CN105988921A - 一种内存越界的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内存越界的检测方法及装置，其方法包括：获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，内存管理头信息包括：内存块的容量以及释放标记；检测释放标记，若释放标记指示内存块已被释放，则判断待检测程序发生内存越界；若释放标记指示内存块未被释放，则获取待检测程序的第一偏向地址，第一偏向地址为距起始地址最远的偏向地址；根据内存块的容量和起始地址，检测第一偏向地址是否落在内存块的内存范围内；若第一偏向地址未落在内存块的内存范围内，则判断待检测程序发生内存越界。本发明通过先检测内存块的合法性，再检测待检测程序是否全部落在内存块的合法范围内来检测是否发生内存越界，实现内存越界的快速定位。

Description

一种内存越界的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及嵌入式系统内存管理及内存检测领域，尤其涉及一种内存越界的检测方法及装置。

背景技术

在嵌入式系统中，内存访问越界是一种常见错误，但在发生此类问题时，确认其源头极其困难；现有技术中对于检测内存越界问题，通过在内存尾部和头部添加用于记录内存申请释放情况的部分信息，在内存越界写到尾部或者头部时，能够通过检测尾部和头部的内容能够检测内存被越界访问。但是此类技术的缺陷在于，当某个模块使用的内存被其他模块改写时，如野指针，此种方法无法检测出。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内存越界的检测方法及装置，解决了内存访问越界难以定位的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种内存越界的检测方法，包括：

获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，内存管理头信息包括：内存块的容量以及释放标记；

检测释放标记，若释放标记指示内存块已被释放，则判断待检测程序发生内存越界；

若释放标记指示内存块未被释放，则获取待检测程序的第一偏向地址，第一偏向地址为距起始地址最远的偏向地址；

根据内存块的容量和起始地址，检测第一偏向地址是否落在内存块的内存范围内；若第一偏向地址未落在内存块的内存范围内，则判断待检测程序发生内存越界。

进一步地，在获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤之前，还包括：

根据待检测程序所包含的操作信息申请一内存块。

进一步地，在获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤之后，还包括：

根据待检测程序所包含的操作信息对内存块进行操作。

进一步地，在判断待检测程序发生内存越界的步骤之后，还包括：

记录发生内存越界的待检测程序，并挂起执行待检测程序的进程。

进一步地，在判断待检测程序发生内存越界的步骤之后，还包括：

获取输入的处理策略，并根据处理策略对待检测程序进行相应操作。

进一步地，获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤包括：

接收待检测程序的内存管理头地址；

根据内存管理头地址查找内存块的起始地址，并读取存储在内存块管理头地址上的内存管理头信息。

依据本发明的另一个方面，还提供了一种内存越界的检测装置，包括：

第一获取模块，用于获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，内存管理头信息包括：内存块的容量以及释放标记；

第一检测模块，用于检测释放标记，若释放标记指示内存块已被释放，则判断待检测程序发生内存越界；

第二获取模块，用于当释放标记指示内存块未被释放时，获取待检测程序的第一偏向地址，第一偏向地址为距起始地址最远的偏向地址；

第二检测模块，用于根据内存块的容量和起始地址，检测第一偏向地址是否落在内存块的内存范围内；若第一偏向地址未落在内存块的内存范围内，则判断待检测程序发生内存越界。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

申请模块，用于根据待检测程序所包含的操作信息申请一内存块。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

操作模块，用于根据待检测程序所包含的操作信息对内存块进行操作。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

处理模块，用于记录发生内存越界的待检测程序，并挂起执行待检测程序的进程。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

扩展模块，用于获取输入的处理策略，并根据处理策略对待检测程序进行相应操作。

进一步地，第一获取模块包括：

接收单元，用于接收待检测程序的内存管理头地址；

获取单元，用于根据内存管理头地址查找内存块的起始地址，并读取存储在内存块管理头地址上的内存管理头信息。

本发明的实施例的有益效果是：一种内存越界的检测方法及装置，通过先检测待检测程序的内存块的合法性，再检测待检测程序是否全部落在内存块的合法范围内，来检测该待检测程序是否发生内存越界，实现了内存越界的快速定位，提高了整个执行该待检测程序的系统的容错性、可靠性和可用性。

附图说明

图1表示本发明内存越界的检测方法的流程示意图一；

图2表示本发明内存越界的检测方法的流程示意图二；

图3表示本发明内存越界的检测装置的模块示意图。

其中图中：101、第一获取模块，102、第二检测模块，103、第二获取模块，104、第二检测模块。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例

为了解决嵌入式系统内存越界难以定位的问题，如图1所示，本发明的实施例提供了一种内存越界的检测方法，可在每一段程序执行后检测该程序是否发生内存越界，并将发生内存越界的程序记录下来。该检测方法包括：

