source: zzuf/trunk/src/zzuf.c @ 1578

Last change on this file since 1578 was 1578, checked in by Sam Hocevar, 14 years ago
  • Fix build with older versions of gcc.
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 18.6 KB
Line 
1/*
2 *  zzuf - general purpose fuzzer
3 *  Copyright (c) 2002, 2007 Sam Hocevar <sam@zoy.org>
4 *                All Rights Reserved
5 *
6 *  $Id: zzuf.c 1578 2007-01-06 14:02:51Z sam $
7 *
8 *  This program is free software. It comes without any warranty, to
9 *  the extent permitted by applicable law. You can redistribute it
10 *  and/or modify it under the terms of the Do What The Fuck You Want
11 *  To Public License, Version 2, as published by Sam Hocevar. See
12 *  http://sam.zoy.org/wtfpl/COPYING for more details.
13 */
14
15/*
16 *  main.c: main program
17 */
18
19#include "config.h"
20
21#if defined HAVE_STDINT_H
22#   include <stdint.h>
23#elif defined HAVE_INTTYPES_H
24#   include <inttypes.h>
25#endif
26#if defined(HAVE_GETOPT_H)
27#   include <getopt.h>
28#endif
29#include <stdio.h>
30#include <stdlib.h>
31#include <unistd.h>
32#include <regex.h>
33#include <string.h>
34#include <errno.h>
35#include <signal.h>
36#include <sys/time.h>
37#include <time.h>
38#include <sys/wait.h>
39
40#include "random.h"
41#include "libzzuf.h"
42
43static void spawn_child(char **);
44static void clean_children(void);
45static void read_children(void);
46
47static char *merge_regex(char *, char *);
48static char *merge_file(char *, char *);
49static void set_environment(char const *);
50static void version(void);
51#if defined(HAVE_GETOPT_H)
52static void usage(void);
53#endif
54
55static struct child_list
56{
57    enum status
58    {
59        STATUS_FREE,
60        STATUS_RUNNING,
61        STATUS_SIGTERM,
62        STATUS_SIGKILL,
63        STATUS_EOF,
64    } status;
65
66    pid_t pid;
67    int fd[3]; /* 0 is debug, 1 is stderr, 2 is stdout */
68    int bytes, seed;
69    time_t date;
70} *child_list;
71static int maxforks = 1, child_count = 0, maxcrashes = 1, crashes = 0;
72
73static int seed = 0;
74static int endseed = 1;
75static int quiet = 0;
76static int maxbytes = -1;
77static double maxtime = -1.0;
78
79#define ZZUF_FD_SET(fd, p_fdset, maxfd) \
80    if(fd >= 0) \
81    { \
82        FD_SET(fd, p_fdset); \
83        if(fd > maxfd) \
84            maxfd = fd; \
85    }
86
87#define ZZUF_FD_ISSET(fd, p_fdset) \
88    ((fd >= 0) && (FD_ISSET(fd, p_fdset)))
89
90int main(int argc, char *argv[])
91{
92    char **newargv;
93    char *parser, *include = NULL, *exclude = NULL;
94    int i, cmdline = 0;
95
96#if defined(HAVE_GETOPT_H)
97    for(;;)
98    {
99#   ifdef HAVE_GETOPT_LONG
100#       define MOREINFO "Try `%s --help' for more information.\n"
101        int option_index = 0;
102        static struct option long_options[] =
103        {
104            /* Long option, needs arg, flag, short option */
105            { "max-bytes",   1, NULL, 'B' },
106            { "cmdline",     0, NULL, 'c' },
107            { "max-crashes", 1, NULL, 'C' },
108            { "debug",       0, NULL, 'd' },
109            { "exclude",     1, NULL, 'E' },
110            { "max-forks",   1, NULL, 'F' },
111            { "stdin",       0, NULL, 'i' },
112            { "include",     1, NULL, 'I' },
113            { "network",     0, NULL, 'n' },
114            { "protect",     1, NULL, 'P' },
115            { "quiet",       0, NULL, 'q' },
116            { "ratio",       1, NULL, 'r' },
117            { "refuse",      1, NULL, 'R' },
118            { "seed",        1, NULL, 's' },
119            { "signal",      0, NULL, 'S' },
120            { "max-time",    1, NULL, 'T' },
121            { "help",        0, NULL, 'h' },
122            { "version",     0, NULL, 'v' },
123        };
124        int c = getopt_long(argc, argv, "B:cC:dE:F:iI:nP:qr:R:s:ST:hv",
125                            long_options, &option_index);
126#   else
127#       define MOREINFO "Try `%s -h' for more information.\n"
128        int c = getopt(argc, argv, "B:cC:dE:F:iI:nP:qr:R:s:ST:hv");
129#   endif
130        if(c == -1)
131            break;
132
133        switch(c)
134        {
135        case 'B': /* --max-bytes */
136            maxbytes = atoi(optarg);
