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Linux C++ realpath函数crash的解决方法

news 来源：原创 2024/9/19 10:01:37

现象

调用realpath函数进程崩溃，可使用如下代码复现：

//test.cpp
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include <limits.h>int main()
{char *p=new char[300];realpath("1.txt",p);printf("%s\n",p);delete[] p;return 0;
}

编译命令：g++ test.cpp -O1 -g

如果将O1改成O0则不复现，O2、O3都复现。说明这个BUG与gcc优化有关。

开发环境

ubuntu 22.04 x86_64虚拟机

gcc 11.4

笔者另有一个ubuntu 20.04 x86_64 + gcc 9.4的虚拟机也能复现。但在麒麟linux-arm64 + gcc 7.3的服务器上不能复现。目前不能确定是操作系统的差异导致的还是gcc还是CPU平台。

问题原因

realpath的第二个参数需要至少PATH_MAX字节的空间才能保证内存安全，即使路径没有那么长。

您可以阅读参考资料获取realpath和PATH_MAX的详细用法。

解决方案

申请PATH_MAX字节的内存即可，该值在多数linux系统中定义为4096。

//test.cpp
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include <limits.h>int main()
{char *p=new char[PATH_MAX];realpath("1.txt",p);printf("%s\n",p);delete[] p;return 0;
}

为什么O0不复现

realpath内部是否优化与上述优化参数无关，因为它由glibc实现。通常都是有优化的，除非你手动编译glibc并关闭优化。

crash堆栈在realpath内部，为了搞清同一个环境下优化参数为什么会影响realpath内部，我们对main函数进行反汇编。

下面是O0和O1的反汇编结果：

Dump of assembler code for function main():
0x00005555555551a9 <+0>: endbr64
0x00005555555551ad <+4>: push %rbp
0x00005555555551ae <+5>: mov %rsp,%rbp
0x00005555555551b1 <+8>: sub $0x10,%rsp
0x00005555555551b5 <+12>: mov $0x12c,%edi
0x00005555555551ba <+17>: callq 0x555555555080 <_Znam@plt>
0x00005555555551bf <+22>: mov %rax,-0x8(%rbp)
0x00005555555551c3 <+26>: mov -0x8(%rbp),%rax
0x00005555555551c7 <+30>: mov %rax,%rsi
0x00005555555551ca <+33>: lea 0xe33(%rip),%rax # 0x555555556004
0x00005555555551d1 <+40>: mov %rax,%rdi
=> 0x00005555555551d4 <+43>: callq 0x555555555090 <realpath@plt>
0x00005555555551d9 <+48>: mov -0x8(%rbp),%rax
0x00005555555551dd <+52>: mov %rax,%rdi
0x00005555555551e0 <+55>: callq 0x5555555550b0 <puts@plt>
0x00005555555551e5 <+60>: cmpq $0x0,-0x8(%rbp)
0x00005555555551ea <+65>: je 0x5555555551f8 <main()+79>
0x00005555555551ec <+67>: mov -0x8(%rbp),%rax
0x00005555555551f0 <+71>: mov %rax,%rdi
0x00005555555551f3 <+74>: callq 0x5555555550a0 <_ZdaPv@plt>
0x00005555555551f8 <+79>: mov $0x0,%eax
0x00005555555551fd <+84>: leaveq
0x00005555555551fe <+85>: retq
End of assembler dump.

Dump of assembler code for function main():
0x00005555555551a9 <+0>: endbr64
0x00005555555551ad <+4>: push %rbx
0x00005555555551ae <+5>: mov $0x12c,%edi
0x00005555555551b3 <+10>: callq 0x555555555080 <_Znam@plt>
0x00005555555551b8 <+15>: mov %rax,%rbx
0x00005555555551bb <+18>: mov $0x12c,%edx
0x00005555555551c0 <+23>: mov %rax,%rsi
0x00005555555551c3 <+26>: lea 0xe3a(%rip),%rdi # 0x555555556004
=> 0x00005555555551ca <+33>: callq 0x5555555550b0 <__realpath_chk@plt>
0x00005555555551cf <+38>: mov %rbx,%rdi
0x00005555555551d2 <+41>: callq 0x5555555550a0 <puts@plt>
0x00005555555551d7 <+46>: mov %rbx,%rdi
0x00005555555551da <+49>: callq 0x555555555090 <_ZdaPv@plt>
0x00005555555551df <+54>: mov $0x0,%eax
0x00005555555551e4 <+59>: pop %rbx
0x00005555555551e5 <+60>: retq
End of assembler dump.

可以看到优化后的代码调用了一个__realpath_chk函数，这个函数与realpath是不同的。

结论：开启优化后，编译器会用__realpath_chk代替realpath，这个函数的性能更好但容错更低，无论输出长度是多少都会使用PATH_MAX字节，长度不足会越界。

参考资料

realpath(3) - Linux man page (die.net)https://linux.die.net/man/3/realpathC语言MAX_PATH和PATH_MAX的区别-CSDN博客文章浏览阅读40次。MAX_PATH和PATH_MAXhttps://blog.csdn.net/louObaichu/article/details/140496066