Add safe vsnprintf and snprintf library functions
authorSonny Rao <sonnyrao@chromium.org>
Wed, 2 Nov 2011 09:52:08 +0000 (09:52 +0000)
committerWolfgang Denk <wd@denx.de>
Sat, 17 Dec 2011 22:33:20 +0000 (23:33 +0100)
From: Sonny Rao <sonnyrao@chromium.org>

These functions are useful in U-Boot because they allow a graceful failure
rather than an unpredictable stack overflow when printf() buffers are
exceeded.

Mostly copied from the Linux kernel. I copied vscnprintf and
scnprintf so we can change printf and vprintf to use the safe
implementation but still return the correct values.

(Simon Glass <sjg@chromium.org> modified this commit a little)

Signed-off-by: Sonny Rao <sonnyrao@chromium.org>
README
include/vsprintf.h
lib/vsprintf.c

diff --git a/README b/README
index 6fe1e0fc2d779acc7551a13fb055e52d2d8c1086..79167777973ba665e75e44237a11ebc66e20ae10 100644 (file)
--- a/README
+++ b/README
@@ -655,6 +655,15 @@ The following options need to be configured:
                to get the character out. Baud rates will need to default
                to something sensible.
 
+- Safe printf() functions
+               Define CONFIG_SYS_VSNPRINTF to compile in safe versions of
+               the printf() functions. These are defined in
+               include/vsprintf.h and include snprintf(), vsnprintf() and
+               so on. Code size increase is approximately 300-500 bytes.
+               If this option is not given then these functions will
+               silently discard their buffer size argument - this means
+               you are not getting any overflow checking in this case.
+
 - Boot Delay:  CONFIG_BOOTDELAY - in seconds
                Delay before automatically booting the default image;
                set to -1 to disable autoboot.
index 065144669ff9fc9ebfce4eb6c8d4429b4b4ace2f..5195598f97365db010ba8502b35ee1ff852d1036 100644 (file)
@@ -36,4 +36,23 @@ int sprintf(char *buf, const char *fmt, ...)
 int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args);
 char *simple_itoa(ulong i);
 
+#ifdef CONFIG_SYS_VSNPRINTF
+int snprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, ...)
+               __attribute__ ((format (__printf__, 3, 4)));
+int scnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, ...)
+               __attribute__ ((format (__printf__, 3, 4)));
+int vsnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, va_list args);
+int vscnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, va_list args);
+#else
+/*
+ * Use macros to silently drop the size parameter. Note that the 'cn'
+ * versions are the same as the 'n' versions since the functions assume
+ * there is always enough buffer space when !CONFIG_SYS_VSNPRINTF
+ */
+#define snprintf(buf, size, fmt, args...) sprintf(buf, fmt, ##args)
+#define scnprintf(buf, size, fmt, args...) sprintf(buf, fmt, ##args)
+#define vsnprintf(buf, size, fmt, args...) vsprintf(buf, fmt, ##args)
+#define vscnprintf(buf, size, fmt, args...) vsprintf(buf, fmt, ##args)
+#endif /* CONFIG_SYS_VSNPRINTF */
+
 #endif
index e497a8686ed321acf5119e290fd32b0fd74ed61d..7a145ea92bae522fa83bc8859c10d99f2561f312 100644 (file)
@@ -26,6 +26,9 @@
 # define NUM_TYPE long long
 #define noinline __attribute__((noinline))
 
+/* some reluctance to put this into a new limits.h, so it is here */
+#define INT_MAX                ((int)(~0U>>1))
+
 const char hex_asc[] = "0123456789abcdef";
 #define hex_asc_lo(x)   hex_asc[((x) & 0x0f)]
 #define hex_asc_hi(x)   hex_asc[((x) & 0xf0) >> 4]
@@ -291,7 +294,22 @@ static noinline char* put_dec(char *buf, unsigned NUM_TYPE num)
 #define SMALL  32              /* Must be 32 == 0x20 */
 #define SPECIAL        64              /* 0x */
 