步骤10：获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，内存管理头信息包括：内存块的容量以及释放标记。

当某一待检测程序需要被检测其是否发生内存越界时，需要获取系统分配给该待检测程序的内存块的起始地址和该内存块的内存管理头信息。其中，当系统为该待检测程序分配内存块时，会记录该内存块的起始地址以及内存管理头地址，以便后续需要检测该待检测程序是否发生内存越界问题。在该内存管理头信息中记录有该内存块的容量以及释放标记。其中，内存块容量即内存块大小，当知道内存块的起始地址时，根据内存块大小就可得到内存块的终止地址。释放标记表示该内存块是否被释放的标记，通常可自定义其代码含义，例如：全“1”表示未被释放，全“0”表示已被释放。

步骤20：检测释放标记，若释放标记指示内存块已被释放，则判断待检测程序发生内存越界。

当检测该待检测程序是否发生内存越界问题时，首先需要对该待检测程序对应的内存块的内存管理头信息中的释放标记，若该释放标记表示该内存块已被释放，即该释放标记为全“0”时，表示该内存块已被释放，该内存块为非法的，但仍被待检测程序占用，则说明该待检测程序发生了内存越界。

步骤30：若释放标记指示内存块未被释放，则获取待检测程序的第一偏向地址，第一偏向地址为距起始地址最远的偏向地址。

若该释放标记表示该内存块未被释放，即该释放标记为全“1”时，表示该内存块未被释放，该内存块为合法区域，待检测程序可对其占用或改写。这时需要通过检测待检测程序执行时的距起始地址最远的第一偏向地址来进行判断，在该待检测程序执行时，系统会记录其每个偏向地址，故可筛选距起始地址最远的偏向地址为第一偏向地址。

步骤40：根据内存块的容量和起始地址，检测第一偏向地址是否落在内存块的内存范围内；若第一偏向地址未落在内存块的内存范围内，则判断待检测程序发生内存越界。

步骤10已获取到内存块的容量和起始地址，这样可知内存块的内存范围，检测步骤30获取到的第一偏向地址是否落在该内存块的内存范围内，若第一偏向地址未落在内存块的内存范围内，即第一偏向地址不在起始地址和终止地址之间，则判断该待检测程序发生了内存越界问题。若第一偏向地址落在内存块的内存范围内，即第一偏向地址在起始地址和终止地址之间，则判断该待检测程序未发生内存越界问题，这时可根据系统指示做出相应动作。

进一步地，如图2所示，在步骤10之前，该检测方法还包括：

步骤01：根据待检测程序所包含的操作信息申请一内存块。

待检测程序所包含的操作信息指的是该待检测程序的代码信息，系统可根据代码信息为其分配一合理的内存块。该申请过程可调用内存申请函数进行，系统分配可以使用的内存块时，还会返回该内存块起始地址和内存管理头地址。

进一步地，如图2所示，该检测方法还包括：

步骤02：根据待检测程序所包含的操作信息对内存块进行操作。

按照该待检测程序的代码信息对分得的内存块进行相应的操作，当每次操作完这块内存块后，将调用步骤10、步骤20、步骤30和步骤40所描述的检测过程，以完成对该待检测程序内存越界的检测。

进一步地，当检测到该待检测程序发生了内存越界问题，可根据预先设定的处理策略对该段程序进行处理，例如：将该待检测程序记录下来，并挂起执行该待检测程序的进程。

进一步地，当检测到该待检测程序发生了内存越界问题，亦可自定义对该段程序进行何种处理的处理策略，在根据输入的处理策略对该待检测程序进行相应操作。具体地，为了易用性，可采用成熟的预留命令行的方式，当检测到某一待检测程序发生了内存越界问题，用户可在命令行输入对应的处理策略，使得系统根据该处理策略做出相应处理。

进一步地，如图1所示，步骤10中获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤包括：

接收待检测程序的内存管理头地址，当为该待检测程序分配内存块时，已记录该内存块的内存管理头地址和内存块起始地址。

根据内存管理头地址查找内存块的起始地址，并读取存储在内存块管理头地址上的内存管理头信息。一般内存管理头地址是内存块起始地址的前一个地址，当读取了内存管理头地址时即可得到内存块的起始地址。当这两个地址不是相邻关系时，亦可直接读取记录在系统中的内存管理头地址和内存块起始地址。在内存管理头地址中记录有内存管理头信息，该内存管理头信息中记录有对应的内存块的大小，以及该内存块是否被释放的释放标记。

本发明的内存越界检测方法，通过先检测待检测程序的内存块的合法性，再检测待检测程序是否全部落在内存块的合法范围内，来检测该待检测程序是否发生内存越界，实现了内存越界的快速定位，提高了整个执行该待检测程序的系统的容错性、可靠性和可用性。

