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/*
*
* honggfuzz - run->dynfile->datafer mangling routines
* -----------------------------------------
*
* Author:
* Robert Swiecki <[email protected]>
*
* Copyright 2010-2018 by Google Inc. All Rights Reserved.
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may
* not use this file except in compliance with the License. You may obtain
* a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or
* implied. See the License for the specific language governing
* permissions and limitations under the License.
*
*/
#include "mangle.h"
#include <ctype.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include "input.h"
#include "libhfcommon/common.h"
#include "libhfcommon/log.h"
#include "libhfcommon/util.h"
static inline size_t mangle_LenLeft(run_t* run, size_t off) {
if (off >= run->dynfile->size) {
LOG_F("Offset is too large: off:%zu >= len:%zu", off, run->dynfile->size);
}
return (run->dynfile->size - off - 1);
}
/*
* Get a random value <1:max>, but prefer smaller ones
* Based on an idea by https://twitter.com/gamozolabs
*/
static inline size_t mangle_getLen(size_t max) {
if (max > _HF_INPUT_MAX_SIZE) {
LOG_F("max (%zu) > _HF_INPUT_MAX_SIZE (%zu)", max, (size_t)_HF_INPUT_MAX_SIZE);
}
if (max == 0) {
LOG_F("max == 0");
}
if (max == 1) {
return 1;
}
/* Give 50% chance the the uniform distribution */
if (util_rnd64() & 1) {
return (size_t)util_rndGet(1, max);
}
/* effectively exprand() */
return (size_t)util_rndGet(1, util_rndGet(1, max));
}
/* Prefer smaller values here, so use mangle_getLen() */
static inline size_t mangle_getOffSet(run_t* run) {
return mangle_getLen(run->dynfile->size) - 1;
}
/* Offset which can be equal to the file size */
static inline size_t mangle_getOffSetPlus1(run_t* run) {
size_t reqlen = HF_MIN(run->dynfile->size + 1, _HF_INPUT_MAX_SIZE);
return mangle_getLen(reqlen) - 1;
}
static inline void mangle_Move(run_t* run, size_t off_from, size_t off_to, size_t len) {
if (off_from >= run->dynfile->size) {
return;
}
if (off_to >= run->dynfile->size) {
return;
}
if (off_from == off_to) {
return;
}
size_t len_from = run->dynfile->size - off_from;
len = HF_MIN(len, len_from);
size_t len_to = run->dynfile->size - off_to;
len = HF_MIN(len, len_to);
memmove(&run->dynfile->data[off_to], &run->dynfile->data[off_from], len);
}
static inline void mangle_Overwrite(
run_t* run, size_t off, const uint8_t* src, size_t len, bool printable) {
if (len == 0) {
return;
}
size_t maxToCopy = run->dynfile->size - off;
if (len > maxToCopy) {
len = maxToCopy;
}
memmove(&run->dynfile->data[off], src, len);
if (printable) {
util_turnToPrintable(&run->dynfile->data[off], len);
}
}
static inline size_t mangle_Inflate(run_t* run, size_t off, size_t len, bool printable) {
if (run->dynfile->size >= run->global->mutate.maxInputSz) {
return 0;
}
if (len > (run->global->mutate.maxInputSz - run->dynfile->size)) {
len = run->global->mutate.maxInputSz - run->dynfile->size;
}
input_setSize(run, run->dynfile->size + len);
mangle_Move(run, off, off + len, run->dynfile->size);
if (printable) {
memset(&run->dynfile->data[off], ' ', len);
}
return len;
}
static inline void mangle_Insert(
run_t* run, size_t off, const uint8_t* val, size_t len, bool printable) {
len = mangle_Inflate(run, off, len, printable);
mangle_Overwrite(run, off, val, len, printable);
}
static inline void mangle_UseValue(run_t* run, const uint8_t* val, size_t len, bool printable) {
