huangcm
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// Copyright 2015 syzkaller project authors. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by Apache 2 LICENSE that can be found in the LICENSE file.
 
package main
 
import (
   "flag"
   "net/http"
   _ "net/http/pprof"
   "os"
   "runtime"
   "runtime/debug"
   "sync"
   "sync/atomic"
   "time"
 
   "github.com/google/syzkaller/pkg/hash"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/host"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/ipc"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/ipc/ipcconfig"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/log"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/osutil"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/rpctype"
   "github.com/google/syzkaller/pkg/signal"
   "github.com/google/syzkaller/prog"
   _ "github.com/google/syzkaller/sys"
)
 
type Fuzzer struct {
   name        string
   outputType  OutputType
   config      *ipc.Config
   execOpts    *ipc.ExecOpts
   procs       []*Proc
   gate        *ipc.Gate
   workQueue   *WorkQueue
   needPoll    chan struct{}
   choiceTable *prog.ChoiceTable
   stats       [StatCount]uint64
   manager     *rpctype.RPCClient
   target      *prog.Target
 
   faultInjectionEnabled    bool
   comparisonTracingEnabled bool
 
   corpusMu     sync.RWMutex
   corpus       []*prog.Prog
   corpusHashes map[hash.Sig]struct{}
 
   signalMu     sync.RWMutex
   corpusSignal signal.Signal // signal of inputs in corpus
   maxSignal    signal.Signal // max signal ever observed including flakes
   newSignal    signal.Signal // diff of maxSignal since last sync with master
 
   logMu sync.Mutex
}
 
type Stat int
 
const (
   StatGenerate Stat = iota
   StatFuzz
   StatCandidate
   StatTriage
   StatMinimize
   StatSmash
   StatHint
   StatSeed
   StatCount
)
 
var statNames = [StatCount]string{
   StatGenerate:  "exec gen",
   StatFuzz:      "exec fuzz",
   StatCandidate: "exec candidate",
   StatTriage:    "exec triage",
   StatMinimize:  "exec minimize",
   StatSmash:     "exec smash",
   StatHint:      "exec hints",
   StatSeed:      "exec seeds",
}
 
type OutputType int
 
const (
   OutputNone OutputType = iota
   OutputStdout
   OutputDmesg
   OutputFile
)
 
func main() {
   debug.SetGCPercent(50)
 
   var (
       flagName    = flag.String("name", "test", "unique name for manager")
       flagOS      = flag.String("os", runtime.GOOS, "target OS")
       flagArch    = flag.String("arch", runtime.GOARCH, "target arch")
       flagManager = flag.String("manager", "", "manager rpc address")
       flagProcs   = flag.Int("procs", 1, "number of parallel test processes")
       flagOutput  = flag.String("output", "stdout", "write programs to none/stdout/dmesg/file")
       flagPprof   = flag.String("pprof", "", "address to serve pprof profiles")
       flagTest    = flag.Bool("test", false, "enable image testing mode")      // used by syz-ci
       flagRunTest = flag.Bool("runtest", false, "enable program testing mode") // used by pkg/runtest
   )
   flag.Parse()
   outputType := parseOutputType(*flagOutput)
   log.Logf(0, "fuzzer started")
 
   target, err := prog.GetTarget(*flagOS, *flagArch)
   if err != nil {
       log.Fatalf("%v", err)
   }
 
   config, execOpts, err := ipcconfig.Default(target)
   if err != nil {
       log.Fatalf("failed to create default ipc config: %v", err)
   }
   sandbox := "none"
   if config.Flags&ipc.FlagSandboxSetuid != 0 {
       sandbox = "setuid"
   } else if config.Flags&ipc.FlagSandboxNamespace != 0 {
       sandbox = "namespace"
   }
 
   shutdown := make(chan struct{})
   osutil.HandleInterrupts(shutdown)
   go func() {
       // Handles graceful preemption on GCE.
       <-shutdown
       log.Logf(0, "SYZ-FUZZER: PREEMPTED")
       os.Exit(1)
   }()
 
   checkArgs := &checkArgs{
       target:      target,
       sandbox:     sandbox,
       ipcConfig:   config,
       ipcExecOpts: execOpts,
   }
   if *flagTest {
       testImage(*flagManager, checkArgs)
       return
   }
 
   if *flagPprof != "" {
       go func() {
           err := http.ListenAndServe(*flagPprof, nil)
           log.Fatalf("failed to serve pprof profiles: %v", err)
       }()
   } else {
       runtime.MemProfileRate = 0
   }
 
