Fix value chain use-after-free
authorTom Tromey <tom@tromey.com>
Wed, 8 Feb 2023 20:59:36 +0000 (13:59 -0700)
committerTom Tromey <tom@tromey.com>
Mon, 27 Feb 2023 22:46:31 +0000 (15:46 -0700)
Hannes filed a bug showing a crash, where a pretty-printer written in
Python could cause a use-after-free.  He sent a patch, but I thought a
different approach was needed.

In a much earlier patch (see bug #12533), we changed the Python code
to release new values from the value chain when constructing a
gdb.Value.  The rationale for this is that if you write a command that
does a lot of computations in a loop, all the values will be kept live
by the value chain, resulting in gdb using a large amount of memory.

However, suppose a value is passed to Python from some code in gdb
that needs to use the value after the call into Python.  In this
scenario, value_to_value_object will still release the value -- and
because gdb code doesn't generally keep strong references to values (a
consequence of the ancient decision to use the value chain to avoid
memory management), this will result in a use-after-free.

This scenario can happen, as it turns out, when a value is passed to
Python for pretty-printing.  Now, normally this route boxes the value
via value_to_value_object_no_release, avoiding the problematic release
from the value chain.  However, if you then call Value.cast, the
underlying value API might return the same value, when is then
released from the chain.

This patch fixes the problem by changing how value boxing is done.
value_to_value_object no longer removes a value from the chain.
Instead, every spot in gdb that might construct new values uses a
scoped_value_mark to ensure that the requirements of bug #12533 are
met.  And, because incoming values aren't ever released from the chain
(the Value.cast one comes earlier on the chain than the
scoped_value_mark), the bug can no longer occur.  (Note that many
spots in the Python layer already take this approach, so not many
places needed to be touched.)

In the future I think we should replace the use of raw "value *" with
value_ref_ptr pretty much everywhere.  This will ensure lifetime
safety throughout gdb.

The test case in this patch comes from Hannes' original patch.  I only
made a trivial ("require") change to it.  However, while this fails
for him, I can't make it fail on this machine; nevertheless, he tried
my patch and reported the bug as being fixed.

Bug: https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=30044

14 files changed:
gdb/python/py-finishbreakpoint.c
gdb/python/py-frame.c
gdb/python/py-lazy-string.c
gdb/python/py-prettyprint.c
gdb/python/py-symbol.c
gdb/python/py-type.c
gdb/python/py-unwind.c
gdb/python/py-value.c
gdb/python/py-xmethods.c
gdb/python/python-internal.h
gdb/python/python.c
gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.c [new file with mode: 0644]
gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.exp [new file with mode: 0644]
gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.py [new file with mode: 0644]

index d4d129110e9971330eddb7920bc4bbacb9449c4d..3b682f5ad36f44c4b8a90b4651fb50759625e737 100644 (file)
@@ -112,6 +112,8 @@ bpfinishpy_pre_stop_hook (struct gdbpy_breakpoint_object *bp_obj)
 
   try
     {
+      scoped_value_mark free_values;
+
       struct symbol *func_symbol =
        symbol_object_to_symbol (self_finishbp->func_symbol);
       struct value *function =
@@ -258,6 +260,8 @@ bpfinishpy_init (PyObject *self, PyObject *args, PyObject *kwargs)
              /* Remember only non-void return types.  */
              if (ret_type->code () != TYPE_CODE_VOID)
                {
+                 scoped_value_mark free_values;
+
                  /* Ignore Python errors at this stage.  */
                  value *func_value = read_var_value (function, NULL, frame);
                  self_bpfinish->function_value
index f66d22bfa3d8ad0b378c2708d26486bf6658a7bc..ecd55d2e568233fadfd242d3a2998def77fdd0b4 100644 (file)
@@ -241,12 +241,13 @@ static PyObject *
 frapy_read_register (PyObject *self, PyObject *args)
 {
   PyObject *pyo_reg_id;
-  struct value *val = NULL;
+  PyObject *result = nullptr;
 
   if (!PyArg_UnpackTuple (args, "read_register", 1, 1, &pyo_reg_id))
     return NULL;
   try
     {
+      scoped_value_mark free_values;
       frame_info_ptr frame;
       int regnum;
 
@@ -257,17 +258,19 @@ frapy_read_register (PyObject *self, PyObject *args)
        return nullptr;
 
       gdb_assert (regnum >= 0);
-      val = value_of_register (regnum, frame);
+      struct value *val = value_of_register (regnum, frame);
 
       if (val == NULL)
        PyErr_SetString (PyExc_ValueError, _("Can't read register."));
+      else
+       result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return val == NULL ? NULL : value_to_value_object (val);
+  return result;
 }
 
