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Data race in `faulthandler.enable()` and `faulthandler.disable()` with free-threading

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extension-modules type-bug
Langage dominant
Python
Étoiles
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Description

Bug report

Bug description:

faulthandler.enable() and faulthandler.disable() read and write the global fatal_error state with no synchronization. enable() checks the enabled guard and then sets it,

https://github.com/python/cpython/blob/b18168cb32d545ed976b760983478cbd5dde5bdf/Modules/faulthandler.c#L536-L541

while disable() reads the same guard and tears the state back down, including Py_CLEAR(fatal_error.file),

https://github.com/python/cpython/blob/b18168cb32d545ed976b760983478cbd5dde5bdf/Modules/faulthandler.c#L641-L658

so two threads calling enable() and disable() concurrently race on the enabled flag, on the installed signal handlers, and on the fatal_error.file reference.

Reproducer:

import faulthandler, os
from threading import Thread, Event

def owner():
    f = open(os.devnull, 'w')
    for _ in range(200000):
        faulthandler.enable(file=f, all_threads=False)
        f.write('x')
        f.flush()
    f.close()

def toggler():
    for _ in range(200000):
        faulthandler.disable()

threads  = [Thread(target=owner)   for _ in range(4)]
threads += [Thread(target=toggler) for _ in range(4)]
for t in threads: t.start()
for t in threads: t.join()

With TSAN build, the owner thread's own f.write()/enable() raises ValueError: I/O operation on uninitialized object because a concurrent disable() dropped the last reference to f and finalized it.

TSAN Report:

WARNING: ThreadSanitizer: data race (pid=1671402)
  Write of size 4 at 0x555555e19478 by thread T5:
    #0 faulthandler_disable /cpython/./Modules/faulthandler.c:644:29 (python3.16t+0x57830e) 
    #1 faulthandler_disable_py_impl /cpython/./Modules/faulthandler.c:674:5  
    #2 faulthandler_disable_py /cpython/./Modules/clinic/faulthandler.c.h:299:12 
    #3 cfunction_vectorcall_NOARGS /cpython/Objects/methodobject.c:508:24  
    #4 _PyObject_VectorcallTstate /cpython/./Include/internal/pycore_call.h:144:11  
    #5 PyObject_Vectorcall /cpython/Objects/call.c:327:12 
...

  Previous read of size 4 at 0x555555e19478 by thread T4:
    #0 faulthandler_enable /cpython/./Modules/faulthandler.c:538:21  
    #1 faulthandler_py_enable_impl /cpython/./Modules/faulthandler.c:633:9 
    #2 faulthandler_py_enable /cpython/./Modules/clinic/faulthandler.c.h:278:20 
    #3 cfunction_vectorcall_FASTCALL_KEYWORDS /cpython/Objects/methodobject.c:465:24  
    #4 _PyObject_VectorcallTstate /cpython/./Include/internal/pycore_call.h:144:11  
    #5 PyObject_Vectorcall /cpython/Objects/call.c:327:12 
...

  Location is global '_PyRuntime' of size 405824 at 0x555555e16c80 

SUMMARY: ThreadSanitizer: data race /cpython/./Modules/faulthandler.c:644:29 in faulthandler_disable
==================
CPython versions tested on:

CPython main branch

Operating systems tested on:

Linux

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Piste de recherche

Commencez dans Modules/faulthandler.c aux lignes 536-541 de enable() et aux lignes 641-658 de disable(), puis exécutez le reproducteur fourni avec un build ThreadSanitizer. Suivez l’état enabled partagé, les gestionnaires de signaux et la propriété de fatal_error.file ; le travail est terminé lorsque les appels concurrents à enable()/disable() ne produisent plus la race signalée et n’invalident plus le fichier de l’appelant.

Rédigé par le modèle d'indexation à partir du texte de l'issue.

Évaluation

Stack technique
python
Domaine
operating-systems
Type d'issue
Bug
Difficulté
4/5
Temps estimé
3-5 jours
Activité
Calme
Clarté
Plutôt claire
Accessibilité débutants
46/100

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