-static char *number(char *buf, unsigned NUM_TYPE num, int base, int size, int precision, int type)
+#ifdef CONFIG_SYS_VSNPRINTF
+/*
+ * Macro to add a new character to our output string, but only if it will
+ * fit. The macro moves to the next character position in the output string.
+ */
+#define ADDCH(str, ch) do { \
+       if ((str) < end) \
+               *(str) = (ch); \
+       ++str; \
+       } while (0)
+#else
+#define ADDCH(str, ch) (*(str)++ = (ch))
+#endif
+
+static char *number(char *buf, char *end, unsigned NUM_TYPE num,
+               int base, int size, int precision, int type)
 {
        /* we are called with base 8, 10 or 16, only, thus don't need "G..."  */
        static const char digits[16] = "0123456789ABCDEF"; /* "GHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"; */
@@ -353,37 +371,40 @@ static char *number(char *buf, unsigned NUM_TYPE num, int base, int size, int pr
                precision = i;
        /* leading space padding */
        size -= precision;
-       if (!(type & (ZEROPAD+LEFT)))
-               while(--size >= 0)
-                       *buf++ = ' ';
+       if (!(type & (ZEROPAD + LEFT))) {
+               while (--size >= 0)
+                       ADDCH(buf, ' ');
+       }
        /* sign */
        if (sign)
-               *buf++ = sign;
+               ADDCH(buf, sign);
        /* "0x" / "0" prefix */
        if (need_pfx) {
-               *buf++ = '0';
+               ADDCH(buf, '0');
                if (base == 16)
-                       *buf++ = ('X' | locase);
+                       ADDCH(buf, 'X' | locase);
        }
        /* zero or space padding */
        if (!(type & LEFT)) {
                char c = (type & ZEROPAD) ? '0' : ' ';
+
                while (--size >= 0)
-                       *buf++ = c;
+                       ADDCH(buf, c);
        }
        /* hmm even more zero padding? */
        while (i <= --precision)
-               *buf++ = '0';
+               ADDCH(buf, '0');
        /* actual digits of result */
        while (--i >= 0)
-               *buf++ = tmp[i];
+               ADDCH(buf, tmp[i]);
        /* trailing space padding */
        while (--size >= 0)
-               *buf++ = ' ';
+               ADDCH(buf, ' ');
        return buf;
 }
 
-static char *string(char *buf, char *s, int field_width, int precision, int flags)
+static char *string(char *buf, char *end, char *s, int field_width,
+               int precision, int flags)
 {
        int len, i;
 
@@ -394,16 +415,16 @@ static char *string(char *buf, char *s, int field_width, int precision, int flag
 
        if (!(flags & LEFT))
                while (len < field_width--)
-                       *buf++ = ' ';
+                       ADDCH(buf, ' ');
        for (i = 0; i < len; ++i)
-               *buf++ = *s++;
+               ADDCH(buf, *s++);
        while (len < field_width--)
-               *buf++ = ' ';
+               ADDCH(buf, ' ');
        return buf;
 }
 
 #ifdef CONFIG_CMD_NET
-static char *mac_address_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
+static char *mac_address_string(char *buf, char *end, u8 *addr, int field_width,
                                int precision, int flags)
 {
        char mac_addr[6 * 3]; /* (6 * 2 hex digits), 5 colons and trailing zero */
@@ -417,10 +438,11 @@ static char *mac_address_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
        }
        *p = '\0';
 
-       return string(buf, mac_addr, field_width, precision, flags & ~SPECIAL);
+       return string(buf, end, mac_addr, field_width, precision,
+                     flags & ~SPECIAL);
 }
 
-static char *ip6_addr_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
+static char *ip6_addr_string(char *buf, char *end, u8 *addr, int field_width,
                         int precision, int flags)
 {
        char ip6_addr[8 * 5]; /* (8 * 4 hex digits), 7 colons and trailing zero */
@@ -435,10 +457,11 @@ static char *ip6_addr_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
        }
        *p = '\0';
 
-       return string(buf, ip6_addr, field_width, precision, flags & ~SPECIAL);
+       return string(buf, end, ip6_addr, field_width, precision,
+                     flags & ~SPECIAL);
 }
 
-static char *ip4_addr_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
+static char *ip4_addr_string(char *buf, char *end, u8 *addr, int field_width,
                         int precision, int flags)
 {
        char ip4_addr[4 * 4]; /* (4 * 3 decimal digits), 3 dots and trailing zero */
@@ -456,7 +479,8 @@ static char *ip4_addr_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
        }
        *p = '\0';
 
-       return string(buf, ip4_addr, field_width, precision, flags & ~SPECIAL);
+       return string(buf, end, ip4_addr, field_width, precision,
+                     flags & ~SPECIAL);
 }
 #endif
 
@@ -478,10 +502,12 @@ static char *ip4_addr_string(char *buf, u8 *addr, int field_width,
  * function pointers are really function descriptors, which contain a
  * pointer to the real address.
  */
-static char *pointer(const char *fmt, char *buf, void *ptr, int field_width, int precision, int flags)
+static char *pointer(const char *fmt, char *buf, char *end, void *ptr,
+               int field_width, int precision, int flags)
 {
        if (!ptr)
-               return string(buf, "(null)", field_width, precision, flags);
+               return string(buf, end, "(null)", field_width, precision,
+                             flags);
 
