[clang] [clang] Fix segmentation fault caused by stack overflow on deeply nested expressions (PR #111701)

Boaz Brickner via cfe-commits cfe-commits at lists.llvm.org
Mon Oct 14 04:24:32 PDT 2024


https://github.com/bricknerb updated https://github.com/llvm/llvm-project/pull/111701

>From 1a63281b6c240352653fd2e4299755c1f32a76f4 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: bricknerb <brickner at google.com>
Date: Wed, 9 Oct 2024 15:05:34 +0000
Subject: [PATCH 1/8] [clang] Fix segmentation fault caused by stack overflow
 on deeply nested expressions. This is done by calling
 clang::runWithSufficientStackSpace(). Added
 CodeGenModule::runWithSufficientStackSpace() method similar to the one in
 Sema to provide a single warning when this triggers.

---
 clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp                  |    5 +-
 clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.cpp           |   14 +
 clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.h             |   11 +
 .../CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp     | 1013 +++++++++++++++++
 4 files changed, 1042 insertions(+), 1 deletion(-)
 create mode 100644 clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp

diff --git a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
index 451442765620f7..5ececf7d940520 100644
--- a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
+++ b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
@@ -5817,7 +5817,10 @@ LValue CodeGenFunction::EmitHLSLArrayAssignLValue(const BinaryOperator *E) {
 
 LValue CodeGenFunction::EmitCallExprLValue(const CallExpr *E,
                                            llvm::CallBase **CallOrInvoke) {
-  RValue RV = EmitCallExpr(E, ReturnValueSlot(), CallOrInvoke);
+  RValue RV;
+  CGM.runWithSufficientStackSpace(E->getExprLoc(), [&] {
+    RV = EmitCallExpr(E, ReturnValueSlot(), CallOrInvoke);
+  });
 
   if (!RV.isScalar())
     return MakeAddrLValue(RV.getAggregateAddress(), E->getType(),
diff --git a/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.cpp b/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.cpp
index 5ba098144a74e7..424455cbf4da39 100644
--- a/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.cpp
+++ b/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.cpp
@@ -44,6 +44,7 @@
 #include "clang/Basic/FileManager.h"
 #include "clang/Basic/Module.h"
 #include "clang/Basic/SourceManager.h"
+#include "clang/Basic/Stack.h"
 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
 #include "clang/Basic/Version.h"
 #include "clang/CodeGen/BackendUtil.h"
@@ -1596,6 +1597,19 @@ void CodeGenModule::ErrorUnsupported(const Decl *D, const char *Type) {
   getDiags().Report(Context.getFullLoc(D->getLocation()), DiagID) << Msg;
 }
 
+void CodeGenModule::warnStackExhausted(SourceLocation Loc) {
+  // Only warn about this once.
+  if (!WarnedStackExhausted) {
+    getDiags().Report(Loc, diag::warn_stack_exhausted);
+    WarnedStackExhausted = true;
+  }
+}
+
+void CodeGenModule::runWithSufficientStackSpace(SourceLocation Loc,
+                                                llvm::function_ref<void()> Fn) {
+  clang::runWithSufficientStackSpace([&] { warnStackExhausted(Loc); }, Fn);
+}
+
 llvm::ConstantInt *CodeGenModule::getSize(CharUnits size) {
   return llvm::ConstantInt::get(SizeTy, size.getQuantity());
 }
diff --git a/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.h b/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.h
index c58bb88035ca8a..57e06cbfac13a9 100644
--- a/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.h
+++ b/clang/lib/CodeGen/CodeGenModule.h
@@ -336,6 +336,7 @@ class CodeGenModule : public CodeGenTypeCache {
   std::unique_ptr<llvm::IndexedInstrProfReader> PGOReader;
   InstrProfStats PGOStats;
   std::unique_ptr<llvm::SanitizerStatReport> SanStats;
+  bool WarnedStackExhausted = false;
 