 /* Implementation of gdb.Frame.block (self) -> gdb.Block.
@@ -482,7 +485,6 @@ frapy_read_var (PyObject *self, PyObject *args)
   PyObject *sym_obj, *block_obj = NULL;
   struct symbol *var = NULL;   /* gcc-4.3.2 false warning.  */
   const struct block *block = NULL;
-  struct value *val = NULL;
 
   if (!PyArg_ParseTuple (args, "O|O", &sym_obj, &block_obj))
     return NULL;
@@ -540,18 +542,21 @@ frapy_read_var (PyObject *self, PyObject *args)
       return NULL;
     }
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
       FRAPY_REQUIRE_VALID (self, frame);
 
-      val = read_var_value (var, block, frame);
+      scoped_value_mark free_values;
+      struct value *val = read_var_value (var, block, frame);
+      result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (val);
+  return result;
 }
 
 /* Select this frame.  */
index 7177d74c32e4b08e96de440321a0e24350d382f2..9b1205463d45d03a5f2416e7fc35176c401ecc8e 100644 (file)
@@ -104,7 +104,6 @@ static PyObject *
 stpy_convert_to_value (PyObject *self, PyObject *args)
 {
   lazy_string_object *self_string = (lazy_string_object *) self;
-  struct value *val = NULL;
 
   if (self_string->address == 0)
     {
@@ -113,10 +112,14 @@ stpy_convert_to_value (PyObject *self, PyObject *args)
       return NULL;
     }
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
+      scoped_value_mark free_values;
+
       struct type *type = type_object_to_type (self_string->type);
       struct type *realtype;
+      struct value *val;
 
       gdb_assert (type != NULL);
       realtype = check_typedef (type);
@@ -141,13 +144,15 @@ stpy_convert_to_value (PyObject *self, PyObject *args)
          val = value_at_lazy (type, self_string->address);
          break;
        }
+
+      result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (val);
+  return result;
 }
 
 static void
index dbacb3f3fe2bbacc43482bb2c45d8fc17f09887a..29ae0205ec7df2a02c482df02a825aa101491626 100644 (file)
@@ -590,7 +590,7 @@ gdbpy_apply_val_pretty_printer (const struct extension_language_defn *extlang,
 
   gdbpy_enter enter_py (gdbarch, language);
 
-  gdbpy_ref<> val_obj (value_to_value_object_no_release (value));
+  gdbpy_ref<> val_obj (value_to_value_object (value));
   if (val_obj == NULL)
     {
       print_stack_unless_memory_error (stream);
index b8777966c476f5fcf6378108a5b66909f7d906b0..e6497ed473fc276e56e0d18ae4e7f5c397323abd 100644 (file)
@@ -267,7 +267,6 @@ sympy_value (PyObject *self, PyObject *args)
   struct symbol *symbol = NULL;
   frame_info_ptr frame_info = NULL;
   PyObject *frame_obj = NULL;
-  struct value *value = NULL;
 
   if (!PyArg_ParseTuple (args, "|O", &frame_obj))
     return NULL;
@@ -285,6 +284,7 @@ sympy_value (PyObject *self, PyObject *args)
       return NULL;
     }
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
       if (frame_obj != NULL)
@@ -301,14 +301,16 @@ sympy_value (PyObject *self, PyObject *args)
         was found, so we have no block to pass to read_var_value.  This will
         yield an incorrect value when symbol is not local to FRAME_INFO (this
         can happen with nested functions).  */
-      value = read_var_value (symbol, NULL, frame_info);
+      scoped_value_mark free_values;
+      struct value *value = read_var_value (symbol, NULL, frame_info);
+      result = value_to_value_object (value);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (value);
+  return result;
 }
 
 /* Given a symbol, and a symbol_object that has previously been
index 0a3787815ec10852998832853ff1ba8808f4d8dc..b68ec8d2c9225e3bd4c7a1825958f3c1ed70e454 100644 (file)
@@ -957,7 +957,6 @@ typy_template_argument (PyObject *self, PyObject *args)
   const struct block *block = NULL;
   PyObject *block_obj = NULL;
   struct symbol *sym;
-  struct value *val = NULL;
 
   if (! PyArg_ParseTuple (args, "i|O", &argno, &block_obj))
     return NULL;
@@ -1014,16 +1013,19 @@ typy_template_argument (PyObject *self, PyObject *args)
       return NULL;
     }
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
-      val = value_of_variable (sym, block);
+      scoped_value_mark free_values;
+      struct value *val = value_of_variable (sym, block);
+      result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (val);
+  return result;
 }
 
 static PyObject *
@@ -1189,6 +1191,7 @@ typy_optimized_out (PyObject *self, PyObject *args)
 {
   struct type *type = ((type_object *) self)->type;
 
