lib/c-stack.c

   1 /* Stack overflow handling.
   2
   3    Copyright (C) 2002, 2004, 2006, 2008, 2009 Free Software
   4    Foundation, Inc.
   5
   6    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
   9    (at your option) any later version.
  10
  11    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14    GNU General Public License for more details.
  15
  16    You should have received a copy of the GNU General Public License
  17    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  18
  19 /* Written by Paul Eggert.  */
  20
  21 /* NOTES:
  22
  23    A program that uses alloca, dynamic arrays, or large local
  24    variables may extend the stack by more than a page at a time.  If
  25    so, when the stack overflows the operating system may not detect
  26    the overflow until the program uses the array, and this module may
  27    incorrectly report a program error instead of a stack overflow.
  28
  29    To avoid this problem, allocate only small objects on the stack; a
  30    program should be OK if it limits single allocations to a page or
  31    less.  Allocate larger arrays in static storage, or on the heap
  32    (e.g., with malloc).  Yes, this is a pain, but we don't know of any
  33    better solution that is portable.
  34
  35    No attempt has been made to deal with multithreaded applications.  */
  36
  37 #include <config.h>
  38
  39 #ifndef __attribute__
  40 # if __GNUC__ < 3
  41 #  define __attribute__(x)
  42 # endif
  43 #endif
  44
  45 #include "gettext.h"
  46 #define _(msgid) gettext (msgid)
  47
  48 #include <errno.h>
  49 #ifndef ENOTSUP
  50 # define ENOTSUP EINVAL
  51 #endif
  52
  53 #include <signal.h>
  54 #if ! HAVE_STACK_T && ! defined stack_t
  55 typedef struct sigaltstack stack_t;
  56 #endif
  57 #ifndef SIGSTKSZ
  58 # define SIGSTKSZ 16384
  59 #endif
  60
  61 #include <stdlib.h>
  62 #include <string.h>
  63
  64 /* Posix 2001 declares ucontext_t in <ucontext.h>, Posix 200x in
  65    <signal.h>.  */
  66 #if HAVE_UCONTEXT_H
  67 # include <ucontext.h>
  68 #endif
  69
  70 #include <unistd.h>
  71
  72 #if HAVE_LIBSIGSEGV
  73 # include <sigsegv.h>
  74 #endif
  75
  76 #include "c-stack.h"
  77 #include "exitfail.h"
  78
  79 #if defined SA_ONSTACK && defined SA_SIGINFO
  80 # define SIGACTION_WORKS 1
  81 #else
  82 # define SIGACTION_WORKS 0
  83 # ifndef SA_ONSTACK
  84 #  define SA_ONSTACK 0
  85 # endif
  86 #endif
  87
  88 extern char *program_name;
  89
  90 /* The user-specified action to take when a SEGV-related program error
  91    or stack overflow occurs.  */
  92 static void (* volatile segv_action) (int);
  93
  94 /* Translated messages for program errors and stack overflow.  Do not
  95    translate them in the signal handler, since gettext is not
  96    async-signal-safe.  */
  97 static char const * volatile program_error_message;
  98 static char const * volatile stack_overflow_message;
  99
 100 /* Output an error message, then exit with status EXIT_FAILURE if it
 101    appears to have been a stack overflow, or with a core dump
 102    otherwise.  This function is async-signal-safe.  */
 103
 104 static void die (int) __attribute__ ((noreturn));
 105 static void
 106 die (int signo)
 107 {
 108   char const *message;
 109   segv_action (signo);
 110   message = signo ? program_error_message : stack_overflow_message;
 111   write (STDERR_FILENO, program_name, strlen (program_name));
 112   write (STDERR_FILENO, ": ", 2);
 113   write (STDERR_FILENO, message, strlen (message));
 114   write (STDERR_FILENO, "\n", 1);
 115   if (! signo)
 116     _exit (exit_failure);
 117   raise (signo);
 118   abort ();
 119 }
 120
 121 #if (HAVE_SIGALTSTACK && HAVE_DECL_SIGALTSTACK \
 122      && HAVE_STACK_OVERFLOW_HANDLING) || HAVE_LIBSIGSEGV
 123
 124 /* Storage for the alternate signal stack.  */
 125 static union
 126 {
 127   char buffer[SIGSTKSZ];
 128
 129   /* These other members are for proper alignment.  There's no
