lib/Fuzzer/FuzzerInternal.h

   1 //===- FuzzerInternal.h - Internal 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 main class fuzzer::Fuzzer and most functions.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11 #include <cassert>
  12 #include <climits>
  13 #include <chrono>
  14 #include <cstddef>
  15 #include <cstdlib>
  16 #include <string>
  17 #include <vector>
  18 #include <unordered_set>
  19
  20 #include "FuzzerInterface.h"
  21
  22 namespace fuzzer {
  23 typedef std::vector<uint8_t> Unit;
  24 using namespace std::chrono;
  25
  26 std::string FileToString(const std::string &Path);
  27 Unit FileToVector(const std::string &Path);
  28 void ReadDirToVectorOfUnits(const char *Path, std::vector<Unit> *V);
  29 void WriteToFile(const Unit &U, const std::string &Path);
  30 void CopyFileToErr(const std::string &Path);
  31 // Returns "Dir/FileName" or equivalent for the current OS.
  32 std::string DirPlusFile(const std::string &DirPath,
  33                         const std::string &FileName);
  34
  35 void Mutate(Unit *U, size_t MaxLen);
  36
  37 void CrossOver(const Unit &A, const Unit &B, Unit *U, size_t MaxLen);
  38
  39 void Print(const Unit &U, const char *PrintAfter = "");
  40 void PrintASCII(const Unit &U, const char *PrintAfter = "");
  41 std::string Hash(const Unit &U);
  42 void SetTimer(int Seconds);
  43
  44 class Fuzzer {
  45  public:
  46   struct FuzzingOptions {
  47     int Verbosity = 1;
  48     int MaxLen = 0;
  49     bool DoCrossOver = true;
  50     int  MutateDepth = 5;
  51     bool ExitOnFirst = false;
  52     bool UseCounters = false;
  53     bool UseFullCoverageSet  = false;
  54     bool UseCoveragePairs = false;
  55     bool UseDFSan = false;
  56     int PreferSmallDuringInitialShuffle = -1;
  57     size_t MaxNumberOfRuns = ULONG_MAX;
  58     std::string OutputCorpus;
  59     std::vector<std::string> Tokens;
  60   };
  61   Fuzzer(UserCallback Callback, FuzzingOptions Options);
  62   void AddToCorpus(const Unit &U) { Corpus.push_back(U); }
  63   size_t Loop(size_t NumIterations);
  64   void ShuffleAndMinimize();
  65   void InitializeDFSan();
  66   size_t CorpusSize() const { return Corpus.size(); }
  67   void ReadDir(const std::string &Path) {
  68     ReadDirToVectorOfUnits(Path.c_str(), &Corpus);
  69   }
  70   // Save the current corpus to OutputCorpus.
  71   void SaveCorpus();
  72
  73   size_t secondsSinceProcessStartUp() {
  74     return duration_cast<seconds>(system_clock::now() - ProcessStartTime)
  75         .count();
  76   }
  77
  78   size_t getTotalNumberOfRuns() { return TotalNumberOfRuns; }
  79
  80   static void StaticAlarmCallback();
  81
  82   Unit SubstituteTokens(const Unit &U) const;
  83
  84  private:
  85   void AlarmCallback();
  86   void ExecuteCallback(const Unit &U);
  87   size_t MutateAndTestOne(Unit *U);
  88   size_t RunOne(const Unit &U);
  89   size_t RunOneMaximizeTotalCoverage(const Unit &U);
  90   size_t RunOneMaximizeFullCoverageSet(const Unit &U);
  91   size_t RunOneMaximizeCoveragePairs(const Unit &U);
  92   void WriteToOutputCorpus(const Unit &U);
  93   void WriteToCrash(const Unit &U, const char *Prefix);
  94   bool MutateWithDFSan(Unit *U);
  95   void PrintStats(const char *Where, size_t Cov, const char *End = "\n");
  96   void PrintUnitInASCIIOrTokens(const Unit &U, const char *PrintAfter = "");
  97
  98   void SetDeathCallback();
  99   static void StaticDeathCallback();
 100   void DeathCallback();
 101   Unit CurrentUnit;
 102
 103   size_t TotalNumberOfRuns = 0;
 104
 105   std::vector<Unit> Corpus;
 106   std::unordered_set<uintptr_t> FullCoverageSets;
 107   std::unordered_set<uint64_t>  CoveragePairs;
 108
 109   // For UseCounters
 110   std::vector<uint8_t> CounterBitmap;
 111   size_t TotalBits() {  // Slow. Call it only for printing stats.
 112     size_t Res = 0;
 113     for (auto x : CounterBitmap) Res += __builtin_popcount(x);
 114     return Res;
 115   }
 116
 117   UserCallback Callback;
 118   FuzzingOptions Options;
 119   system_clock::time_point ProcessStartTime = system_clock::now();
 120   system_clock::time_point UnitStartTime;
 121   long TimeOfLongestUnitInSeconds = 0;
 122 };
 123
 124 };  // namespace fuzzer