+  scoped_value_mark free_values;
   return value_to_value_object (value::allocate_optimized_out (type));
 }
 
index 5b512c95dc78410360655370970f9f63cc467a1b..ee776bf8dea50be8c04d2c57fc74d6690237ce43 100644 (file)
@@ -365,7 +365,6 @@ static PyObject *
 pending_framepy_read_register (PyObject *self, PyObject *args)
 {
   pending_frame_object *pending_frame = (pending_frame_object *) self;
-  struct value *val = NULL;
   int regnum;
   PyObject *pyo_reg_id;
 
@@ -380,25 +379,31 @@ pending_framepy_read_register (PyObject *self, PyObject *args)
   if (!gdbpy_parse_register_id (pending_frame->gdbarch, pyo_reg_id, &regnum))
     return nullptr;
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
+      scoped_value_mark free_values;
+
       /* Fetch the value associated with a register, whether it's
         a real register or a so called "user" register, like "pc",
         which maps to a real register.  In the past,
         get_frame_register_value() was used here, which did not
         handle the user register case.  */
-      val = value_of_register (regnum, pending_frame->frame_info);
+      struct value *val = value_of_register (regnum,
+                                            pending_frame->frame_info);
       if (val == NULL)
        PyErr_Format (PyExc_ValueError,
                      "Cannot read register %d from frame.",
                      regnum);
+      else
+       result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return val == NULL ? NULL : value_to_value_object (val);
+  return result;
 }
 
 /* Implementation of
index c61de577de1944ab66693f58a16dd67af52b493d..9441a43cad8f2d3147156a3254cdce9f6a87bdec 100644 (file)
@@ -1559,18 +1559,20 @@ valpy_nonzero (PyObject *self)
 static PyObject *
 valpy_invert (PyObject *self)
 {
-  struct value *val = NULL;
+  PyObject *result = nullptr;
 
   try
     {
-      val = value_complement (((value_object *) self)->value);
+      scoped_value_mark free_values;
+      struct value *val = value_complement (((value_object *) self)->value);
+      result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (val);
+  return result;
 }
 
 /* Implements left shift for value objects.  */
@@ -1774,32 +1776,10 @@ valpy_float (PyObject *self)
   return PyFloat_FromDouble (d);
 }
 
-/* Returns an object for a value which is released from the all_values chain,
-   so its lifetime is not bound to the execution of a command.  */
-PyObject *
-value_to_value_object (struct value *val)
-{
-  value_object *val_obj;
-
-  val_obj = PyObject_New (value_object, &value_object_type);
-  if (val_obj != NULL)
-    {
-      val_obj->value = release_value (val).release ();
-      val_obj->next = nullptr;
-      val_obj->prev = nullptr;
-      val_obj->address = NULL;
-      val_obj->type = NULL;
-      val_obj->dynamic_type = NULL;
-      note_value (val_obj);
-    }
-
-  return (PyObject *) val_obj;
-}
-
-/* Returns an object for a value, but without releasing it from the
+/* Returns an object for a value, without releasing it from the
    all_values chain.  */
 PyObject *
-value_to_value_object_no_release (struct value *val)
+value_to_value_object (struct value *val)
 {
   value_object *val_obj;
 
@@ -1926,21 +1906,23 @@ PyObject *
 gdbpy_history (PyObject *self, PyObject *args)
 {
   int i;
-  struct value *res_val = NULL;          /* Initialize to appease gcc warning.  */
 
   if (!PyArg_ParseTuple (args, "i", &i))
     return NULL;
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
-      res_val = access_value_history (i);
+      scoped_value_mark free_values;
+      struct value *res_val = access_value_history (i);
+      result = value_to_value_object (res_val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (res_val);
+  return result;
 }
 
 /* Add a gdb.Value into GDB's history, and return (as an integer) the
@@ -1988,15 +1970,23 @@ gdbpy_convenience_variable (PyObject *self, PyObject *args)
   if (!PyArg_ParseTuple (args, "s", &varname))
     return NULL;
 
+  PyObject *result = nullptr;
+  bool found = false;
   try
     {
       struct internalvar *var = lookup_only_internalvar (varname);
 
       if (var != NULL)
        {
+         scoped_value_mark free_values;
          res_val = value_of_internalvar (gdbpy_enter::get_gdbarch (), var);
          if (res_val->type ()->code () == TYPE_CODE_VOID)
            res_val = NULL;
+         else
+           {
+             found = true;
+             result = value_to_value_object (res_val);
+           }
        }
     }
   catch (const gdb_exception &except)
@@ -2004,10 +1994,10 @@ gdbpy_convenience_variable (PyObject *self, PyObject *args)
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  if (res_val == NULL)
+  if (result == nullptr && !found)
     Py_RETURN_NONE;
 