137            break;
138        case 'c': /* --cmdline */
139            cmdline = 1;
140            break;
141        case 'C': /* --max-crashes */
142            maxcrashes = atoi(optarg);
143            if(maxcrashes <= 0)
144                maxcrashes = 0;
145            break;
146        case 'd': /* --debug */
147            setenv("ZZUF_DEBUG", "1", 1);
148            break;
149        case 'E': /* --exclude */
150            exclude = merge_regex(exclude, optarg);
151            if(!exclude)
152            {
153                printf("%s: invalid regex -- `%s'\n", argv[0], optarg);
154                return EXIT_FAILURE;
155            }
156            break;
157        case 'F': /* --max-forks */
158            maxforks = atoi(optarg) > 1 ? atoi(optarg) : 1;
159            break;
160        case 'i': /* --stdin */
161            setenv("ZZUF_STDIN", "1", 1);
162            break;
163        case 'I': /* --include */
164            include = merge_regex(include, optarg);
165            if(!include)
166            {
167                printf("%s: invalid regex -- `%s'\n", argv[0], optarg);
168                return EXIT_FAILURE;
169            }
170            break;
171        case 'n': /* --network */
172            setenv("ZZUF_NETWORK", "1", 1);
173            break;
174        case 'P': /* --protect */
175            setenv("ZZUF_PROTECT", optarg, 1);
176            break;
177        case 'q': /* --quiet */
178            quiet = 1;
179            break;
180        case 'r': /* --ratio */
181            setenv("ZZUF_RATIO", optarg, 1);
182            break;
183        case 'R': /* --refuse */
184            setenv("ZZUF_REFUSE", optarg, 1);
185            break;
186        case 's': /* --seed */
187            parser = strchr(optarg, ':');
188            seed = atoi(optarg);
189            endseed = parser ? atoi(parser + 1) : seed + 1;
190            break;
191        case 'S': /* --signal */
192            setenv("ZZUF_SIGNAL", "1", 1);
193            break;
194        case 'T': /* --max-time */
195            maxtime = atof(optarg);
196            break;
197        case 'h': /* --help */
198            usage();
199            return 0;
200        case 'v': /* --version */
201            version();
202            return 0;
203        default:
204            printf("%s: invalid option -- %c\n", argv[0], c);
205            printf(MOREINFO, argv[0]);
206            return EXIT_FAILURE;
207        }
208    }
209#else
210#   define MOREINFO "Usage: %s message...\n"
211    int optind = 1;
212#endif
213
214    if(optind >= argc)
215    {
216        printf("%s: missing argument\n", argv[0]);
217        printf(MOREINFO, argv[0]);
218        return EXIT_FAILURE;
219    }
220
221    if(cmdline)
222    {
223        int dashdash = 0;
224
225        for(i = optind + 1; i < argc; i++)
226        {
227            if(dashdash)
228                include = merge_file(include, argv[i]);
229            else if(!strcmp("--", argv[i]))
230                dashdash = 1;
231            else if(argv[i][0] != '-')
232                include = merge_file(include, argv[i]);
233        }
234    }
235
236    if(include)
237        setenv("ZZUF_INCLUDE", include, 1);
238    if(exclude)
239        setenv("ZZUF_EXCLUDE", exclude, 1);
240
241    /* Allocate memory for children handling */
242    child_list = malloc(maxforks * sizeof(struct child_list));
243    for(i = 0; i < maxforks; i++)
244        child_list[i].status = STATUS_FREE;
245    child_count = 0;
246
247    /* Preload libzzuf.so */
248    set_environment(argv[0]);
249
250    /* Create new argv */
251    newargv = malloc((argc - optind + 1) * sizeof(char *));
252    memcpy(newargv, argv + optind, (argc - optind) * sizeof(char *));
253    newargv[argc - optind] = (char *)NULL;
254
255    /* Main loop */
256    while(child_count || seed < endseed)
257    {
258        /* Spawn one new child, if necessary */
259        if(child_count < maxforks && seed < endseed &&
260                             (maxcrashes && crashes < maxcrashes))
261            spawn_child(newargv);
262
263        /* Cleanup dead or dying children */
264        clean_children();
265
266        /* Read data from children */
267        read_children();