   log.Logf(0, "dialing manager at %v", *flagManager)
   manager, err := rpctype.NewRPCClient(*flagManager)
   if err != nil {
       log.Fatalf("failed to connect to manager: %v ", err)
   }
   a := &rpctype.ConnectArgs{Name: *flagName}
   r := &rpctype.ConnectRes{}
   if err := manager.Call("Manager.Connect", a, r); err != nil {
       log.Fatalf("failed to connect to manager: %v ", err)
   }
   if r.CheckResult == nil {
       checkArgs.gitRevision = r.GitRevision
       checkArgs.targetRevision = r.TargetRevision
       checkArgs.enabledCalls = r.EnabledCalls
       checkArgs.allSandboxes = r.AllSandboxes
       r.CheckResult, err = checkMachine(checkArgs)
       if err != nil {
           r.CheckResult = &rpctype.CheckArgs{
               Error: err.Error(),
           }
       }
       r.CheckResult.Name = *flagName
       if err := manager.Call("Manager.Check", r.CheckResult, nil); err != nil {
           log.Fatalf("Manager.Check call failed: %v", err)
       }
       if r.CheckResult.Error != "" {
           log.Fatalf("%v", r.CheckResult.Error)
       }
   }
   log.Logf(0, "syscalls: %v", len(r.CheckResult.EnabledCalls))
   for _, feat := range r.CheckResult.Features {
       log.Logf(0, "%v: %v", feat.Name, feat.Reason)
   }
   periodicCallback, err := host.Setup(target, r.CheckResult.Features)
   if err != nil {
       log.Fatalf("BUG: %v", err)
   }
   if r.CheckResult.Features[host.FeatureNetworkInjection].Enabled {
       config.Flags |= ipc.FlagEnableTun
   }
   if r.CheckResult.Features[host.FeatureNetworkDevices].Enabled {
       config.Flags |= ipc.FlagEnableNetDev
   }
   if r.CheckResult.Features[host.FeatureFaultInjection].Enabled {
       config.Flags |= ipc.FlagEnableFault
   }
 
   if *flagRunTest {
       runTest(target, manager, *flagName, config.Executor)
       return
   }
 
   needPoll := make(chan struct{}, 1)
   needPoll <- struct{}{}
   fuzzer := &Fuzzer{
       name:                     *flagName,
       outputType:               outputType,
       config:                   config,
       execOpts:                 execOpts,
       gate:                     ipc.NewGate(2**flagProcs, periodicCallback),
       workQueue:                newWorkQueue(*flagProcs, needPoll),
       needPoll:                 needPoll,
       manager:                  manager,
       target:                   target,
       faultInjectionEnabled:    r.CheckResult.Features[host.FeatureFaultInjection].Enabled,
       comparisonTracingEnabled: r.CheckResult.Features[host.FeatureComparisons].Enabled,
       corpusHashes:             make(map[hash.Sig]struct{}),
   }
   for i := 0; fuzzer.poll(i == 0, nil); i++ {
   }
   calls := make(map[*prog.Syscall]bool)
   for _, id := range r.CheckResult.EnabledCalls[sandbox] {
       calls[target.Syscalls[id]] = true
   }
   prios := target.CalculatePriorities(fuzzer.corpus)
   fuzzer.choiceTable = target.BuildChoiceTable(prios, calls)
 
   for pid := 0; pid < *flagProcs; pid++ {
       proc, err := newProc(fuzzer, pid)
       if err != nil {
           log.Fatalf("failed to create proc: %v", err)
       }
       fuzzer.procs = append(fuzzer.procs, proc)
       go proc.loop()
   }
 
