6.56 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 предполагается запись данных, и предотвращая запись, когда размера недостаточно. Встроенные функции, описанные ниже, дают лучшие результаты, когда используются вместе и при включенном оптимизации. Например, для обнаружения размеров объектов через границы функций или для слежения за назначениями указателей через непростые потоки управления они полагаются на различные оптимизирующие проходы, включенные с -O2. Однако в ограниченной степени они могут быть использованы и без оптимизации.

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

является встроенной конструкцией, которая возвращает постоянное количество байтов от ptr до конца объекта, на который указывает указатель ptr (если известно на этапе компиляции). __builtin_object_size никогда не оценивает свои аргументы на побочные эффекты. Если в них есть побочные эффекты, то она возвращает (size_t) -1 для type 0 или 1 и (size_t) 0 для type 2 или 3. Если ptr может указывать на несколько объектов, и все они известны на этапе компиляции, возвращаемое число является максимальным из оставшихся байтовых счётчиков в этих объектах, если type & 2 равно 0, и минимальным, если не равно нулю. Если на этапе компиляции невозможно определить, на какой объект указывает ptr, __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 сброшен, объекты являются целыми переменными, если 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));

Для многих общих функций работы со строками добавлены встроенные функции, например, для memcpy __builtin___memcpy_chk предоставлена встроенная функция. Эта встроенная функция имеет дополнительный последний аргумент, который является количеством оставшихся байтов в объекте, на который указывает аргумент dest, или (size_t) -1 если размер неизвестен.

Встроенные функции оптимизируются в обычные строковые функции, такие как memcpy, если последний аргумент (size_t) -1, или если на этапе компиляции известно, что объект назначения не будет переполнен. Если компилятор может определить на этапе компиляции, что объект всегда будет переполнен, 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.

Также существуют встроенные функции проверки для функций форматированного вывода.

int __builtin___sprintf_chk (char *s, int flag, size_t os, const char *fmt, ...);
int __builtin___snprintf_chk (char *s, size_t maxlen, int flag, size_t os,
                              const char *fmt, ...);
int __builtin___vsprintf_chk (char *s, int flag, size_t os, const char *fmt,
                              va_list ap);
int __builtin___vsnprintf_chk (char *s, size_t maxlen, int flag, size_t os,
                               const char *fmt, va_list ap);

Дополнительный аргумент flag передаётся неизменным функциям __sprintf_chk и т. д. и может содержать флаги, специфичные для реализации, о дополнительных мерах безопасности, которые может принять функция проверки, таких как обработка %n по-разному.

Аргумент os — это размер объекта, на который указывает s, как и в других встроенных функциях. Однако есть небольшая разница в поведении, если os является (size_t) -1, встроенные функции оптимизируются в неконтролирующие функции только если flag равен 0, в противном случае функция проверки вызывается с аргументом os, установленным в (size_t) -1.

Кроме того, существуют встроенные функции проверки __builtin___printf_chk, __builtin___vprintf_chk, __builtin___fprintf_chk и __builtin___vfprintf_chk. У них только один дополнительный аргумент, flag, непосредственно перед строкой формата fmt. Если компилятор может оптимизировать их в функции fputc и т. д., он это делает, в противном случае вызывается функция проверки, и аргумент flag передаётся ей.

Далее: Встроенные функции проверки границ указателей, Предыдущее: Расширения модели памяти x86, специфичные для транзакционной памяти, Наверх: Расширения языка C [Оглавление][Индекс]