if (util_rnd64() & 1) {
mangle_Overwrite(run, mangle_getOffSet(run), val, len, printable);
} else {
mangle_Insert(run, mangle_getOffSetPlus1(run), val, len, printable);
}
}
static inline void mangle_UseValueAt(
run_t* run, size_t off, const uint8_t* val, size_t len, bool printable) {
if (util_rnd64() & 1) {
mangle_Overwrite(run, off, val, len, printable);
} else {
mangle_Insert(run, off, val, len, printable);
}
}
static void mangle_MemSwap(run_t* run, bool printable HF_ATTR_UNUSED) {
/* No big deal if those two are overlapping */
size_t off1 = mangle_getOffSet(run);
size_t maxlen1 = run->dynfile->size - off1;
size_t off2 = mangle_getOffSet(run);
size_t maxlen2 = run->dynfile->size - off2;
size_t len = mangle_getLen(HF_MIN(maxlen1, maxlen2));
if (off1 == off2) {
return;
}
for (size_t i = 0; i < (len / 2); i++) {
/*
* First - from the head, next from the tail. Don't worry about layout of the overlapping
* part - there's no good solution to that, and it can be left somewhat scrambled,
* while still preserving the entropy
*/
const uint8_t tmp1 = run->dynfile->data[off2 + i];
run->dynfile->data[off2 + i] = run->dynfile->data[off1 + i];
run->dynfile->data[off1 + i] = tmp1;
const uint8_t tmp2 = run->dynfile->data[off2 + (len - 1) - i];
run->dynfile->data[off2 + (len - 1) - i] = run->dynfile->data[off1 + (len - 1) - i];
run->dynfile->data[off1 + (len - 1) - i] = tmp2;
}
}
static void mangle_MemCopy(run_t* run, bool printable HF_ATTR_UNUSED) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
size_t len = mangle_getLen(run->dynfile->size - off);
/* Use a temp buf, as Insert/Inflate can change source bytes */
uint8_t* tmpbuf = (uint8_t*)util_Malloc(len);
defer {
free(tmpbuf);
};
memmove(tmpbuf, &run->dynfile->data[off], len);
mangle_UseValue(run, tmpbuf, len, printable);
}
static void mangle_Bytes(run_t* run, bool printable) {
uint16_t buf;
if (printable) {
util_rndBufPrintable((uint8_t*)&buf, sizeof(buf));
} else {
buf = util_rnd64();
}
/* Overwrite with random 1-2-byte values */
size_t toCopy = util_rndGet(1, 2);
mangle_UseValue(run, (const uint8_t*)&buf, toCopy, printable);
}
static void mangle_ByteRepeat(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
size_t destOff = off + 1;
size_t maxSz = run->dynfile->size - destOff;
/* No space to repeat */
if (!maxSz) {
mangle_Bytes(run, printable);
return;
}
size_t len = mangle_getLen(maxSz);
if (util_rnd64() & 0x1) {
len = mangle_Inflate(run, destOff, len, printable);
}
memset(&run->dynfile->data[destOff], run->dynfile->data[off], len);
}
static void mangle_Bit(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
run->dynfile->data[off] ^= (uint8_t)(1U << util_rndGet(0, 7));
if (printable) {
util_turnToPrintable(&(run->dynfile->data[off]), 1);
}
}
static const struct {
const uint8_t val[8];
const size_t size;
} mangleMagicVals[] = {
/* 1B - No endianness */
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{"\x7E\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\x7F\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\x80\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\x81\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\xC0\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\xFE\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\xFF\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00", 8},
{"\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\x7E", 8},