 #ifdef CONFIG_CMD_NET
        switch (*fmt) {
@@ -489,15 +515,18 @@ static char *pointer(const char *fmt, char *buf, void *ptr, int field_width, int
                flags |= SPECIAL;
                /* Fallthrough */
        case 'M':
-               return mac_address_string(buf, ptr, field_width, precision, flags);
+               return mac_address_string(buf, end, ptr, field_width,
+                                         precision, flags);
        case 'i':
                flags |= SPECIAL;
                /* Fallthrough */
        case 'I':
                if (fmt[1] == '6')
-                       return ip6_addr_string(buf, ptr, field_width, precision, flags);
+                       return ip6_addr_string(buf, end, ptr, field_width,
+                                              precision, flags);
                if (fmt[1] == '4')
-                       return ip4_addr_string(buf, ptr, field_width, precision, flags);
+                       return ip4_addr_string(buf, end, ptr, field_width,
+                                              precision, flags);
                flags &= ~SPECIAL;
                break;
        }
@@ -507,27 +536,31 @@ static char *pointer(const char *fmt, char *buf, void *ptr, int field_width, int
                field_width = 2*sizeof(void *);
                flags |= ZEROPAD;
        }
-       return number(buf, (unsigned long) ptr, 16, field_width, precision, flags);
+       return number(buf, end, (unsigned long)ptr, 16, field_width,
+                     precision, flags);
 }
 
 /**
- * vsprintf - Format a string and place it in a buffer
- * @buf: The buffer to place the result into
- * @fmt: The format string to use
- * @args: Arguments for the format string
+ * Format a string and place it in a buffer (base function)
+ *
+ * @param buf  The buffer to place the result into
+ * @param size The size of the buffer, including the trailing null space
+ * @param fmt  The format string to use
+ * @param args Arguments for the format string
+ * @return The number characters which would be generated for the given
+ * input, excluding the trailing '\0', as per ISO C99. Note that fewer
+ * characters may be written if this number of characters is >= size.
  *
- * This function follows C99 vsprintf, but has some extensions:
+ * This function follows C99 vsnprintf, but has some extensions:
  * %pS output the name of a text symbol
  * %pF output the name of a function pointer
  * %pR output the address range in a struct resource
  *
- * The function returns the number of characters written
- * into @buf.
- *
  * Call this function if you are already dealing with a va_list.
- * You probably want sprintf() instead.
+ * You probably want snprintf() instead.
  */
-int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
+static int vsnprintf_internal(char *buf, size_t size, const char *fmt,
+                             va_list args)
 {
        unsigned NUM_TYPE num;
        int base;
@@ -542,12 +575,20 @@ int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
                                /* 'z' support added 23/7/1999 S.H.    */
                                /* 'z' changed to 'Z' --davidm 1/25/99 */
                                /* 't' added for ptrdiff_t */
+       char *end = buf + size;
 
+#ifdef CONFIG_SYS_VSNPRINTF
+       /* Make sure end is always >= buf - do we want this in U-Boot? */
+       if (end < buf) {
+               end = ((void *)-1);
+               size = end - buf;
+       }
+#endif
        str = buf;
 
        for (; *fmt ; ++fmt) {
                if (*fmt != '%') {
-                       *str++ = *fmt;
+                       ADDCH(str, *fmt);
                        continue;
                }
 
@@ -609,20 +650,22 @@ int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
 
                switch (*fmt) {
                case 'c':
-                       if (!(flags & LEFT))
+                       if (!(flags & LEFT)) {
                                while (--field_width > 0)
-                                       *str++ = ' ';
-                       *str++ = (unsigned char) va_arg(args, int);
+                                       ADDCH(str, ' ');
+                       }
+                       ADDCH(str, (unsigned char) va_arg(args, int));
                        while (--field_width > 0)
-                               *str++ = ' ';
+                               ADDCH(str, ' ');
                        continue;
 
                case 's':
-                       str = string(str, va_arg(args, char *), field_width, precision, flags);
+                       str = string(str, end, va_arg(args, char *),
+                                    field_width, precision, flags);
                        continue;
 
                case 'p':
-                       str = pointer(fmt+1, str,
+                       str = pointer(fmt+1, str, end,
                                        va_arg(args, void *),
                                        field_width, precision, flags);
                        /* Skip all alphanumeric pointer suffixes */
@@ -641,7 +684,7 @@ int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
                        continue;
 
                case '%':
-                       *str++ = '%';
+                       ADDCH(str, '%');
                        continue;
 