   // A set of references that have only been seen via a weakref so far. This is
   // used to remove the weak of the reference if we ever see a direct reference
@@ -1297,6 +1298,16 @@ class CodeGenModule : public CodeGenTypeCache {
   /// Print out an error that codegen doesn't support the specified decl yet.
   void ErrorUnsupported(const Decl *D, const char *Type);
 
+  /// Warn that the stack is nearly exhausted.
+  void warnStackExhausted(SourceLocation Loc);
+
+  /// Run some code with "sufficient" stack space. (Currently, at least 256K is
+  /// guaranteed). Produces a warning if we're low on stack space and allocates
+  /// more in that case. Use this in code that may recurse deeply to avoid stack
+  /// overflow.
+  void runWithSufficientStackSpace(SourceLocation Loc,
+                                   llvm::function_ref<void()> Fn);
+
   /// Set the attributes on the LLVM function for the given decl and function
   /// info. This applies attributes necessary for handling the ABI as well as
   /// user specified attributes like section.
diff --git a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
new file mode 100644
index 00000000000000..3f7b55d35ed76d
--- /dev/null
+++ b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
@@ -0,0 +1,1013 @@
+// RUN: %clang_cc1 %s -emit-llvm -o - -Wstack-exhausted -verify
+
+class AClass {
+public:
+  AClass() {}
+  AClass &foo() { return *this; }
+};
+
+void test_bar() {
+  AClass a;
+  // expected-warning@* {{stack nearly exhausted; compilation time may suffer, and crashes due to stack overflow are likely}}
+  a.foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
+      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
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+}
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>From 0100615ca400d465db19c6a9808658d3bc5f55b9 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Fri, 11 Oct 2024 12:39:48 +0000
Subject: [PATCH 2/8] [clang] Move the call to
 clang::runWithSufficientStackSpace() from
 CodeGenFunction::EmitCallExprLValue() to CodeGenFunction::EmitLValue().

---
 clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp | 11 ++++++-----
 1 file changed, 6 insertions(+), 5 deletions(-)

diff --git a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
index 5ececf7d940520..c66ecaec1152e3 100644
--- a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
+++ b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
@@ -1528,7 +1528,11 @@ LValue CodeGenFunction::EmitCheckedLValue(const Expr *E, TypeCheckKind TCK) {
 ///
 LValue CodeGenFunction::EmitLValue(const Expr *E,
                                    KnownNonNull_t IsKnownNonNull) {
-  LValue LV = EmitLValueHelper(E, IsKnownNonNull);
+  LValue LV;
+  CGM.runWithSufficientStackSpace(E->getExprLoc(), [&] {
+    LV = EmitLValueHelper(E, IsKnownNonNull);
+  });
+
   if (IsKnownNonNull && !LV.isKnownNonNull())
     LV.setKnownNonNull();
   return LV;
@@ -5817,10 +5821,7 @@ LValue CodeGenFunction::EmitHLSLArrayAssignLValue(const BinaryOperator *E) {
 
 LValue CodeGenFunction::EmitCallExprLValue(const CallExpr *E,
                                            llvm::CallBase **CallOrInvoke) {
-  RValue RV;
-  CGM.runWithSufficientStackSpace(E->getExprLoc(), [&] {
-    RV = EmitCallExpr(E, ReturnValueSlot(), CallOrInvoke);
-  });
+  RValue RV = EmitCallExpr(E, ReturnValueSlot(), CallOrInvoke);
 
   if (!RV.isScalar())
     return MakeAddrLValue(RV.getAggregateAddress(), E->getType(),

>From d43be532928400c9174204adba91481e72c3f6f9 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Fri, 11 Oct 2024 14:26:48 +0000
Subject: [PATCH 3/8] [clang] Double the depth in the deeply nested expressions
 test to catch it where a bigger stack is available. This warning might
 trigger twice now because the can also trigger this warning in Sema and not
 just in CodeGen.

