base/security_unittest.cc

   1 // Copyright (c) 2013 The Chromium Authors. All rights reserved.
   2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
   3 // found in the LICENSE file.
   4
   5 #include <fcntl.h>
   6 #include <stddef.h>
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <string.h>
  10 #include <sys/stat.h>
  11 #include <sys/types.h>
  12
  13 #include <algorithm>
  14 #include <limits>
  15 #include <memory>
  16
  17 #include "base/allocator/buildflags.h"
  18 #include "base/files/file_util.h"
  19 #include "base/memory/free_deleter.h"
  20 #include "base/sanitizer_buildflags.h"
  21 #include "build/build_config.h"
  22 #include "testing/gtest/include/gtest/gtest.h"
  23
  24 #if defined(OS_POSIX)
  25 #include <sys/mman.h>
  26 #include <unistd.h>
  27 #endif
  28
  29 using std::nothrow;
  30 using std::numeric_limits;
  31
  32 namespace {
  33
  34 // This function acts as a compiler optimization barrier. We use it to
  35 // prevent the compiler from making an expression a compile-time constant.
  36 // We also use it so that the compiler doesn't discard certain return values
  37 // as something we don't need (see the comment with calloc below).
  38 template <typename Type>
  39 NOINLINE Type HideValueFromCompiler(volatile Type value) {
  40 #if defined(__GNUC__)
  41   // In a GCC compatible compiler (GCC or Clang), make this compiler barrier
  42   // more robust than merely using "volatile".
  43   __asm__ volatile ("" : "+r" (value));
  44 #endif  // __GNUC__
  45   return value;
  46 }
  47
  48 // TCmalloc, currently supported only by Linux/CrOS, supports malloc limits.
  49 // - USE_TCMALLOC (should be set if compiled with use_allocator=="tcmalloc")
  50 // - ADDRESS_SANITIZER it has its own memory allocator
  51 #if defined(OS_LINUX) && BUILDFLAG(USE_TCMALLOC) && !defined(ADDRESS_SANITIZER)
  52 #define MALLOC_OVERFLOW_TEST(function) function
  53 #else
  54 #define MALLOC_OVERFLOW_TEST(function) DISABLED_##function
  55 #endif
  56
  57 // There are platforms where these tests are known to fail. We would like to
  58 // be able to easily check the status on the bots, but marking tests as
  59 // FAILS_ is too clunky.
  60 void OverflowTestsSoftExpectTrue(bool overflow_detected) {
  61   if (!overflow_detected) {
  62 #if defined(OS_LINUX) || defined(OS_ANDROID) || defined(OS_MACOSX)
  63     // Sadly, on Linux, Android, and OSX we don't have a good story yet. Don't
  64     // fail the test, but report.
  65     printf("Platform has overflow: %s\n",
  66            !overflow_detected ? "yes." : "no.");
  67 #else
  68     // Otherwise, fail the test. (Note: EXPECT are ok in subfunctions, ASSERT
  69     // aren't).
  70     EXPECT_TRUE(overflow_detected);
  71 #endif
  72   }
  73 }
  74
  75 #if defined(OS_IOS) || defined(OS_FUCHSIA) || defined(OS_MACOSX) || \
  76     defined(ADDRESS_SANITIZER) || defined(THREAD_SANITIZER) ||      \
  77     defined(MEMORY_SANITIZER) || BUILDFLAG(IS_HWASAN)
  78 #define MAYBE_NewOverflow DISABLED_NewOverflow
  79 #else
  80 #define MAYBE_NewOverflow NewOverflow
  81 #endif
  82 // Test array[TooBig][X] and array[X][TooBig] allocations for int
  83 // overflows.  IOS doesn't honor nothrow, so disable the test there.
  84 // TODO(https://crbug.com/828229): Fuchsia SDK exports an incorrect
  85 // new[] that gets picked up in Debug/component builds, breaking this
  86 // test.  Disabled on Mac for the same reason.  Disabled under XSan
  87 // because asan aborts when new returns nullptr,
  88 // https://bugs.chromium.org/p/chromium/issues/detail?id=690271#c15
  89 TEST(SecurityTest, MAYBE_NewOverflow) {
  90   const size_t kArraySize = 4096;
  91   // We want something "dynamic" here, so that the compiler doesn't
  92   // immediately reject crazy arrays.
  93   const size_t kDynamicArraySize = HideValueFromCompiler(kArraySize);
  94   const size_t kMaxSizeT = std::numeric_limits<size_t>::max();
  95   const size_t kArraySize2 = kMaxSizeT / kArraySize + 10;
  96   const size_t kDynamicArraySize2 = HideValueFromCompiler(kArraySize2);
  97   {
  98     std::unique_ptr<char[][kArraySize]> array_pointer(
  99         new (nothrow) char[kDynamicArraySize2][kArraySize]);
 100     // Prevent clang from optimizing away the whole test.
 101     char* volatile p = reinterpret_cast<char*>(array_pointer.get());
 102     OverflowTestsSoftExpectTrue(!p);
 103   }
 104   // On windows, the compiler prevents static array sizes of more than
 105   // 0x7fffffff (error C2148).
 106 #if defined(OS_WIN) && defined(ARCH_CPU_64_BITS)
 107   ALLOW_UNUSED_LOCAL(kDynamicArraySize);
 108 #else
 109   {
 110     std::unique_ptr<char[][kArraySize2]> array_pointer(
 111         new (nothrow) char[kDynamicArraySize][kArraySize2]);
 112     // Prevent clang from optimizing away the whole test.
 113     char* volatile p = reinterpret_cast<char*>(array_pointer.get());
 114     OverflowTestsSoftExpectTrue(!p);
 115   }
 116 #endif  // !defined(OS_WIN) || !defined(ARCH_CPU_64_BITS)
 117 }
 118
 119 #if defined(OS_LINUX) && defined(__x86_64__)
 120 // Check if ptr1 and ptr2 are separated by less than size chars.
 121 bool ArePointersToSameArea(void* ptr1, void* ptr2, size_t size) {
 122   ptrdiff_t ptr_diff = reinterpret_cast<char*>(std::max(ptr1, ptr2)) -
 123                        reinterpret_cast<char*>(std::min(ptr1, ptr2));
 124   return static_cast<size_t>(ptr_diff) <= size;
 125 }
 126
 127 // Check if TCMalloc uses an underlying random memory allocator.
 128 TEST(SecurityTest, MALLOC_OVERFLOW_TEST(RandomMemoryAllocations)) {
 129   size_t kPageSize = 4096;  // We support x86_64 only.
 130   // Check that malloc() returns an address that is neither the kernel's
 131   // un-hinted mmap area, nor the current brk() area. The first malloc() may
 132   // not be at a random address because TCMalloc will first exhaust any memory
 133   // that it has allocated early on, before starting the sophisticated
 134   // allocators.
 135   void* default_mmap_heap_address =
 136       mmap(nullptr, kPageSize, PROT_READ | PROT_WRITE,
 137            MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 138   ASSERT_NE(default_mmap_heap_address,
 139             static_cast<void*>(MAP_FAILED));
 140   ASSERT_EQ(munmap(default_mmap_heap_address, kPageSize), 0);
 141   void* brk_heap_address = sbrk(0);
 142   ASSERT_NE(brk_heap_address, reinterpret_cast<void*>(-1));
 143   ASSERT_TRUE(brk_heap_address != nullptr);
 144   // 1 MB should get us past what TCMalloc pre-allocated before initializing
 145   // the sophisticated allocators.
 146   size_t kAllocSize = 1<<20;
 147   std::unique_ptr<char, base::FreeDeleter> ptr(
 148       static_cast<char*>(malloc(kAllocSize)));
 149   ASSERT_TRUE(ptr != nullptr);
 150   // If two pointers are separated by less than 512MB, they are considered
 151   // to be in the same area.
 152   // Our random pointer could be anywhere within 0x3fffffffffff (46bits),
 153   // and we are checking that it's not withing 1GB (30 bits) from two
 154   // addresses (brk and mmap heap). We have roughly one chance out of
 155   // 2^15 to flake.
 156   const size_t kAreaRadius = 1<<29;
 157   bool in_default_mmap_heap = ArePointersToSameArea(
 158       ptr.get(), default_mmap_heap_address, kAreaRadius);
 159   EXPECT_FALSE(in_default_mmap_heap);
 160
 161   bool in_default_brk_heap = ArePointersToSameArea(
 162       ptr.get(), brk_heap_address, kAreaRadius);
 163   EXPECT_FALSE(in_default_brk_heap);
 164
 165   // In the implementation, we always mask our random addresses with
 166   // kRandomMask, so we use it as an additional detection mechanism.
 167   const uintptr_t kRandomMask = 0x3fffffffffffULL;
 168   bool impossible_random_address =
 169       reinterpret_cast<uintptr_t>(ptr.get()) & ~kRandomMask;
 170   EXPECT_FALSE(impossible_random_address);
 171 }
 172
 173 #endif  // defined(OS_LINUX) && defined(__x86_64__)
 174
 175 }  // namespace