python / python/cpython

`list.remove` is not atomic for non trivial `__eq__` comparisons

Đang mở
#148,259 11 bình luận 0 reaction 0 người được giao Xem trên GitHub

Chưa có ai nhận issue này.

interpreter-core topic-free-threading triaged type-bug
Ngôn ngữ chính
Python
Star
77.2k
Fork
35.9k
Chỉ số merge pull request
Chỉ số pull request đang chờ

Mô tả

Bug report

Bug

I found a race condition on the free-threaded build at 72eca2af59043c78647b0e6be3777a947ea9ef0f happening in list.remove.

The long story short is if whatever PyObject_RichCompareBool does releases the GIL, the critical section no longer protects the list's state from other threads, which may then mutate the list and result in the wrong item being removed later.

This is the current code for list.remove with comments around the problematic logic.

static PyObject *
list_remove_impl(PyListObject *self, PyObject *value)
{
    Py_ssize_t i;
    for (i = 0; i < Py_SIZE(self); i++) {
        // read the contents under lock
        PyObject *obj = self->ob_item[i];
        Py_INCREF(obj);
        // this may release the GIL, suspending the critical section
        int cmp = PyObject_RichCompareBool(obj, value, Py_EQ);
        Py_DECREF(obj);
        // it is possible that obj (which we want to remove) isn't at
        // position i anymore as other threads may have mutated 
        // the list...
        if (cmp > 0) {
            // ... but we still remove it!
            if (list_ass_slice_lock_held(self, i, i+1, NULL) == 0)
                Py_RETURN_NONE;
            return NULL;
        }
    }
    ...
}

I'm not sure whether a crash can occur from that race condition (e.g. i is the position of the last element in the list and another thread pops the last element), but regardless I think there's a correctness issue with that race condition.

It's a bit hard to come up with a reproducer due to the race condition happening under pretty specific circumstances but I can try to make (or generate) one if needed.

Possible fixes

The simplest thing I can think of is re-comparing ob_item[i] with obj after PyObject_RichCompareBool has returned to make sure the state of the list, at least as far as this specific item's position is concerned, hasn't changed, and raising a RuntimeError if not.

Alternatively, I looked at other containers and it seems like deque has a state field which is incremented every time a mutating operation is done on it; if the state value changes in an unexpected manner during mutations, it raises a RuntimeError (I don't think list has anything like that currently).

I already have a branch in my fork that implements the former "fix", but I'm also open to working on the latter if there's interest in it.

CPython versions tested on:

CPython main branch

Operating systems tested on:

macOS

Linked PRs
  • gh-148440

Hướng dẫn đóng góp

Mở hướng dẫn đóng góp

Bắt đầu từ đâu

  1. Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
  2. Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
  3. Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
  4. Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.

Hướng nghiên cứu

Bắt đầu bằng cách xem xét list_remove_impl và lệnh gọi PyObject_RichCompareBool được nêu trong báo cáo, sau đó kiểm tra PR được liên kết gh-148440 và branch của người báo cáo để biết hướng hiện tại. Được xem là hoàn thành khi list.remove không thể xóa nhầm phần tử khi phép so sánh giải phóng GIL, đồng thời có kiểm thử bao phủ điều kiện tranh chấp đã được báo cáo.

Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.

Đánh giá

Công nghệ
python
Lĩnh vực
backend
Loại issue
Lỗi
Độ khó
5/5
Thời gian dự kiến
Hơn một tuần
Mức độ hoạt động
Đình trệ
Độ rõ ràng
Khá rõ ràng
Mức phù hợp với người mới
25/100

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

Bản tóm tắt ngắn những issue GitHub phù hợp với người mới.