如图3所示，依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种内存越界的检测装置，包括：

第一获取模块101，用于获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，内存管理头信息包括：内存块的容量以及释放标记；

第一检测模块102，用于检测释放标记，若释放标记指示内存块已被释放，则判断待检测程序发生内存越界；

第二获取模块103，用于当释放标记指示内存块未被释放时，获取待检测程序的第一偏向地址，第一偏向地址为距起始地址最远的偏向地址；

第二检测模块104，用于根据内存块的容量和起始地址，检测第一偏向地址是否落在内存块的内存范围内；若第一偏向地址未落在内存块的内存范围内，则判断待检测程序发生内存越界。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

申请模块，用于根据待检测程序所包含的操作信息申请一内存块。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

操作模块，用于根据待检测程序所包含的操作信息对内存块进行操作。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

处理模块，用于记录发生内存越界的待检测程序，并挂起执行待检测程序的进程。

进一步地，该内存越界的检测装置还包括：

扩展模块，用于获取输入的处理策略，并根据处理策略对待检测程序进行相应操作。

进一步地，第一获取模块包括：

接收单元，用于接收待检测程序的内存管理头地址；

获取单元，用于根据内存管理头地址查找内存块的起始地址，并读取存储在内存块管理头地址上的内存管理头信息。

需要说明的是，该装置是与上述内存越界的检测方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种内存越界的检测方法，其特征在于，包括：

获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，所述内存管理头信息包括：所述内存块的容量以及释放标记；

检测所述释放标记，若所述释放标记指示所述内存块已被释放，则判断所述待检测程序发生内存越界；

若所述释放标记指示所述内存块未被释放，则获取所述待检测程序的第一偏向地址，所述第一偏向地址为距所述起始地址最远的偏向地址；

根据所述内存块的容量和起始地址，检测所述第一偏向地址是否落在所述内存块的内存范围内；若所述第一偏向地址未落在所述内存块的内存范围内，则判断所述待检测程序发生内存越界。

2.根据权利要求1所述的内存越界的检测方法，其特征在于，在获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤之前，还包括：

根据所述待检测程序所包含的操作信息申请一内存块。

3.根据权利要求1或2所述的内存越界的检测方法，其特征在于，在获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤之后，还包括：

根据所述待检测程序所包含的操作信息对所述内存块进行操作。

4.根据权利要求1所述的内存越界的检测方法，其特征在于，在判断所述待检测程序发生内存越界的步骤之后，还包括：

记录发生内存越界的所述待检测程序，并挂起执行所述待检测程序的进程。

5.根据权利要求1所述的内存越界的检测方法，其特征在于，在判断所述待检测程序发生内存越界的步骤之后，还包括：

获取输入的处理策略，并根据所述处理策略对所述待检测程序进行相应操作。

6.根据权利要求1所述的内存越界的检测方法，其特征在于，获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息的步骤包括：

接收所述待检测程序的内存管理头地址；

根据所述内存管理头地址查找所述内存块的起始地址，并读取存储在所述内存块管理头地址上的内存管理头信息。

7.一种内存越界的检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取分配给待检测程序的内存块的起始地址和内存管理头信息，所述内存管理头信息包括：所述内存块的容量以及释放标记；

第一检测模块，用于检测所述释放标记，若所述释放标记指示所述内存块已被释放，则判断所述待检测程序发生内存越界；

第二获取模块，用于当所述释放标记指示所述内存块未被释放时，获取所述待检测程序的第一偏向地址，所述第一偏向地址为距所述起始地址最远的偏向地址；

第二检测模块，用于根据所述内存块的容量和起始地址，检测所述第一偏向地址是否落在所述内存块的内存范围内；若所述第一偏向地址未落在所述内存块的内存范围内，则判断所述待检测程序发生内存越界。

8.根据权利要求7所述的内存越界的检测装置，其特征在于，还包括：

申请模块，用于根据所述待检测程序所包含的操作信息申请一内存块。

9.根据权利要求7或8所述的内存越界的检测装置，其特征在于，还包括：

操作模块，用于根据所述待检测程序所包含的操作信息对所述内存块进行操作。

10.根据权利要求7所述的内存越界的检测装置，其特征在于，还包括：

处理模块，用于记录发生内存越界的所述待检测程序，并挂起执行所述待检测程序的进程。

11.根据权利要求7所述的内存越界的检测装置，其特征在于，还包括：

扩展模块，用于获取输入的处理策略，并根据所述处理策略对所述待检测程序进行相应操作。

12.根据权利要求7所述的内存越界的检测装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

接收单元，用于接收所述待检测程序的内存管理头地址；

获取单元，用于根据所述内存管理头地址查找所述内存块的起始地址，并读取存储在所述内存块管理头地址上的内存管理头信息。