                /* integer number formats - set up the flags and "break" */
@@ -662,9 +705,9 @@ int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
                        break;
 
                default:
-                       *str++ = '%';
+                       ADDCH(str, '%');
                        if (*fmt)
-                               *str++ = *fmt;
+                               ADDCH(str, *fmt);
                        else
                                --fmt;
                        continue;
@@ -688,17 +731,135 @@ int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
                        if (flags & SIGN)
                                num = (signed int) num;
                }
-               str = number(str, num, base, field_width, precision, flags);
+               str = number(str, end, num, base, field_width, precision,
+                            flags);
        }
+
+#ifdef CONFIG_SYS_VSNPRINTF
+       if (size > 0) {
+               ADDCH(str, '\0');
+               if (str > end)
+                       end[-1] = '\0';
+       }
+#else
        *str = '\0';
+#endif
+       /* the trailing null byte doesn't count towards the total */
        return str-buf;
 }
 
+#ifdef CONFIG_SYS_VSNPRINTF
+int vsnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt,
+                             va_list args)
+{
+       return vsnprintf_internal(buf, size, fmt, args);
+}
+
+/**
+ * Format a string and place it in a buffer (va_list version)
+ *
+ * @param buf  The buffer to place the result into
+ * @param size The size of the buffer, including the trailing null space
+ * @param fmt  The format string to use
+ * @param args Arguments for the format string
+ * @return the number of characters which have been written into
+ * the @buf not including the trailing '\0'. If @size is == 0 the function
+ * returns 0.
+ *
+ * If you're not already dealing with a va_list consider using scnprintf().
+ *
+ * See the vsprintf() documentation for format string extensions over C99.
+ */
+int vscnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, va_list args)
+{
+       int i;
+
+       i = vsnprintf(buf, size, fmt, args);
+
+       if (likely(i < size))
+               return i;
+       if (size != 0)
+               return size - 1;
+       return 0;
+}
+
 /**
- * sprintf - Format a string and place it in a buffer
- * @buf: The buffer to place the result into
- * @fmt: The format string to use
- * @...: Arguments for the format string
+ * Format a string and place it in a buffer
+ *
+ * @param buf  The buffer to place the result into
+ * @param size The size of the buffer, including the trailing null space
+ * @param fmt  The format string to use
+ * @param ...  Arguments for the format string
+ * @return the number of characters which would be
+ * generated for the given input, excluding the trailing null,
+ * as per ISO C99.  If the return is greater than or equal to
+ * @size, the resulting string is truncated.
+ *
+ * See the vsprintf() documentation for format string extensions over C99.
+ */
+int snprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, ...)
+{
+       va_list args;
+       int i;
+
+       va_start(args, fmt);
+       i = vsnprintf(buf, size, fmt, args);
+       va_end(args);
+
+       return i;
+}
+
+/**
+ * Format a string and place it in a buffer
+ *
+ * @param buf  The buffer to place the result into
+ * @param size The size of the buffer, including the trailing null space
+ * @param fmt  The format string to use
+ * @param ...  Arguments for the format string
+ *
+ * The return value is the number of characters written into @buf not including
+ * the trailing '\0'. If @size is == 0 the function returns 0.
+ *
+ * See the vsprintf() documentation for format string extensions over C99.
+ */
+
+int scnprintf(char *buf, size_t size, const char *fmt, ...)
+{
+       va_list args;
+       int i;
+
+       va_start(args, fmt);
+       i = vscnprintf(buf, size, fmt, args);
+       va_end(args);
+
+       return i;
+}
+#endif /* CONFIG_SYS_VSNPRINT */
+
+/**
+ * Format a string and place it in a buffer (va_list version)
+ *
+ * @param buf  The buffer to place the result into
+ * @param fmt  The format string to use
+ * @param args Arguments for the format string
+ *
+ * The function returns the number of characters written
+ * into @buf. Use vsnprintf() or vscnprintf() in order to avoid
+ * buffer overflows.
+ *
+ * If you're not already dealing with a va_list consider using sprintf().
+ */
+int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)
+{
+       return vsnprintf_internal(buf, INT_MAX, fmt, args);
+}
+
+/**
+ * Format a string and place it in a buffer
+ *
+ * @param buf  The buffer to place the result into
+ * @param fmt  The format string to use
+ * @param ...  Arguments for the format string
  *
  * The function returns the number of characters written
  * into @buf.