-  return value_to_value_object (res_val);
+  return result;
 }
 
 /* Set the value of a convenience variable.  */
index 2db6793b5076f7845b08d7f15cc1ad0f08101de6..d9fa355e4cb454636cb52023317425563ce489ca 100644 (file)
@@ -423,6 +423,7 @@ python_xmethod_worker::do_get_result_type (value *obj,
       return EXT_LANG_RC_OK;
     }
 
+  scoped_value_mark free_values;
   obj_type = check_typedef (obj->type ());
   this_type = check_typedef (type_object_to_type (m_this_type));
   if (obj_type->code () == TYPE_CODE_PTR)
index 8fb09796b1590beddb619ef7c0f7586be102081c..55bbe78a7a57d74a094b360c2e40a41c5495f137 100644 (file)
@@ -437,7 +437,6 @@ PyObject *symbol_to_symbol_object (struct symbol *sym);
 PyObject *block_to_block_object (const struct block *block,
                                 struct objfile *objfile);
 PyObject *value_to_value_object (struct value *v);
-PyObject *value_to_value_object_no_release (struct value *v);
 PyObject *type_to_type_object (struct type *);
 PyObject *frame_info_to_frame_object (frame_info_ptr frame);
 PyObject *symtab_to_linetable_object (PyObject *symtab);
index 1ed13f2789beb87d2f8baac5f45aa22d65dd7c70..fb3d975c6d24d05ee05355677858d5f21c1ba1b6 100644 (file)
@@ -970,22 +970,24 @@ static PyObject *
 gdbpy_parse_and_eval (PyObject *self, PyObject *args)
 {
   const char *expr_str;
-  struct value *result = NULL;
 
   if (!PyArg_ParseTuple (args, "s", &expr_str))
     return NULL;
 
+  PyObject *result = nullptr;
   try
     {
       gdbpy_allow_threads allow_threads;
-      result = parse_and_eval (expr_str);
+      scoped_value_mark free_values;
+      struct value *val = parse_and_eval (expr_str);
+      result = value_to_value_object (val);
     }
   catch (const gdb_exception &except)
     {
       GDB_PY_HANDLE_EXCEPTION (except);
     }
 
-  return value_to_value_object (result);
+  return result;
 }
 
 /* Implementation of gdb.invalidate_cached_frames.  */
diff --git a/gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.c b/gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..72716a7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,35 @@
+/* This testcase is part of GDB, the GNU debugger.
+
+   Copyright 2023 Free Software Foundation, Inc.
+
+   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+   it under the terms of the GNU General Public License as published by
+   the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+   (at your option) any later version.
+
+   This program is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+   GNU General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU General Public License
+   along with this program.  If not, see  <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+typedef int pp_int;
+
+int break_function()
+{
+  return 0;
+}
+
+struct container
+{
+  pp_int p_i;
+  int i;
+};
+
+int main()
+{
+  struct container c = { 10, 5 };
+  return break_function();
+}
diff --git a/gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.exp b/gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.exp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8a6f297
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,40 @@
+# Copyright (C) 2023 Free Software Foundation, Inc.
+
+# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+# it under the terms of the GNU General Public License as published by
+# the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+# (at your option) any later version.
+#
+# This program is distributed in the hope that it will be useful,
+# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+# GNU General Public License for more details.
+#
+# You should have received a copy of the GNU General Public License
+# along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+# Test casting of a gdb.Value inside a pretty printer.
+
+load_lib gdb-python.exp
+
+require allow_python_tests
+
+standard_testfile
+
+if { [prepare_for_testing "failed to prepare" ${testfile} ${srcfile}] } {
+    return -1
+}
+
+if ![runto break_function] {
+    return -1
+}
+
+set remote_python_file [gdb_remote_download host \
+                           ${srcdir}/${subdir}/${testfile}.py]
+
+gdb_test_no_output "source ${remote_python_file}" \
+    "source ${testfile}.py"
+
+gdb_test "up" "#1.*main.*"
+
+gdb_test "info locals" "c = {p_i = 10p, i = 5}"
diff --git a/gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.py b/gdb/testsuite/gdb.python/py-pp-cast.py
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b171a91
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,28 @@
+# Copyright (C) 2023 Free Software Foundation, Inc.
+
+# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+# it under the terms of the GNU General Public License as published by
+# the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+# (at your option) any later version.
+#
+# This program is distributed in the hope that it will be useful,
+# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+# GNU General Public License for more details.
+#
+# You should have received a copy of the GNU General Public License
+# along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+
+class PpIntPrinter(object):
+    def __init__(self, val):
+        self.val = val
+
+    def to_string(self):
+        val = self.val.cast(self.val.type)
+        return "%dp" % int(val)
+
+
+pp = gdb.printing.RegexpCollectionPrettyPrinter("pp-cast")
+pp.add_printer("pp_int", "^pp_int$", PpIntPrinter)
+gdb.printing.register_pretty_printer(gdb.current_objfile(), pp)