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AArch64 JIT trampoline clobbers x8

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interpreter-core topic-JIT type-bug
主要言語
Python
スター
77.2k
フォーク
35.9k
PR マージ指標
PR 指標を取得中

説明

Bug report

Bug description:

While auditing the indirect branches the JIT emits on AArch64 for BTI compatibility (part of investigating gh-149697), I noticed that the trampoline for calls out of range of a bl (patch_aarch64_trampoline in Python/jit.c) is:

ldr x8, 8
br  x8

The AAPCS64 only allows a veneer to alter x16, x17 and the flags, which is why the linkers' own long-branch stubs use x16. x8 carries the address of the result buffer when the callee returns a struct too large for registers, so a callee reached through this trampoline would store its result through the trampoline's target address instead.

THere is no helper at the moment where a JIT call would return such a struct but a standalone program calling a function that returns a 32-byte struct through the same 16 bytes segfaults with x8 and works with x16. A simple reproducer:

#include <stdio.h>

typedef struct { long a, b, c, d; } big;   /* returned through x8 */

big make_big(long x) { return (big){x, x + 1, x + 2, x + 3}; }

/* trampolines */
__asm__(
    "via_x8:  ldr x8, 1f\n  br x8\n  1: .xword make_big\n"
    "via_x16: ldr x16, 2f\n br x16\n 2: .xword make_big\n"
);
big via_x8(long), via_x16(long);

int main(void)
{
    big r = via_x16(40);
    printf("via x16: %ld %ld %ld %ld\n", r.a, r.b, r.c, r.d);
    fflush(stdout);
    r = via_x8(40);
    printf("via x8:  %ld %ld %ld %ld\n", r.a, r.b, r.c, r.d);
}
$ gcc -O2 -g repro.c && ./a.out
via x16: 40 41 42 43
Segmentation fault (core dumped)

Using x16 also makes the br acceptable to a BTI C landing pad once JIT memory is mapped with PROT_BTI, which the linkers' stubs already satisfy.

Introduced in gh-119726.

cc @diegorusso

CPython versions tested on:

CPython main branch, 3.16, 3.15, 3.14

Operating systems tested on:

Linux

Linked PRs
  • gh-157527

コントリビューションガイド

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はじめの一歩

  1. issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
  2. 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
  3. リポジトリをフォークし、ブランチを切って変更します。
  4. issue 番号を参照したプルリクエストを送ります。

調査の方向性

Python/jit.c の patch_aarch64_trampoline から始め、続いて提供されている AArch64 C の再現プログラムを実行して x8 の失敗を確認します。レポートに記載されている AAPCS64 と BTI の制約を確認してください。トランポリンが大きな構造体の結果バッファ用レジスタを上書きしなくなり、再現プログラムが成功すれば完了です。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

評価

技術スタック
c, python
領域
compilers
issue の種類
バグ
難易度
3/5
見積もり時間
1〜2日
活発さ
停滞
明瞭さ
明確に書かれている
初心者へのやさしさ
35/100

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