{"\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\x7F", 8},
{"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x80", 8},
{"\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x80", 8},
{"\xFE\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF", 8},
};
static void mangle_Magic(run_t* run, bool printable) {
uint64_t choice = util_rndGet(0, ARRAYSIZE(mangleMagicVals) - 1);
mangle_UseValue(run, mangleMagicVals[choice].val, mangleMagicVals[choice].size, printable);
}
static void mangle_StaticDict(run_t* run, bool printable) {
if (run->global->mutate.dictionaryCnt == 0) {
mangle_Bytes(run, printable);
return;
}
uint64_t choice = util_rndGet(0, run->global->mutate.dictionaryCnt - 1);
mangle_UseValue(run, run->global->mutate.dictionary[choice].val,
run->global->mutate.dictionary[choice].len, printable);
}
static inline const uint8_t* mangle_FeedbackDict(run_t* run, size_t* len) {
if (!run->global->feedback.cmpFeedback) {
return NULL;
}
cmpfeedback_t* cmpf = run->global->feedback.cmpFeedbackMap;
uint32_t cnt = ATOMIC_GET(cmpf->cnt);
if (cnt == 0) {
return NULL;
}
if (cnt > ARRAYSIZE(cmpf->valArr)) {
cnt = ARRAYSIZE(cmpf->valArr);
}
uint32_t choice = util_rndGet(0, cnt - 1);
*len = (size_t)ATOMIC_GET(cmpf->valArr[choice].len);
if (*len == 0) {
return NULL;
}
return cmpf->valArr[choice].val;
}
static void mangle_ConstFeedbackDict(run_t* run, bool printable) {
size_t len;
const uint8_t* val = mangle_FeedbackDict(run, &len);
if (val == NULL) {
mangle_Bytes(run, printable);
return;
}
mangle_UseValue(run, val, len, printable);
}
static void mangle_MemSet(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
size_t len = mangle_getLen(run->dynfile->size - off);
int val = printable ? (int)util_rndPrintable() : (int)util_rndGet(0, UINT8_MAX);
if (util_rnd64() & 1) {
len = mangle_Inflate(run, off, len, printable);
}
memset(&run->dynfile->data[off], val, len);
}
static void mangle_MemClr(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
size_t len = mangle_getLen(run->dynfile->size - off);
int val = printable ? ' ' : 0;
if (util_rnd64() & 1) {
len = mangle_Inflate(run, off, len, printable);
}
memset(&run->dynfile->data[off], val, len);
}
static void mangle_RandomBuf(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
size_t len = mangle_getLen(run->dynfile->size - off);
if (util_rnd64() & 1) {
len = mangle_Inflate(run, off, len, printable);
}
if (printable) {
util_rndBufPrintable(&run->dynfile->data[off], len);
} else {
util_rndBuf(&run->dynfile->data[off], len);
}
}
static inline void mangle_AddSubWithRange(
run_t* run, size_t off, size_t varLen, uint64_t range, bool printable) {
int64_t delta = (int64_t)util_rndGet(0, range * 2) - (int64_t)range;
switch (varLen) {
case 1: {
run->dynfile->data[off] += delta;
break;
}
case 2: {
int16_t val;
util_memcpyInline(&val, &run->dynfile->data[off], sizeof(val));
if (util_rnd64() & 0x1) {
val += delta;
} else {
/* Foreign endianess */
val = __builtin_bswap16(val);
val += delta;
val = __builtin_bswap16(val);
}
mangle_Overwrite(run, off, (uint8_t*)&val, varLen, printable);
break;
}
case 4: {
int32_t val;
util_memcpyInline(&val, &run->dynfile->data[off], sizeof(val));
if (util_rnd64() & 0x1) {
val += delta;
} else {
/* Foreign endianess */
val = __builtin_bswap32(val);
val += delta;
val = __builtin_bswap32(val);
}
mangle_Overwrite(run, off, (uint8_t*)&val, varLen, printable);
break;
}
case 8: {
int64_t val;