 130      standard way to guarantee stack alignment, but this seems enough
 131      in practice.  */
 132   long double ld;
 133   long l;
 134   void *p;
 135 } alternate_signal_stack;
 136
 137 static void
 138 null_action (int signo __attribute__ ((unused)))
 139 {
 140 }
 141
 142 #endif /* SIGALTSTACK || LIBSIGSEGV */
 143
 144 /* Only use libsigsegv if we need it; platforms like Solaris can
 145    detect stack overflow without the overhead of an external
 146    library.  */
 147 #if HAVE_LIBSIGSEGV && ! HAVE_XSI_STACK_OVERFLOW_HEURISTIC
 148
 149 /* Nonzero if general segv handler could not be installed.  */
 150 static volatile int segv_handler_missing;
 151
 152 /* Handle a segmentation violation and exit if it cannot be stack
 153    overflow.  This function is async-signal-safe.  */
 154
 155 static int segv_handler (void *address __attribute__ ((unused)),
 156                          int serious)
 157 {
 158 # if DEBUG
 159   {
 160     char buf[1024];
 161     sprintf (buf, "segv_handler serious=%d\n", serious);
 162     write (STDERR_FILENO, buf, strlen (buf));
 163   }
 164 # endif
 165
 166   /* If this fault is not serious, return 0 to let the stack overflow
 167      handler take a shot at it.  */
 168   if (!serious)
 169     return 0;
 170   die (SIGSEGV);
 171 }
 172
 173 /* Handle a segmentation violation that is likely to be a stack
 174    overflow and exit.  This function is async-signal-safe.  */
 175
 176 static void overflow_handler (int, stackoverflow_context_t)
 177   __attribute__ ((noreturn));
 178 static void
 179 overflow_handler (int emergency,
 180                   stackoverflow_context_t context __attribute__ ((unused)))
 181 {
 182 # if DEBUG
 183   {
 184     char buf[1024];
 185     sprintf (buf, "overflow_handler emergency=%d segv_handler_missing=%d\n",
 186              emergency, segv_handler_missing);
 187     write (STDERR_FILENO, buf, strlen (buf));
 188   }
 189 # endif
 190
 191   die ((!emergency || segv_handler_missing) ? 0 : SIGSEGV);
 192 }
 193
 194 int
 195 c_stack_action (void (*action) (int))
 196 {
 197   segv_action = action ? action : null_action;
 198   program_error_message = _("program error");
 199   stack_overflow_message = _("stack overflow");
 200
 201   /* Always install the overflow handler.  */
 202   if (stackoverflow_install_handler (overflow_handler,
 203                                      alternate_signal_stack.buffer,
 204                                      sizeof alternate_signal_stack.buffer))
 205     {
 206       errno = ENOTSUP;
 207       return -1;
 208     }
 209   /* Try installing a general handler; if it fails, then treat all
 210      segv as stack overflow.  */
 211   segv_handler_missing = sigsegv_install_handler (segv_handler);
 212   return 0;
 213 }
 214
 215 #elif HAVE_SIGALTSTACK && HAVE_DECL_SIGALTSTACK && HAVE_STACK_OVERFLOW_HANDLING
 216
 217 /* Direction of the C runtime stack.  This function is
 218    async-signal-safe.  */
 219
 220 # if STACK_DIRECTION
 221 #  define find_stack_direction(ptr) STACK_DIRECTION
 222 # else
 223 static int
 224 find_stack_direction (char const *addr)
 225 {
 226   char dummy;
 227   return ! addr ? find_stack_direction (&dummy) : addr < &dummy ? 1 : -1;
 228 }
 229 # endif
 230
 231 # if SIGACTION_WORKS
 232
 233 /* Handle a segmentation violation and exit.  This function is
 234    async-signal-safe.  */
 235
 236 static void segv_handler (int, siginfo_t *, void *) __attribute__((noreturn));
 237 static void
 238 segv_handler (int signo, siginfo_t *info,
 239               void *context __attribute__ ((unused)))
 240 {
 241   /* Clear SIGNO if it seems to have been a stack overflow.  */
 242   if (0 < info->si_code)
 243     {
 244 #  if ! HAVE_XSI_STACK_OVERFLOW_HEURISTIC
 245       /* We can't easily determine whether it is a stack overflow; so
 246          assume that the rest of our program is perfect (!) and that
 247          this segmentation violation is a stack overflow.
