lib/Fuzzer/FuzzerInterface.h

   1 //===- FuzzerInterface.h - Interface header for the Fuzzer ------*- C++ -* ===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 // Define the interface between the Fuzzer and the library being tested.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 // WARNING: keep the interface free of STL or any other header-based C++ lib,
  13 // to avoid bad interactions between the code used in the fuzzer and
  14 // the code used in the target function.
  15
  16 #ifndef LLVM_FUZZER_INTERFACE_H
  17 #define LLVM_FUZZER_INTERFACE_H
  18
  19 #include <cstddef>
  20 #include <cstdint>
  21
  22 namespace fuzzer {
  23
  24 typedef void (*UserCallback)(const uint8_t *Data, size_t Size);
  25 /** Simple C-like interface with a single user-supplied callback.
  26
  27 Usage:
  28
  29 #\code
  30 #include "FuzzerInterface.h"
  31
  32 void LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *Data, size_t Size) {
  33   DoStuffWithData(Data, Size);
  34 }
  35
  36 // Implement your own main() or use the one from FuzzerMain.cpp.
  37 int main(int argc, char **argv) {
  38   InitializeMeIfNeeded();
  39   return fuzzer::FuzzerDriver(argc, argv, LLVMFuzzerTestOneInput);
  40 }
  41 #\endcode
  42 */
  43 int FuzzerDriver(int argc, char **argv, UserCallback Callback);
  44
  45 class FuzzerRandomBase {
  46  public:
  47   FuzzerRandomBase(){}
  48   virtual ~FuzzerRandomBase(){};
  49   virtual void ResetSeed(int seed) = 0;
  50   // Return a random number.
  51   virtual size_t Rand() = 0;
  52   // Return a random number in range [0,n).
  53   size_t operator()(size_t n) { return n ? Rand() % n : 0; }
  54   bool RandBool() { return Rand() % 2; }
  55 };
  56
  57 class FuzzerRandomLibc : public FuzzerRandomBase {
  58  public:
  59   FuzzerRandomLibc(int seed) { ResetSeed(seed); }
  60   void ResetSeed(int seed) override;
  61   ~FuzzerRandomLibc() override {}
  62   size_t Rand() override;
  63 };
  64
  65 class MutationDispatcher {
  66  public:
  67   MutationDispatcher(FuzzerRandomBase &Rand);
  68   ~MutationDispatcher();
  69   /// Mutates data by shuffling bytes.
  70   size_t Mutate_ShuffleBytes(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  71   /// Mutates data by erasing a byte.
  72   size_t Mutate_EraseByte(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  73   /// Mutates data by inserting a byte.
  74   size_t Mutate_InsertByte(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  75   /// Mutates data by chanding one byte.
  76   size_t Mutate_ChangeByte(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  77   /// Mutates data by chanding one bit.
  78   size_t Mutate_ChangeBit(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  79
  80   /// Mutates data by adding a word from the dictionary.
  81   size_t Mutate_AddWordFromDictionary(uint8_t *Data, size_t Size,
  82                                       size_t MaxSize);
  83
  84   size_t Mutate_ChangeASCIIInteger(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  85
  86   /// Applies one of the above mutations.
  87   /// Returns the new size of data which could be up to MaxSize.
  88   size_t Mutate(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize);
  89
  90   /// Creates a cross-over of two pieces of Data, returns its size.
  91   size_t CrossOver(const uint8_t *Data1, size_t Size1, const uint8_t *Data2,
  92                    size_t Size2, uint8_t *Out, size_t MaxOutSize);
  93
  94   void AddWordToDictionary(const uint8_t *Word, size_t Size);
  95
  96  private:
  97   FuzzerRandomBase &Rand;
  98   struct Impl;
  99   Impl *MDImpl;
 100 };
 101
 102 // For backward compatibility only, deprecated.
 103 static inline size_t Mutate(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize,
 104                             FuzzerRandomBase &Rand) {
 105   MutationDispatcher MD(Rand);
 106   return MD.Mutate(Data, Size, MaxSize);
 107 }
 108
 109 /** An abstract class that allows to use user-supplied mutators with libFuzzer.
 110
 111 Usage:
 112
 113 #\code
 114 #include "FuzzerInterface.h"
 115 class MyFuzzer : public fuzzer::UserSuppliedFuzzer {
 116  public:
 117   MyFuzzer(fuzzer::FuzzerRandomBase *Rand);
 118   // Must define the target function.
 119   void TargetFunction(...) { ... }
 120   // Optionally define the mutator.
 121   size_t Mutate(...) { ... }
 122   // Optionally define the CrossOver method.
 123   size_t CrossOver(...) { ... }
 124 };
 125
 126 int main(int argc, char **argv) {
 127   MyFuzzer F;
 128   fuzzer::FuzzerDriver(argc, argv, F);
 129 }
 130 #\endcode
 131 */
 132 class UserSuppliedFuzzer {
 133  public:
 134   UserSuppliedFuzzer();  // Deprecated, don't use.
 135   UserSuppliedFuzzer(FuzzerRandomBase *Rand);
 136   /// Executes the target function on 'Size' bytes of 'Data'.
 137   virtual void TargetFunction(const uint8_t *Data, size_t Size) = 0;
 138   /// Mutates 'Size' bytes of data in 'Data' inplace into up to 'MaxSize' bytes,
 139   /// returns the new size of the data, which should be positive.
 140   virtual size_t Mutate(uint8_t *Data, size_t Size, size_t MaxSize) {
 141     return MD.Mutate(Data, Size, MaxSize);
 142   }
 143   /// Crosses 'Data1' and 'Data2', writes up to 'MaxOutSize' bytes into Out,
 144   /// returns the number of bytes written, which should be positive.
 145   virtual size_t CrossOver(const uint8_t *Data1, size_t Size1,
 146                            const uint8_t *Data2, size_t Size2,
 147                            uint8_t *Out, size_t MaxOutSize) {
 148     return MD.CrossOver(Data1, Size1, Data2, Size2, Out, MaxOutSize);
 149   }
 150   virtual ~UserSuppliedFuzzer();
 151
 152   FuzzerRandomBase &GetRand() { return *Rand; }
 153
 154   MutationDispatcher &GetMD() { return MD; }
 155
 156  private:
 157   bool OwnRand = false;
 158   FuzzerRandomBase *Rand;
 159   MutationDispatcher MD;
 160 };
 161
 162 /// Runs the fuzzing with the UserSuppliedFuzzer.
 163 int FuzzerDriver(int argc, char **argv, UserSuppliedFuzzer &USF);
 164
 165 }  // namespace fuzzer
 166
 167 #endif  // LLVM_FUZZER_INTERFACE_H