util_memcpyInline(&val, &run->dynfile->data[off], sizeof(val));
if (util_rnd64() & 0x1) {
val += delta;
} else {
/* Foreign endianess */
val = __builtin_bswap64(val);
val += delta;
val = __builtin_bswap64(val);
}
mangle_Overwrite(run, off, (uint8_t*)&val, varLen, printable);
break;
}
default: {
LOG_F("Unknown variable length size: %zu", varLen);
}
}
}
static void mangle_AddSub(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
/* 1,2,4,8 */
size_t varLen = 1U << util_rndGet(0, 3);
if ((run->dynfile->size - off) < varLen) {
varLen = 1;
}
uint64_t range;
switch (varLen) {
case 1:
range = 16;
break;
case 2:
range = 4096;
break;
case 4:
range = 1048576;
break;
case 8:
range = 268435456;
break;
default:
LOG_F("Invalid operand size: %zu", varLen);
}
mangle_AddSubWithRange(run, off, varLen, range, printable);
}
static void mangle_IncByte(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
if (printable) {
run->dynfile->data[off] = (run->dynfile->data[off] - 32 + 1) % 95 + 32;
} else {
run->dynfile->data[off] += (uint8_t)1UL;
}
}
static void mangle_DecByte(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
if (printable) {
run->dynfile->data[off] = (run->dynfile->data[off] - 32 + 94) % 95 + 32;
} else {
run->dynfile->data[off] -= (uint8_t)1UL;
}
}
static void mangle_NegByte(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
if (printable) {
run->dynfile->data[off] = 94 - (run->dynfile->data[off] - 32) + 32;
} else {
run->dynfile->data[off] = ~(run->dynfile->data[off]);
}
}
static void mangle_Expand(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
size_t len;
if (util_rnd64() % 16) {
len = mangle_getLen(HF_MIN(16, run->global->mutate.maxInputSz - off));
} else {
len = mangle_getLen(run->global->mutate.maxInputSz - off);
}
mangle_Inflate(run, off, len, printable);
}
static void mangle_Shrink(run_t* run, bool printable HF_ATTR_UNUSED) {
if (run->dynfile->size <= 2U) {
return;
}
size_t off_start = mangle_getOffSet(run);
size_t len = mangle_LenLeft(run, off_start);
if (len == 0) {
return;
}
if (util_rnd64() % 16) {
len = mangle_getLen(HF_MIN(16, len));
} else {
len = mangle_getLen(len);
}
size_t off_end = off_start + len;
size_t len_to_move = run->dynfile->size - off_end;
mangle_Move(run, off_end, off_start, len_to_move);
input_setSize(run, run->dynfile->size - len);
}
static void mangle_ASCIINum(run_t* run, bool printable) {
size_t len = util_rndGet(2, 8);
char buf[20];
snprintf(buf, sizeof(buf), "%-19" PRId64, (int64_t)util_rnd64());
mangle_UseValue(run, (const uint8_t*)buf, len, printable);
}
static void mangle_ASCIINumChange(run_t* run, bool printable) {
size_t off = mangle_getOffSet(run);
/* Find a digit */
for (; off < run->dynfile->size; off++) {
if (isdigit(run->dynfile->data[off])) {
break;
}
}
size_t left = run->dynfile->size - off;
if (left == 0) {
return;
}
size_t len = 0;
uint64_t val = 0;
/* 20 is maximum lenght of a string representing a 64-bit unsigned value */
for (len = 0; (len < 20) && (len < left); len++) {
char c = run->dynfile->data[off + len];
if (!isdigit(c)) {
break;
}
val *= 10;
val += (c - '0');
}
switch (util_rndGet(0, 7)) {
case 0:
val++;
break;
case 1:
val--;
break;
case 2:
val *= 2;
break;
case 3:
val /= 2;
break;
case 4:
val = util_rnd64();
break;
case 5:
val += util_rndGet(1, 256);
break;
case 6:
val -= util_rndGet(1, 256);
break;
case 7:
val = ~(val);
break;
default:
LOG_F("Invalid choice");
};
char buf[20];
snprintf(buf, sizeof(buf), "%-19" PRIu64, val);