---
 .../CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp     | 2030 +++++++++--------
 1 file changed, 1027 insertions(+), 1003 deletions(-)

diff --git a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
index 3f7b55d35ed76d..3f5030d7674161 100644
--- a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
+++ b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
@@ -3,1011 +3,1035 @@
 class AClass {
 public:
   AClass() {}
-  AClass &foo() { return *this; }
+  AClass &f() { return *this; }
 };
 
 void test_bar() {
   AClass a;
-  // expected-warning@* {{stack nearly exhausted; compilation time may suffer, and crashes due to stack overflow are likely}}
-  a.foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
-      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
-      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
-      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
-      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
-      .foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo().foo()
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>From 93e4a7386ec897e53d7330c6206d38759a858be2 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Mon, 14 Oct 2024 07:41:52 +0000
Subject: [PATCH 4/8] [clang] Use macros to shorten the
 deeply-nested-expressions test.

---
 .../CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp     | 1043 +----------------
 1 file changed, 18 insertions(+), 1025 deletions(-)

diff --git a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
index 3f5030d7674161..bd970a5631a8e1 100644
--- a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
+++ b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
@@ -6,1032 +6,25 @@ class AClass {
   AClass &f() { return *this; }
 };
 
+#define CALLS1 f
+#define CALLS2 CALLS1().CALLS1
+#define CALLS4 CALLS2().CALLS2
+#define CALLS8 CALLS4().CALLS4
+#define CALLS16 CALLS8().CALLS8
+#define CALLS32 CALLS16().CALLS16
+#define CALLS64 CALLS32().CALLS32
+#define CALLS128 CALLS64().CALLS64
+#define CALLS256 CALLS128().CALLS128
+#define CALLS512 CALLS256().CALLS256
+#define CALLS1024 CALLS512().CALLS512
+#define CALLS2048 CALLS1024().CALLS1024
+#define CALLS4096 CALLS2048().CALLS2048
+#define CALLS8192 CALLS4096().CALLS4096
+#define CALLS16384 CALLS8192().CALLS8192
+#define CALLS32768 CALLS16384().CALLS16384
+
 void test_bar() {
   AClass a;
   // expected-warning@* 1-2 {{stack nearly exhausted; compilation time may suffer, and crashes due to stack overflow are likely}}
-  a
-      .f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f()
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-      .f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f()
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-      .f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f()
-      .f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f()
-      .f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f().f();
+  a.CALLS32768();
 }
\ No newline at end of file

>From 84996d666e92639618417083e317e311be2455b3 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Mon, 14 Oct 2024 07:42:46 +0000
Subject: [PATCH 5/8] [clang] Remove out of stack warning check since it
 depends on the platform and hard to maintain.

---
 clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp | 3 +--
 1 file changed, 1 insertion(+), 2 deletions(-)

diff --git a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
index bd970a5631a8e1..bc29e212dd66dc 100644
--- a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
+++ b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
@@ -1,4 +1,4 @@
-// RUN: %clang_cc1 %s -emit-llvm -o - -Wstack-exhausted -verify
+// RUN: %clang_cc1 %s -emit-llvm -o - -Wstack-exhausted
 
 class AClass {
 public:
@@ -25,6 +25,5 @@ class AClass {
 
 void test_bar() {
   AClass a;
-  // expected-warning@* 1-2 {{stack nearly exhausted; compilation time may suffer, and crashes due to stack overflow are likely}}
   a.CALLS32768();
 }
\ No newline at end of file

>From 50bec160dd91ab78ebfc60d1e4ca63c141c9896d Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Mon, 14 Oct 2024 11:04:33 +0000
Subject: [PATCH 6/8] [clang] Add missing trailing newline.

