Kernel Sanitizer Details

Tips

• 尽管用户态的Memory Sanitizer是原始内存和对应的shadow memory一起使用，的对应关系是静态的。但是KMSAN的shadow memory是动态分配的，每个页对应的shadow page存储在struct page中。

  /*
  * KMSAN metadata for this page:
  *  - shadow page: every bit indicates whether the corresponding
  *    bit of the original page is initialized (0) or not (1);
  *  - origin page: every 4 bytes contain an id of the stack trace
  *    where the uninitialized value was created.
  */
  struct page *kmsan_shadow;
  struct page *kmsan_origin;

  这样设计的原因在于KMSAN要求更多shadow memory来存储信息，然而内核中无法找到足够的连续空间来存储shadow memory。这样事实上造成了KMSAN无法将检查函数内联到代码中，将造成性能损失。（尽管KMSAN的设计者是这样解释使用动态分配shadow memory的理由的，但我认为这样的设计是为了兼容Linux内核的设计，考虑到现在许多架构支持五级页表，我们完全可以把其他区域例如vmalloc的区域用来存储shadow memory，这样就可以实现内联检查函数，而不需要动态分配shadow memory)。

• KASAN为了节省内存（这是我猜的，例如对于一些不需要检查的区域，可以把它们的shadow memory映射到同一个物理页）,会事先将整个shadow memory区域映射到同一个事先准备好的全局物理页上。详细可以看kasan_early_init和kasan_init函数。

Reference

• x86 Memory Layout
• KernelAddressSanitizer
• KernelMemorySanitizer