 或 ASan 時，請將「Omit Frame Pointer」設定設為「No (-fno-omit-frame-pointer)」。

注意： 不使用 HWASan 或 ASan 時，請務必將這個屬性值重設為原始設定。

在共用程式庫模式中連結 C++ 標準程式庫

在專案「Property Pages」對話方塊中的「Project Defaults」部分，依序點選「Configuration Properties」>「General」，即可找到 C++ 標準程式庫的連結器模式設定。

圖 4：C++ 標準程式庫連結器模式設定的位置。

使用 HWASan 或 ASan 時，請將「Use of STL」設為「Use C++ Standard libraries (.so)」。這個值會以「共用程式庫」的形式將 C++ 標準程式庫連結至您的專案，這是讓 HWASan 與 ASan 正常運作的必要步驟。

注意： 請勿使用 GNU STL 程式庫，因為 NDK 25 以上版本不支援這些程式庫。詳情請參閱 NDK 相關的 C++ 支援說明文件。

注意： 使用完 HWASan 或 ASan 後，請記得將這些設定還原為原始值。

針對 Address Sanitizer 使用情形建立建構設定

如果您比較想「暫時」使用 HWASan 或 ASan，就不建議專為這項用途建立新的建構設定。如果專案規模較小，或是您正在探索這項功能或處理測試期間發現的問題，就可能屬於這種情況。

不過，如果覺得這項功能很實用，並預計會經常使用，則建議您考慮為 HWASan 或 ASan 建立新的建構設定，如 Teapot 範例所示。舉例來說，如果您會在單元測試或遊戲的通宵冒煙測試中定期執行 Address Sanitizer，就可以採用這種做法。

如果您的大型專案使用大量不同的第三方程式庫，而且這些程式庫通常以靜態方式與 C++ 標準程式庫連結，那麼建立個別的建構設定就可能特別實用。專屬建構設定可隨時確保專案設定準確無誤。

如要建立建構設定，請按一下專案「Property Pages」中的「Configuration Manager...」按鈕，然後開啟「Active solution configuration」下拉式選單。接著請選取 ，使用適當名稱建立新的建構設定 (例如「HWASan enabled」)。