268
269        if(maxcrashes && crashes >= maxcrashes && child_count == 0)
270            break;
271    }
272
273    /* Clean up */
274    free(newargv);
275    free(child_list);
276
277    return EXIT_SUCCESS;   
278}
279
280static char *merge_file(char *regex, char *file)
281{
282    char *newfile = malloc(1 + 2 * strlen(file) + 1 + 1), *tmp = newfile;
283
284    *tmp++ = '^';
285    while(*file)
286    {
287        if(strchr("^.[$()|*+?{\\", *file))
288            *tmp++ = '\\';
289        *tmp++ = *file++;
290    }
291    *tmp++ = '$';
292    *tmp++ = '\0';
293
294    tmp = merge_regex(regex, newfile);
295    free(newfile);
296    return tmp;
297}
298
299static char *merge_regex(char *regex, char *string)
300{
301    regex_t optre;
302
303    if(regex)
304    {
305        regex = realloc(regex, strlen(regex) + strlen(string) + 1 + 1);
306        sprintf(regex + strlen(regex) - 1, "|%s)", string);
307    }
308    else
309    {
310        regex = malloc(1 + strlen(string) + 1 + 1);
311        sprintf(regex, "(%s)", string);
312    }
313
314    if(regcomp(&optre, regex, REG_EXTENDED) != 0)
315    {
316        free(regex);
317        return NULL;
318    }
319    regfree(&optre);
320
321    return regex;
322}
323
324static void spawn_child(char **argv)
325{
326    static int const files[] = { DEBUG_FILENO, STDERR_FILENO, STDOUT_FILENO };
327    char buf[BUFSIZ];
328    int fd[3][2];
329    pid_t pid;
330    int i, j;
331
332    /* Find an empty slot */
333    for(i = 0; i < maxforks; i++)
334        if(child_list[i].status == STATUS_FREE)
335            break;
336
337    /* Prepare communication pipe */
338    for(j = 0; j < 3; j++)
339        if(pipe(fd[j]) == -1)
340        {
341            perror("pipe");
342            return;
343        }
344
345    /* Fork and launch child */
346    pid = fork();
347    switch(pid)
348    {
349        case -1:
350            perror("fork");
351            return;
352        case 0:
353            /* We’re the child */
354            for(j = 0; j < 3; j++)
355            {
356                close(fd[j][0]);
357                dup2(fd[j][1], files[j]);
358                close(fd[j][1]);
359            }
360
361            /* Set environment variables */
362            sprintf(buf, "%i", seed);
363            setenv("ZZUF_SEED", buf, 1);
364
365            /* Run our process */
366            if(execvp(argv[0], argv))
367            {
368                perror(argv[0]);
369                exit(EXIT_FAILURE);
370            }
371            break;
372        default:
373            /* We’re the parent, acknowledge spawn */
374            child_list[i].date = time(NULL);
375            child_list[i].pid = pid;
376            for(j = 0; j < 3; j++)
377            {
378                close(fd[j][1]);
379                child_list[i].fd[j] = fd[j][0];
380            }
381            child_list[i].bytes = 0;
382            child_list[i].seed = seed;
383            child_list[i].status = STATUS_RUNNING;
384            child_count++;
385            seed++;
386            break;
387    }
388}
389
390static void clean_children(void)
391{
392    time_t now = time(NULL);
393    int i, j;
394
395    /* Terminate children if necessary */
396    for(i = 0; i < maxforks; i++)
397    {
398        if(child_list[i].status == STATUS_RUNNING
399            && maxbytes >= 0 && child_list[i].bytes > maxbytes)
400        {
401            fprintf(stdout, "zzuf[seed=%i]: data exceeded, sending SIGTERM\n",
402                    child_list[i].seed);
403            kill(child_list[i].pid, SIGTERM);
404            child_list[i].date = now;
405            child_list[i].status = STATUS_SIGTERM;
406        }
407
408        if(child_list[i].status == STATUS_RUNNING
409            && maxtime >= 0.0
410            && difftime(now, child_list[i].date) > maxtime)
411        {
412            fprintf(stdout, "zzuf[seed=%i]: time exceeded, sending SIGTERM\n",
413                    child_list[i].seed);
414            kill(child_list[i].pid, SIGTERM);
415            child_list[i].date = now;
416            child_list[i].status = STATUS_SIGTERM;
417        }
418    }
419
420    /* Kill children if necessary */
421    for(i = 0; i < maxforks; i++)
422    {
