Notes about ARM MTE technology
本文将mark下ARM MTE(Memory Tagging Extension) technology的相关notes。
Overview
Starting with ARMv8.3-A, ARM SoCs introduce support for memory tagging extensions (MTE) that allow partitioning the address space into 16-byte regions that are colored with one of the 16 tags. The hardware maintains a table that stores the mapping between addresses and tags allowing access to the region only if the tag of the pointer (the tag is stored in the upper bits of the pointer matches the tag of the memory region).
应用
检测内存越界与溢出
内存越界与溢出是常见的内存安全问题，通常由于错误的索引或指针操作导致访问超出合法的内存范围，可能引发未定义行为、数据损坏，甚至被攻击者利用进行恶意代码执行。MTE 提供了有效的硬件级检测机制，实时防止这些问题的发生。
假设一个程序中分配了 16 字节的内存，但错误地访问了第 17 个字节：
在此场景中，MTE 通过标签匹配机制发现非法访问，从而阻止越界操作的执行，避免可能的崩溃或安全漏洞。
防止未初始化内存的使用
未初始化内存的使用是另一个常见的内存安全问题。当程序访问未初始化的内存时，可能读取到随机数据，导致逻辑错误、崩溃，或被恶意利用泄露敏感信息。MTE 可以有效防止这类问题。
以下是一个典型的未初始化内存使用的伪代码示例：
在这种情况下，MTE 会阻止对未初始化内存的非法访问，避免出现数据不一致和未定义行为。
内存释放后的安全保护
时间局部安全性问题，即内存释放后的访问，是内存管理中的常见隐患。这种问题通常发生在指针仍然试图访问已释放的内存区域，可能导致程序崩溃或被攻击者利用进行数据篡改。MTE 通过标签机制解决了这一问题。
以下代码展示了释放后访问的典型错误：
在这里，MTE 通过实时检测，阻止了非法访问已释放内存的行为，防止时间局部安全问题带来的潜在风险。
参考资料: