src/hb-sanitize.hh

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  25  * Red Hat Author(s): Behdad Esfahbod
  26  * Google Author(s): Behdad Esfahbod
  27  */
  28
  29 #ifndef HB_SANITIZE_HH
  30 #define HB_SANITIZE_HH
  31
  32 #include "hb.hh"
  33 #include "hb-blob.hh"
  34 #include "hb-dispatch.hh"
  35
  36
  37 /*
  38  * Sanitize
  39  *
  40  *
  41  * === Introduction ===
  42  *
  43  * The sanitize machinery is at the core of our zero-cost font loading.  We
  44  * mmap() font file into memory and create a blob out of it.  Font subtables
  45  * are returned as a readonly sub-blob of the main font blob.  These table
  46  * blobs are then sanitized before use, to ensure invalid memory access does
  47  * not happen.  The toplevel sanitize API use is like, eg. to load the 'head'
  48  * table:
  49  *
  50  *   hb_blob_t *head_blob = hb_sanitize_context_t ().reference_table<OT::head> (face);
  51  *
  52  * The blob then can be converted to a head table struct with:
  53  *
  54  *   const head *head_table = head_blob->as<head> ();
  55  *
  56  * What the reference_table does is, to call hb_face_reference_table() to load
  57  * the table blob, sanitize it and return either the sanitized blob, or empty
  58  * blob if sanitization failed.  The blob->as() function returns the null
  59  * object of its template type argument if the blob is empty.  Otherwise, it
  60  * just casts the blob contents to the desired type.
  61  *
  62  * Sanitizing a blob of data with a type T works as follows (with minor
  63  * simplification):
  64  *
  65  *   - Cast blob content to T*, call sanitize() method of it,
  66  *   - If sanitize succeeded, return blob.
  67  *   - Otherwise, if blob is not writable, try making it writable,
  68  *     or copy if cannot be made writable in-place,
  69  *   - Call sanitize() again.  Return blob if sanitize succeeded.
  70  *   - Return empty blob otherwise.
  71  *
  72  *
  73  * === The sanitize() contract ===
  74  *
  75  * The sanitize() method of each object type shall return true if it's safe to
  76  * call other methods of the object, and false otherwise.
  77  *
  78  * Note that what sanitize() checks for might align with what the specification
  79  * describes as valid table data, but does not have to be.  In particular, we
  80  * do NOT want to be pedantic and concern ourselves with validity checks that
  81  * are irrelevant to our use of the table.  On the contrary, we want to be
  82  * lenient with error handling and accept invalid data to the extent that it
  83  * does not impose extra burden on us.
  84  *
  85  * Based on the sanitize contract, one can see that what we check for depends
  86  * on how we use the data in other table methods.  Ie. if other table methods
  87  * assume that offsets do NOT point out of the table data block, then that's
  88  * something sanitize() must check for (GSUB/GPOS/GDEF/etc work this way).  On
  89  * the other hand, if other methods do such checks themselves, then sanitize()
  90  * does not have to bother with them (glyf/local work this way).  The choice
  91  * depends on the table structure and sanitize() performance.  For example, to
  92  * check glyf/loca offsets in sanitize() would cost O(num-glyphs).  We try hard
  93  * to avoid such costs during font loading.  By postponing such checks to the
  94  * actual glyph loading, we reduce the sanitize cost to O(1) and total runtime
  95  * cost to O(used-glyphs).  As such, this is preferred.
  96  *
  97  * The same argument can be made re GSUB/GPOS/GDEF, but there, the table
  98  * structure is so complicated that by checking all offsets at sanitize() time,
  99  * we make the code much simpler in other methods, as offsets and referenced
 100  * objects do not need to be validated at each use site.
