为何AddressSanitizer对BSS段全局缓冲区溢出检测无效？

我来帮你拆解这个问题——这本质上是AddressSanitizer（ASan）对不同内存段的全局变量采取了差异化保护策略导致的。

先把你的测试用例整理得更清晰，方便对比差异：

测试1：未初始化的全局数组（BSS段） #

#include <stdio.h>

int test[16];

int main()
{
    test[17] = -1;
}

编译运行操作：

/tmp $ gcc ./main.c -o main -fsanitize=address
/tmp $ ./main
# 无任何报错输出

测试2：初始化的全局数组（数据段） #

#include <stdio.h>

int test[16] = {1};

int main()
{
    test[17] = -1;
}

编译运行操作：

/tmp $ gcc ./main.c -o main -fsanitize=address
/tmp $ ./main
=================================================================
==19776==ERROR: AddressSanitizer: global-buffer-overflow on address ...
Looks like global buffer ov...

核心原因：BSS段与数据段的ASan保护机制差异 #

• 内存段本质区别
  未初始化的全局变量（比如测试1里的test[16]）会被分配到BSS段，这部分内存是程序启动时由操作系统批量清零的，多个未初始化全局变量会被紧凑排列；而初始化的全局变量（测试2的test[16]）会进入数据段，每个变量拥有独立的内存区域。
• ASan保护策略不同
  对于数据段的全局变量，ASan会在变量前后插入专门的红色区域（Redzone）——这是标记为不可访问的内存，一旦程序读写到该区域，ASan会立即触发缓冲区溢出报错；但对于BSS段的全局变量，ASan默认不会给每个变量单独添加红色区域（主要是为了避免内存浪费，毕竟BSS段通常存在大量小变量），当你溢出test[17]时，实际是写到了BSS段相邻的其他全局变量内存或未标记的空闲BSS内存，ASan无法识别这是非法操作，因此不会报错。

如何让ASan检测BSS段的全局缓冲区溢出？ #

你可以添加-fno-common编译选项，这个选项会强制编译器将BSS段的全局变量当作非公共符号处理，给每个变量分配独立内存块并添加红色区域，这样就能触发溢出检测了。

修改后的编译命令：

/tmp $ gcc ./main.c -o main -fsanitize=address -fno-common
/tmp $ ./main
# 此时会触发和测试2类似的global-buffer-overflow报错

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Hoppus