423        if(child_list[i].status == STATUS_SIGTERM
424            && difftime(now, child_list[i].date) > 2.0)
425        {
426            fprintf(stdout, "zzuf[seed=%i]: not responding, sending SIGKILL\n",
427                    child_list[i].seed);
428            kill(child_list[i].pid, SIGKILL);
429            child_list[i].status = STATUS_SIGKILL;
430        }
431    }
432
433    /* Collect dead children */
434    for(i = 0; i < maxforks; i++)
435    {
436        int status;
437        pid_t pid;
438
439        if(child_list[i].status != STATUS_SIGKILL
440            && child_list[i].status != STATUS_SIGTERM
441            && child_list[i].status != STATUS_EOF)
442            continue;
443
444        pid = waitpid(child_list[i].pid, &status, WNOHANG);
445        if(pid <= 0)
446            continue;
447
448        if(WIFEXITED(status) && WEXITSTATUS(status))
449        {
450            fprintf(stdout, "zzuf[seed=%i]: exit %i\n",
451                    child_list[i].seed, WEXITSTATUS(status));
452            crashes++;
453        }
454        else if(WIFSIGNALED(status))
455        {
456            fprintf(stdout, "zzuf[seed=%i]: signal %i\n",
457                    child_list[i].seed, WTERMSIG(status));
458            crashes++;
459        }
460
461        for(j = 0; j < 3; j++)
462            if(child_list[i].fd[j] >= 0)
463                close(child_list[i].fd[j]);
464
465        child_list[i].status = STATUS_FREE;
466        child_count--;
467    }
468
469    fflush(stdout);
470}
471
472static void read_children(void)
473{
474    struct timeval tv;
475    fd_set fdset;
476    int i, j, ret, maxfd = 0;
477
478    /* Read data from all sockets */
479    FD_ZERO(&fdset);
480    for(i = 0; i < maxforks; i++)
481    {
482        if(child_list[i].status != STATUS_RUNNING)
483            continue;
484
485        for(j = 0; j < 3; j++)
486            ZZUF_FD_SET(child_list[i].fd[j], &fdset, maxfd);
487    }
488    tv.tv_sec = 0;
489    tv.tv_usec = 1000;
490
491    ret = select(maxfd + 1, &fdset, NULL, NULL, &tv);
492    if(ret < 0)
493        perror("select");
494    if(ret <= 0)
495        return;
496
497    /* XXX: cute (i, j) iterating hack */
498    for(i = 0, j = 0; i < maxforks; i += (j == 2), j = (j + 1) % 3)
499    {
500        char buf[BUFSIZ];
501
502        if(child_list[i].status != STATUS_RUNNING)
503            continue;
504
505        if(!ZZUF_FD_ISSET(child_list[i].fd[j], &fdset))
506            continue;
507
508        ret = read(child_list[i].fd[j], buf, BUFSIZ - 1);
509        if(ret > 0)
510        {
511            /* We got data */
512            if(j != 0)
513                child_list[i].bytes += ret;
514            if(!quiet || j == 0)
515                write((j < 2) ? STDERR_FILENO : STDOUT_FILENO, buf, ret);
516        }
517        else if(ret == 0)
518        {
519            /* End of file reached */
520            close(child_list[i].fd[j]);
521            child_list[i].fd[j] = -1;
522
523            if(child_list[i].fd[0] == -1 && child_list[i].fd[1] == -1
524               && child_list[i].fd[2] == -1)
525                child_list[i].status = STATUS_EOF;
526        }
527    }
528}
529
530static void set_environment(char const *progpath)
531{
532    char *libpath, *tmp;
533    int len = strlen(progpath);
534#ifdef __APPLE__
535#   define FILENAME "libzzuf.dylib"
536#   define PRELOAD "DYLD_INSERT_LIBRARIES"
537    setenv("DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE", "1", 1);
538#else
539#   define FILENAME "libzzuf.so"
540#   define PRELOAD "LD_PRELOAD"
541#endif
542
543    libpath = malloc(len + strlen("/.libs/" FILENAME) + 1);
544    strcpy(libpath, progpath);
545    tmp = strrchr(libpath, '/');
546    strcpy(tmp ? tmp + 1 : libpath, ".libs/" FILENAME);
547    if(access(libpath, R_OK) == 0)
548        setenv(PRELOAD, libpath, 1);
549    else
550        setenv(PRELOAD, LIBDIR "/" FILENAME, 1);
551    free(libpath);
552}
553
554static void version(void)
555{
556    printf("zzuf %s\n", VERSION);
557    printf("Copyright (C) 2002, 2007 Sam Hocevar <sam@zoy.org>\n");
558    printf("This is free software.  You may redistribute copies of it under the\n");
559    printf("terms of the Do What The Fuck You Want To Public License, Version 2\n");
