6.58 Проверка размера объекта

6.58.1 Встроенные функции проверки размера объекта

GCC реализует ограниченный механизм защиты от переполнения буфера, который может предотвратить некоторые атаки переполнения буфера, определяя размеры объектов, в которые собираются записывать данные, и предотвращая запись, когда размер недостаточен. Встроенные функции, описанные ниже, дают лучшие результаты, когда используются вместе и при включенной оптимизации. Например, для обнаружения размеров объектов через границы функций или для отслеживания присваиваний указателей через нетривиальные потоки управления они полагаются на различные оптимизационные проходы, включенные с -O2. Однако в ограниченной степени они могут использоваться и без оптимизации.

Встроенная функция: size_t __builtin_object_size (const void * ptr, int type)

является встроенной конструкцией, которая возвращает количество байтов от ptr до конца объекта, на который указывает указатель ptr (если оно известно во время компиляции). Для определения размеров динамически выделенных объектов функция полагается на функции выделения, вызываемые для получения хранилища, которое должно быть объявлено с атрибутом alloc_size (см. Общие атрибуты функций). __builtin_object_size никогда не вычисляет свои аргументы для побочных эффектов. Если в них есть какие-либо побочные эффекты, она возвращает (size_t) -1 для type 0 или 1 и (size_t) 0 для type 2 или 3. Если существует несколько объектов, на которые может указывать ptr, и все они известны во время компиляции, возвращаемое число является максимальным из оставшихся байтов в этих объектах, если type & 2 равно 0, и минимальным, если не равно нулю. Если определить, на какие объекты указывает ptr во время компиляции невозможно, __builtin_object_size должно вернуть (size_t) -1 для type 0 или 1 и (size_t) 0 для type 2 или 3.

type - целочисленная константа от 0 до 3. Если младший бит равен нулю, объекты являются целыми переменными, если он установлен, ближайший окружающий подобъект рассматривается как объект, на который указывает указатель. Второй бит определяет, вычисляется ли максимальное или минимальное количество оставшихся байтов.

struct V { char buf1[10]; int b; char buf2[10]; } var;
char *p = &var.buf1[1], *q = &var.b;

/* Here the object p points to is var.  */
assert (__builtin_object_size (p, 0) == sizeof (var) - 1);
/* The subobject p points to is var.buf1.  */
assert (__builtin_object_size (p, 1) == sizeof (var.buf1) - 1);
/* The object q points to is var.  */
assert (__builtin_object_size (q, 0)
        == (char *) (&var + 1) - (char *) &var.b);
/* The subobject q points to is var.b.  */
assert (__builtin_object_size (q, 1) == sizeof (var.b));

Встроенная функция: size_t __builtin_dynamic_object_size (const void * ptr, int type)

аналогична __builtin_object_size, поскольку она возвращает количество байтов от ptr до конца объекта, на который указывает указатель ptr, за исключением того, что возвращаемый размер может не быть константой. Это приводит к успешному оцениванию оценок размера объекта в более широком диапазоне случаев использования и может быть более точным, чем __builtin_object_size, но приводит к снижению производительности, поскольку может добавить накладные расходы при вычислении размера во время выполнения. Семантика type, а также значения возврата в случае, если невозможно определить, на какие объекты указывает ptr во время компиляции, такие же, как и в случае __builtin_object_size.

6.58.2 Проверка размера объекта и укрепление исходного кода

Укрепление вызовов функций с помощью макроса _FORTIFY_SOURCE является одним из ключевых применений встроенных функций проверки размера объекта. Чтобы сделать реализацию этих функций удобнее и улучшить оптимизацию и диагностику, для многих общих функций работы со строками добавлены встроенные функции, например, для memcpy __builtin___memcpy_chk предоставляет встроенную функцию. Эта встроенная функция имеет дополнительный последний аргумент, который представляет количество оставшихся байтов в объекте, на который указывает аргумент dest, или (size_t) -1 если размер неизвестен.

Встроенные функции оптимизируются в обычные функции работы со строками, такие как memcpy, если последний аргумент равен (size_t) -1 или если во время компиляции известно, что объект назначения не переполнится. Если компилятор может определить во время компиляции, что объект всегда переполнится, он выдает предупреждение.

Предполагаемое использование может быть, например:

#undef memcpy
#define bos0(dest) __builtin_object_size (dest, 0)
#define memcpy(dest, src, n) \
  __builtin___memcpy_chk (dest, src, n, bos0 (dest))

char *volatile p;
char buf[10];
/* It is unknown what object p points to, so this is optimized
   into plain memcpy - no checking is possible.  */
memcpy (p, "abcde", n);
/* Destination is known and length too.  It is known at compile
   time there will be no overflow.  */
memcpy (&buf[5], "abcde", 5);
/* Destination is known, but the length is not known at compile time.
   This will result in __memcpy_chk call that can check for overflow
   at run time.  */
memcpy (&buf[5], "abcde", n);
/* Destination is known and it is known at compile time there will
   be overflow.  There will be a warning and __memcpy_chk call that
   will abort the program at run time.  */
memcpy (&buf[6], "abcde", 5);

Такие встроенные функции предоставляются для memcpy, mempcpy, memmove, memset, strcpy, stpcpy, strncpy, strcat и strncat.

• Проверка функций форматированного вывода