 101  */
 102
 103 /* This limits sanitizing time on really broken fonts. */
 104 #ifndef HB_SANITIZE_MAX_EDITS
 105 #define HB_SANITIZE_MAX_EDITS 32
 106 #endif
 107 #ifndef HB_SANITIZE_MAX_OPS_FACTOR
 108 #define HB_SANITIZE_MAX_OPS_FACTOR 8
 109 #endif
 110 #ifndef HB_SANITIZE_MAX_OPS_MIN
 111 #define HB_SANITIZE_MAX_OPS_MIN 16384
 112 #endif
 113 #ifndef HB_SANITIZE_MAX_OPS_MAX
 114 #define HB_SANITIZE_MAX_OPS_MAX 0x3FFFFFFF
 115 #endif
 116 #ifndef HB_SANITIZE_MAX_SUTABLES
 117 #define HB_SANITIZE_MAX_SUTABLES 0x4000
 118 #endif
 119
 120 struct hb_sanitize_context_t :
 121        hb_dispatch_context_t<hb_sanitize_context_t, bool, HB_DEBUG_SANITIZE>
 122 {
 123   hb_sanitize_context_t () :
 124         debug_depth (0),
 125         start (nullptr), end (nullptr),
 126         max_ops (0), max_subtables (0),
 127         writable (false), edit_count (0),
 128         blob (nullptr),
 129         num_glyphs (65536),
 130         num_glyphs_set (false) {}
 131
 132   const char *get_name () { return "SANITIZE"; }
 133   template <typename T, typename F>
 134   bool may_dispatch (const T *obj HB_UNUSED, const F *format)
 135   { return format->sanitize (this); }
 136   static return_t default_return_value () { return true; }
 137   static return_t no_dispatch_return_value () { return false; }
 138   bool stop_sublookup_iteration (const return_t r) const { return !r; }
 139
 140   bool visit_subtables (unsigned count)
 141   {
 142     max_subtables += count;
 143     return max_subtables < HB_SANITIZE_MAX_SUTABLES;
 144   }
 145
 146   private:
 147   template <typename T, typename ...Ts> auto
 148   _dispatch (const T &obj, hb_priority<1>, Ts&&... ds) HB_AUTO_RETURN
 149   ( obj.sanitize (this, hb_forward<Ts> (ds)...) )
 150   template <typename T, typename ...Ts> auto
 151   _dispatch (const T &obj, hb_priority<0>, Ts&&... ds) HB_AUTO_RETURN
 152   ( obj.dispatch (this, hb_forward<Ts> (ds)...) )
 153   public:
 154   template <typename T, typename ...Ts> auto
 155   dispatch (const T &obj, Ts&&... ds) HB_AUTO_RETURN
 156   ( _dispatch (obj, hb_prioritize, hb_forward<Ts> (ds)...) )
 157
 158
 159   void init (hb_blob_t *b)
 160   {
 161     this->blob = hb_blob_reference (b);
 162     this->writable = false;
 163   }
 164
 165   void set_num_glyphs (unsigned int num_glyphs_)
 166   {
 167     num_glyphs = num_glyphs_;
 168     num_glyphs_set = true;
 169   }
 170   unsigned int get_num_glyphs () { return num_glyphs; }
 171
 172   void set_max_ops (int max_ops_) { max_ops = max_ops_; }
 173
 174   template <typename T>
 175   void set_object (const T *obj)
 176   {
 177     reset_object ();
 178
 179     if (!obj) return;
 180
 181     const char *obj_start = (const char *) obj;
 182     if (unlikely (obj_start < this->start || this->end <= obj_start))
 183       this->start = this->end = nullptr;
 184     else
 185     {
 186       this->start = obj_start;
 187       this->end   = obj_start + hb_min (size_t (this->end - obj_start), obj->get_size ());
 188     }
 189   }
 190
 191   void reset_object ()
 192   {
 193     this->start = this->blob->data;
 194     this->end = this->start + this->blob->length;
 195     assert (this->start <= this->end); /* Must not overflow. */
 196   }
 197
 198   void start_processing ()
 199   {
 200     reset_object ();
 201     if (unlikely (hb_unsigned_mul_overflows (this->end - this->start, HB_SANITIZE_MAX_OPS_FACTOR)))
 202       this->max_ops = HB_SANITIZE_MAX_OPS_MAX;
 203     else
 204       this->max_ops = hb_clamp ((unsigned) (this->end - this->start) * HB_SANITIZE_MAX_OPS_FACTOR,
 205                                 (unsigned) HB_SANITIZE_MAX_OPS_MIN,
 206                                 (unsigned) HB_SANITIZE_MAX_OPS_MAX);
 207     this->edit_count = 0;
 208     this->debug_depth = 0;
 209
 210     DEBUG_MSG_LEVEL (SANITIZE, start, 0, +1,
 211                      "start [%p..%p] (%lu bytes)",
 212                      this->start, this->end,
 213                      (unsigned long) (this->end - this->start));
 214   }
 215
 216   void end_processing ()
 217   {
 218     DEBUG_MSG_LEVEL (SANITIZE, this->start, 0, -1,
 219                      "end [%p..%p] %u edit requests",
 220                      this->start, this->end, this->edit_count);
 221
 222     hb_blob_destroy (this->blob);
 223     this->blob = nullptr;
 224     this->start = this->end = nullptr;
 225   }
 226
 227   unsigned get_edit_count () { return edit_count; }
 228
 229   bool check_range (const void *base,
 230                     unsigned int len) const
 231   {
 232     const char *p = (const char *) base;
 233     bool ok = !len ||
 234               (this->start <= p &&
 235                p <= this->end &&
 236                (unsigned int) (this->end - p) >= len &&
 237                this->max_ops-- > 0);
 238
 239     DEBUG_MSG_LEVEL (SANITIZE, p, this->debug_depth+1, 0,
 240                      "check_range [%p..%p]"
 241                      " (%d bytes) in [%p..%p] -> %s",