560    printf("<http://sam.zoy.org/wtfpl/>.\n");
561    printf("There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.\n");
562    printf("\n");
563    printf("Written by Sam Hocevar. Report bugs to <sam@zoy.org>.\n");
564}
565
566#if defined(HAVE_GETOPT_H)
567static void usage(void)
568{
569    printf("Usage: zzuf [-cdinqS] [-r ratio] [-s seed | -s start:stop]\n");
570    printf("                      [-F forks] [-C crashes] [-B bytes] [-T seconds]\n");
571    printf("                      [-P protect] [-R refuse]\n");
572    printf("                      [-I include] [-E exclude] COMMAND [ARGS]...\n");
573#   ifdef HAVE_GETOPT_LONG
574    printf("       zzuf -h | --help\n");
575    printf("       zzuf -v | --version\n");
576#   else
577    printf("       zzuf -h\n");
578    printf("       zzuf -v\n");
579#   endif
580    printf("Run COMMAND and randomly fuzz its input.\n");
581    printf("\n");
582    printf("Mandatory arguments to long options are mandatory for short options too.\n");
583#   ifdef HAVE_GETOPT_LONG
584    printf("  -B, --max-bytes <n>      kill children that output more than <n> bytes\n");
585    printf("  -c, --cmdline            only fuzz files specified in the command line\n");
586    printf("  -C, --max-crashes <n>    stop after <n> children have crashed (default 1)\n");
587    printf("  -d, --debug              print debug messages\n");
588    printf("  -E, --exclude <regex>    do not fuzz files matching <regex>\n");
589    printf("  -F, --max-forks <n>      number of concurrent children (default 1)\n");
590    printf("  -i, --stdin              fuzz standard input\n");
591    printf("  -I, --include <regex>    only fuzz files matching <regex>\n");
592    printf("  -n, --network            fuzz network input\n");
593    printf("  -P, --protect <list>     protect bytes and characters in <list>\n");
594    printf("  -q, --quiet              do not print children's messages\n");
595    printf("  -r, --ratio <ratio>      bit fuzzing ratio (default 0.004)\n");
596    printf("  -R, --refuse <list>      refuse bytes and characters in <list>\n");
597    printf("  -s, --seed <seed>        random seed (default 0)\n");
598    printf("      --seed <start:stop>  specify a seed range\n");
599    printf("  -S, --signal             prevent children from diverting crashing signals\n");
600    printf("  -T, --max-time <n>       kill children that run for more than <n> seconds\n");
601    printf("  -h, --help               display this help and exit\n");
602    printf("  -v, --version            output version information and exit\n");
603#   else
604    printf("  -B <n>           kill children that output more than <n> bytes\n");
605    printf("  -c               only fuzz files specified in the command line\n");
606    printf("  -C <n>           stop after <n> children have crashed (default 1)\n");
607    printf("  -d               print debug messages\n");
608    printf("  -E <regex>       do not fuzz files matching <regex>\n");
609    printf("  -F <n>           number of concurrent forks (default 1)\n");
610    printf("  -i               fuzz standard input\n");
611    printf("  -I <regex>       only fuzz files matching <regex>\n");
612    printf("  -n               fuzz network input\n");
613    printf("  -P <list>        protect bytes and characters in <list>\n");
614    printf("  -q               do not print the fuzzed application's messages\n");
615    printf("  -r <ratio>       bit fuzzing ratio (default 0.004)\n");
616    printf("  -R <list>        refuse bytes and characters in <list>\n");
617    printf("  -s <seed>        random seed (default 0)\n");
618    printf("     <start:stop>  specify a seed range\n");
619    printf("  -S               prevent children from diverting crashing signals\n");
620    printf("  -T <n>           kill children that run for more than <n> seconds\n");
621    printf("  -h               display this help and exit\n");
622    printf("  -v               output version information and exit\n");
623#   endif
624    printf("\n");
625    printf("Written by Sam Hocevar. Report bugs to <sam@zoy.org>.\n");
626}
627#endif
628
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.