---
 clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp | 2 +-
 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-)

diff --git a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
index bc29e212dd66dc..28ebb2eb0922d6 100644
--- a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
+++ b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
@@ -26,4 +26,4 @@ class AClass {
 void test_bar() {
   AClass a;
   a.CALLS32768();
-}
\ No newline at end of file
+}

>From 856e26d6ac06cc33d4f46e1a7c505ff9c1a5309e Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Mon, 14 Oct 2024 11:16:14 +0000
Subject: [PATCH 7/8] [clang] Deleting the test for deeply nested expressions
 for CodeGen to avoid having a potentially flaky test. Add a comment to
 explain why we call runWithSufficientStackSpace() instead.

---
 clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp                  |  2 ++
 .../CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp     | 29 -------------------
 2 files changed, 2 insertions(+), 29 deletions(-)
 delete mode 100644 clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp

diff --git a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
index 1eb24c8e7c1566..299ed4879379a0 100644
--- a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
+++ b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
@@ -1528,6 +1528,8 @@ LValue CodeGenFunction::EmitCheckedLValue(const Expr *E, TypeCheckKind TCK) {
 ///
 LValue CodeGenFunction::EmitLValue(const Expr *E,
                                    KnownNonNull_t IsKnownNonNull) {
+  // Running with sufficient stack space to avoid deeply nested expressions
+  // cause a stack overflow.
   LValue LV;
   CGM.runWithSufficientStackSpace(E->getExprLoc(), [&] {
     LV = EmitLValueHelper(E, IsKnownNonNull);
diff --git a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp b/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
deleted file mode 100644
index 28ebb2eb0922d6..00000000000000
--- a/clang/test/CodeGen/deeply-nested-expressions.cpp
+++ /dev/null
@@ -1,29 +0,0 @@
-// RUN: %clang_cc1 %s -emit-llvm -o - -Wstack-exhausted
-
-class AClass {
-public:
-  AClass() {}
-  AClass &f() { return *this; }
-};
-
-#define CALLS1 f
-#define CALLS2 CALLS1().CALLS1
-#define CALLS4 CALLS2().CALLS2
-#define CALLS8 CALLS4().CALLS4
-#define CALLS16 CALLS8().CALLS8
-#define CALLS32 CALLS16().CALLS16
-#define CALLS64 CALLS32().CALLS32
-#define CALLS128 CALLS64().CALLS64
-#define CALLS256 CALLS128().CALLS128
-#define CALLS512 CALLS256().CALLS256
-#define CALLS1024 CALLS512().CALLS512
-#define CALLS2048 CALLS1024().CALLS1024
-#define CALLS4096 CALLS2048().CALLS2048
-#define CALLS8192 CALLS4096().CALLS4096
-#define CALLS16384 CALLS8192().CALLS8192
-#define CALLS32768 CALLS16384().CALLS16384
-
-void test_bar() {
-  AClass a;
-  a.CALLS32768();
-}

>From 6f5ef5f3f47d25a04321878eaabb4d954cb06a52 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Boaz Brickner <brickner at google.com>
Date: Mon, 14 Oct 2024 11:24:12 +0000
Subject: [PATCH 8/8] [clang] Fix formatting when calling
 CGM.runWithSufficientStackSpace().

---
 clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp | 5 ++---
 1 file changed, 2 insertions(+), 3 deletions(-)

diff --git a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
index 299ed4879379a0..1e8ffb53b53a09 100644
--- a/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
+++ b/clang/lib/CodeGen/CGExpr.cpp
@@ -1531,9 +1531,8 @@ LValue CodeGenFunction::EmitLValue(const Expr *E,
   // Running with sufficient stack space to avoid deeply nested expressions
   // cause a stack overflow.
   LValue LV;
-  CGM.runWithSufficientStackSpace(E->getExprLoc(), [&] {
-    LV = EmitLValueHelper(E, IsKnownNonNull);
-  });
+  CGM.runWithSufficientStackSpace(
+      E->getExprLoc(), [&] { LV = EmitLValueHelper(E, IsKnownNonNull); });
 
   if (IsKnownNonNull && !LV.isKnownNonNull())
     LV.setKnownNonNull();



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