 248
 249          Note that although both Linux and Solaris provide
 250          sigaltstack, SA_ONSTACK, and SA_SIGINFO, currently only
 251          Solaris satisfies the XSI heueristic.  This is because
 252          Solaris populates uc_stack with the details of the
 253          interrupted stack, while Linux populates it with the details
 254          of the current stack.  */
 255       signo = 0;
 256 #  else
 257       /* If the faulting address is within the stack, or within one
 258          page of the stack end, assume that it is a stack
 259          overflow.  */
 260       ucontext_t const *user_context = context;
 261       char const *stack_base = user_context->uc_stack.ss_sp;
 262       size_t stack_size = user_context->uc_stack.ss_size;
 263       char const *faulting_address = info->si_addr;
 264       size_t s = faulting_address - stack_base;
 265       size_t page_size = sysconf (_SC_PAGESIZE);
 266       if (find_stack_direction (NULL) < 0)
 267         s += page_size;
 268       if (s < stack_size + page_size)
 269         signo = 0;
 270
 271 #   if DEBUG
 272       {
 273         char buf[1024];
 274         sprintf (buf,
 275                  "segv_handler fault=%p base=%p size=%lx page=%lx signo=%d\n",
 276                  faulting_address, stack_base, (unsigned long) stack_size,
 277                  (unsigned long) page_size, signo);
 278         write (STDERR_FILENO, buf, strlen (buf));
 279       }
 280 #   endif
 281 #  endif
 282     }
 283
 284   die (signo);
 285 }
 286 # endif
 287
 288 int
 289 c_stack_action (void (*action) (int))
 290 {
 291   int r;
 292   stack_t st;
 293   struct sigaction act;
 294   st.ss_flags = 0;
 295 # if SIGALTSTACK_SS_REVERSED
 296   /* Irix mistakenly treats ss_sp as the upper bound, rather than
 297      lower bound, of the alternate stack.  */
 298   st.ss_sp = alternate_signal_stack.buffer + SIGSTKSZ - sizeof (void *);
 299   st.ss_size = sizeof alternate_signal_stack.buffer - sizeof (void *);
 300 # else
 301   st.ss_sp = alternate_signal_stack.buffer;
 302   st.ss_size = sizeof alternate_signal_stack.buffer;
 303 # endif
 304   r = sigaltstack (&st, NULL);
 305   if (r != 0)
 306     return r;
 307
 308   segv_action = action ? action : null_action;
 309   program_error_message = _("program error");
 310   stack_overflow_message = _("stack overflow");
 311
 312   sigemptyset (&act.sa_mask);
 313
 314 # if SIGACTION_WORKS
 315   /* POSIX 1003.1-2001 says SA_RESETHAND implies SA_NODEFER, but
 316      this is not true on Solaris 8 at least.  It doesn't hurt to use
 317      SA_NODEFER here, so leave it in.  */
 318   act.sa_flags = SA_NODEFER | SA_ONSTACK | SA_RESETHAND | SA_SIGINFO;
 319   act.sa_sigaction = segv_handler;
 320 # else
 321   act.sa_flags = SA_NODEFER | SA_ONSTACK | SA_RESETHAND;
 322   act.sa_handler = die;
 323 # endif
 324
 325 # if FAULT_YIELDS_SIGBUS
 326   if (sigaction (SIGBUS, &act, NULL) < 0)
 327     return -1;
 328 # endif
 329   return sigaction (SIGSEGV, &act, NULL);
 330 }
 331
 332 #else /* ! ((HAVE_SIGALTSTACK && HAVE_DECL_SIGALTSTACK
 333              && HAVE_STACK_OVERFLOW_HANDLING) || HAVE_LIBSIGSEGV) */
 334
 335 int
 336 c_stack_action (void (*action) (int)  __attribute__ ((unused)))
 337 {
 338   errno = ENOTSUP;
 339   return -1;
 340 }
 341
 342 #endif