   fuzzer.pollLoop()
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) pollLoop() {
   var execTotal uint64
   var lastPoll time.Time
   var lastPrint time.Time
   ticker := time.NewTicker(3 * time.Second).C
   for {
       poll := false
       select {
       case <-ticker:
       case <-fuzzer.needPoll:
           poll = true
       }
       if fuzzer.outputType != OutputStdout && time.Since(lastPrint) > 10*time.Second {
           // Keep-alive for manager.
           log.Logf(0, "alive, executed %v", execTotal)
           lastPrint = time.Now()
       }
       if poll || time.Since(lastPoll) > 10*time.Second {
           needCandidates := fuzzer.workQueue.wantCandidates()
           if poll && !needCandidates {
               continue
           }
           stats := make(map[string]uint64)
           for _, proc := range fuzzer.procs {
               stats["exec total"] += atomic.SwapUint64(&proc.env.StatExecs, 0)
               stats["executor restarts"] += atomic.SwapUint64(&proc.env.StatRestarts, 0)
           }
           for stat := Stat(0); stat < StatCount; stat++ {
               v := atomic.SwapUint64(&fuzzer.stats[stat], 0)
               stats[statNames[stat]] = v
               execTotal += v
           }
           if !fuzzer.poll(needCandidates, stats) {
               lastPoll = time.Now()
           }
       }
   }
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) poll(needCandidates bool, stats map[string]uint64) bool {
   a := &rpctype.PollArgs{
       Name:           fuzzer.name,
       NeedCandidates: needCandidates,
       MaxSignal:      fuzzer.grabNewSignal().Serialize(),
       Stats:          stats,
   }
   r := &rpctype.PollRes{}
   if err := fuzzer.manager.Call("Manager.Poll", a, r); err != nil {
       log.Fatalf("Manager.Poll call failed: %v", err)
   }
   maxSignal := r.MaxSignal.Deserialize()
   log.Logf(1, "poll: candidates=%v inputs=%v signal=%v",
       len(r.Candidates), len(r.NewInputs), maxSignal.Len())
   fuzzer.addMaxSignal(maxSignal)
   for _, inp := range r.NewInputs {
       fuzzer.addInputFromAnotherFuzzer(inp)
   }
   for _, candidate := range r.Candidates {
       p, err := fuzzer.target.Deserialize(candidate.Prog)
       if err != nil {
           log.Fatalf("failed to parse program from manager: %v", err)
       }
       flags := ProgCandidate
       if candidate.Minimized {
           flags |= ProgMinimized
       }
       if candidate.Smashed {
           flags |= ProgSmashed
       }
       fuzzer.workQueue.enqueue(&WorkCandidate{
           p:     p,
           flags: flags,
       })
   }
   return len(r.NewInputs) != 0 || len(r.Candidates) != 0 || maxSignal.Len() != 0
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) sendInputToManager(inp rpctype.RPCInput) {
   a := &rpctype.NewInputArgs{
       Name:     fuzzer.name,
       RPCInput: inp,
   }
   if err := fuzzer.manager.Call("Manager.NewInput", a, nil); err != nil {
       log.Fatalf("Manager.NewInput call failed: %v", err)
   }
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) addInputFromAnotherFuzzer(inp rpctype.RPCInput) {
   p, err := fuzzer.target.Deserialize(inp.Prog)
   if err != nil {
       log.Fatalf("failed to deserialize prog from another fuzzer: %v", err)
   }
   sig := hash.Hash(inp.Prog)
   sign := inp.Signal.Deserialize()
   fuzzer.addInputToCorpus(p, sign, sig)
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) addInputToCorpus(p *prog.Prog, sign signal.Signal, sig hash.Sig) {
   fuzzer.corpusMu.Lock()
   if _, ok := fuzzer.corpusHashes[sig]; !ok {
       fuzzer.corpus = append(fuzzer.corpus, p)
       fuzzer.corpusHashes[sig] = struct{}{}
   }
   fuzzer.corpusMu.Unlock()
 
   if !sign.Empty() {
       fuzzer.signalMu.Lock()
       fuzzer.corpusSignal.Merge(sign)
       fuzzer.maxSignal.Merge(sign)
       fuzzer.signalMu.Unlock()
   }
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) corpusSnapshot() []*prog.Prog {
   fuzzer.corpusMu.RLock()
   defer fuzzer.corpusMu.RUnlock()
   return fuzzer.corpus
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) addMaxSignal(sign signal.Signal) {
   if sign.Len() == 0 {
       return
   }
   fuzzer.signalMu.Lock()
   defer fuzzer.signalMu.Unlock()
   fuzzer.maxSignal.Merge(sign)
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) grabNewSignal() signal.Signal {
   fuzzer.signalMu.Lock()
   defer fuzzer.signalMu.Unlock()
   sign := fuzzer.newSignal
   if sign.Empty() {
       return nil
   }
   fuzzer.newSignal = nil
   return sign
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) corpusSignalDiff(sign signal.Signal) signal.Signal {
   fuzzer.signalMu.RLock()
   defer fuzzer.signalMu.RUnlock()
   return fuzzer.corpusSignal.Diff(sign)
}
 
func (fuzzer *Fuzzer) checkNewSignal(p *prog.Prog, info []ipc.CallInfo) (calls []int) {
   fuzzer.signalMu.RLock()
   defer fuzzer.signalMu.RUnlock()
   for i, inf := range info {
       diff := fuzzer.maxSignal.DiffRaw(inf.Signal, signalPrio(p.Target, p.Calls[i], &inf))
       if diff.Empty() {
           continue
       }
       calls = append(calls, i)
       fuzzer.signalMu.RUnlock()
       fuzzer.signalMu.Lock()
       fuzzer.maxSignal.Merge(diff)
       fuzzer.newSignal.Merge(diff)
       fuzzer.signalMu.Unlock()
       fuzzer.signalMu.RLock()
   }
   return
}
 
func signalPrio(target *prog.Target, c *prog.Call, ci *ipc.CallInfo) (prio uint8) {
   if ci.Errno == 0 {
       prio |= 1 << 1
   }
   if !target.CallContainsAny(c) {
       prio |= 1 << 0
   }
   return
}
 
func parseOutputType(str string) OutputType {
   switch str {
   case "none":
       return OutputNone
   case "stdout":
       return OutputStdout
   case "dmesg":
       return OutputDmesg
   case "file":
       return OutputFile
   default:
       log.Fatalf("-output flag must be one of none/stdout/dmesg/file")
       return OutputNone
   }
}