mangle_UseValueAt(run, off, (const uint8_t*)buf, len, printable);
}
static void mangle_Splice(run_t* run, bool printable) {
if (run->global->feedback.dynFileMethod == _HF_DYNFILE_NONE) {
mangle_Bytes(run, printable);
return;
}
size_t sz = 0;
const uint8_t* buf = input_getRandomInputAsBuf(run, &sz);
if (!buf) {
LOG_E("input_getRandomInputAsBuf() returned no input");
mangle_Bytes(run, printable);
return;
}
if (!sz) {
mangle_Bytes(run, printable);
return;
}
size_t remoteOff = mangle_getLen(sz) - 1;
size_t len = mangle_getLen(sz - remoteOff);
mangle_UseValue(run, &buf[remoteOff], len, printable);
}
static void mangle_Resize(run_t* run, bool printable) {
ssize_t oldsz = run->dynfile->size;
ssize_t newsz = 0;
uint64_t choice = util_rndGet(0, 32);
switch (choice) {
case 0: /* Set new size arbitrarily */
newsz = (ssize_t)util_rndGet(1, run->global->mutate.maxInputSz);
break;
case 1 ... 4: /* Increase size by a small value */
newsz = oldsz + (ssize_t)util_rndGet(0, 8);
break;
case 5: /* Increase size by a larger value */
newsz = oldsz + (ssize_t)util_rndGet(9, 128);
break;
case 6 ... 9: /* Decrease size by a small value */
newsz = oldsz - (ssize_t)util_rndGet(0, 8);
break;
case 10: /* Decrease size by a larger value */
newsz = oldsz - (ssize_t)util_rndGet(9, 128);
break;
case 11 ... 32: /* Do nothing */
newsz = oldsz;
break;
default:
LOG_F("Illegal value from util_rndGet: %" PRIu64, choice);
break;
}
if (newsz < 1) {
newsz = 1;
}
if (newsz > (ssize_t)run->global->mutate.maxInputSz) {
newsz = run->global->mutate.maxInputSz;
}
input_setSize(run, (size_t)newsz);
if (newsz > oldsz) {
if (printable) {
memset(&run->dynfile->data[oldsz], ' ', newsz - oldsz);
}
}
}
void mangle_mangleContent(run_t* run, int speed_factor) {
static void (*const mangleFuncs[])(run_t* run, bool printable) = {
mangle_Shrink,
mangle_Expand,
mangle_Bit,
mangle_IncByte,
mangle_DecByte,
mangle_NegByte,
mangle_AddSub,
mangle_MemSet,
mangle_MemClr,
mangle_MemSwap,
mangle_MemCopy,
mangle_Bytes,
mangle_ASCIINum,
mangle_ASCIINumChange,
mangle_ByteRepeat,
mangle_Magic,
mangle_StaticDict,
mangle_ConstFeedbackDict,
mangle_RandomBuf,
mangle_Splice,
};
if (run->mutationsPerRun == 0U) {
return;
}
if (run->dynfile->size == 0U) {
mangle_Resize(run, /* printable= */ run->global->cfg.only_printable);
}
uint64_t changesCnt = run->global->mutate.mutationsPerRun;
if (speed_factor < 5) {
changesCnt = util_rndGet(1, run->global->mutate.mutationsPerRun);
} else if (speed_factor < 10) {
changesCnt = run->global->mutate.mutationsPerRun;
} else {
changesCnt = HF_MIN(speed_factor, 10);
changesCnt = HF_MAX(changesCnt, (run->global->mutate.mutationsPerRun * 5));
}
/* If last coverage acquisition was more than 5 secs ago, use splicing more frequently */
if ((time(NULL) - ATOMIC_GET(run->global->timing.lastCovUpdate)) > 5) {
if (util_rnd64() & 0x1) {
mangle_Splice(run, run->global->cfg.only_printable);
}
}
for (uint64_t x = 0; x < changesCnt; x++) {
if (run->global->feedback.cmpFeedback && (util_rnd64() & 0x1)) {
/*
* mangle_ConstFeedbackDict() is quite powerful if the dynamic feedback dictionary
* exists. If so, give it 50% chance of being used among all mangling functions.
*/
mangle_ConstFeedbackDict(run, /* printable= */ run->global->cfg.only_printable);
} else {
uint64_t choice = util_rndGet(0, ARRAYSIZE(mangleFuncs) - 1);
mangleFuncs[choice](run, /* printable= */ run->global->cfg.only_printable);
}
}
wmb();
}