 242                      p, p + len, len,
 243                      this->start, this->end,
 244                      ok ? "OK" : "OUT-OF-RANGE");
 245
 246     return likely (ok);
 247   }
 248
 249   template <typename T>
 250   bool check_range (const T *base,
 251                     unsigned int a,
 252                     unsigned int b) const
 253   {
 254     return !hb_unsigned_mul_overflows (a, b) &&
 255            this->check_range (base, a * b);
 256   }
 257
 258   template <typename T>
 259   bool check_range (const T *base,
 260                     unsigned int a,
 261                     unsigned int b,
 262                     unsigned int c) const
 263   {
 264     return !hb_unsigned_mul_overflows (a, b) &&
 265            this->check_range (base, a * b, c);
 266   }
 267
 268   template <typename T>
 269   bool check_array (const T *base, unsigned int len) const
 270   {
 271     return this->check_range (base, len, hb_static_size (T));
 272   }
 273
 274   template <typename T>
 275   bool check_array (const T *base,
 276                     unsigned int a,
 277                     unsigned int b) const
 278   {
 279     return this->check_range (base, a, b, hb_static_size (T));
 280   }
 281
 282   template <typename Type>
 283   bool check_struct (const Type *obj) const
 284   { return likely (this->check_range (obj, obj->min_size)); }
 285
 286   bool may_edit (const void *base, unsigned int len)
 287   {
 288     if (this->edit_count >= HB_SANITIZE_MAX_EDITS)
 289       return false;
 290
 291     const char *p = (const char *) base;
 292     this->edit_count++;
 293
 294     DEBUG_MSG_LEVEL (SANITIZE, p, this->debug_depth+1, 0,
 295        "may_edit(%u) [%p..%p] (%d bytes) in [%p..%p] -> %s",
 296        this->edit_count,
 297        p, p + len, len,
 298        this->start, this->end,
 299        this->writable ? "GRANTED" : "DENIED");
 300
 301     return this->writable;
 302   }
 303
 304   template <typename Type, typename ValueType>
 305   bool try_set (const Type *obj, const ValueType &v)
 306   {
 307     if (this->may_edit (obj, hb_static_size (Type)))
 308     {
 309       * const_cast<Type *> (obj) = v;
 310       return true;
 311     }
 312     return false;
 313   }
 314
 315   template <typename Type>
 316   hb_blob_t *sanitize_blob (hb_blob_t *blob)
 317   {
 318     bool sane;
 319
 320     init (blob);
 321
 322   retry:
 323     DEBUG_MSG_FUNC (SANITIZE, start, "start");
 324
 325     start_processing ();
 326
 327     if (unlikely (!start))
 328     {
 329       end_processing ();
 330       return blob;
 331     }
 332
 333     Type *t = reinterpret_cast<Type *> (const_cast<char *> (start));
 334
 335     sane = t->sanitize (this);
 336     if (sane)
 337     {
 338       if (edit_count)
 339       {
 340         DEBUG_MSG_FUNC (SANITIZE, start, "passed first round with %d edits; going for second round", edit_count);
 341
 342         /* sanitize again to ensure no toe-stepping */
 343         edit_count = 0;
 344         sane = t->sanitize (this);
 345         if (edit_count) {
 346           DEBUG_MSG_FUNC (SANITIZE, start, "requested %d edits in second round; FAILLING", edit_count);
 347           sane = false;
 348         }
 349       }
 350     }
 351     else
 352     {
 353       if (edit_count && !writable) {
 354         start = hb_blob_get_data_writable (blob, nullptr);
 355         end = start + blob->length;
 356
 357         if (start)
 358         {
 359           writable = true;
 360           /* ok, we made it writable by relocating.  try again */
 361           DEBUG_MSG_FUNC (SANITIZE, start, "retry");
 362           goto retry;
 363         }
 364       }
 365     }
 366
 367     end_processing ();
 368
 369     DEBUG_MSG_FUNC (SANITIZE, start, sane ? "PASSED" : "FAILED");
 370     if (sane)
 371     {
 372       hb_blob_make_immutable (blob);
 373       return blob;
 374     }
 375     else
 376     {
 377       hb_blob_destroy (blob);
 378       return hb_blob_get_empty ();
 379     }
 380   }
 381
 382   template <typename Type>
 383   hb_blob_t *reference_table (const hb_face_t *face, hb_tag_t tableTag = Type::tableTag)
 384   {
 385     if (!num_glyphs_set)
 386       set_num_glyphs (hb_face_get_glyph_count (face));
 387     return sanitize_blob<Type> (hb_face_reference_table (face, tableTag));
 388   }
 389
 390   mutable unsigned int debug_depth;
 391   const char *start, *end;
 392   mutable int max_ops, max_subtables;
 393   private:
 394   bool writable;
 395   unsigned int edit_count;
 396   hb_blob_t *blob;
 397   unsigned int num_glyphs;
 398   bool  num_glyphs_set;
 399 };
 400
 401 struct hb_sanitize_with_object_t
 402 {
 403   template <typename T>
 404   hb_sanitize_with_object_t (hb_sanitize_context_t *c, const T& obj) : c (c)
 405   { c->set_object (obj); }
 406   ~hb_sanitize_with_object_t ()
 407   { c->reset_object (); }
 408
 409   private:
 410   hb_sanitize_context_t *c;
 411 };
 412
 413
 414 #endif /* HB_SANITIZE_HH */