git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - tools/target_dec_fuzzer.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 /* Targeted fuzzer that targets specific codecs depending on two
  20    compile-time flags.
  21   INSTRUCTIONS:
  22
  23   * Get the very fresh clang, e.g. see http://libfuzzer.info#versions
  24   * Get and build libFuzzer:
  25      svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk/lib/Fuzzer
  26      ./Fuzzer/build.sh
  27   * build ffmpeg for fuzzing:
  28     FLAGS="-fsanitize=address -fsanitize-coverage=trace-pc-guard,trace-cmp -g" CC="clang $FLAGS" CXX="clang++ $FLAGS" ./configure  --disable-x86asm
  29     make clean && make -j
  30   * build the fuzz target.
  31     Choose the value of FFMPEG_CODEC (e.g. AV_CODEC_ID_DVD_SUBTITLE) and
  32     choose one of FUZZ_FFMPEG_VIDEO, FUZZ_FFMPEG_AUDIO, FUZZ_FFMPEG_SUBTITLE.
  33     clang -fsanitize=address -fsanitize-coverage=trace-pc-guard,trace-cmp tools/target_dec_fuzzer.c -o target_dec_fuzzer -I.   -DFFMPEG_CODEC=AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO -DFUZZ_FFMPEG_VIDEO ../../libfuzzer/libFuzzer.a   -Llibavcodec -Llibavdevice -Llibavfilter -Llibavformat -Llibavresample -Llibavutil -Llibpostproc -Llibswscale -Llibswresample -Wl,--as-needed -Wl,-z,noexecstack -Wl,--warn-common -Wl,-rpath-link=:libpostproc:libswresample:libswscale:libavfilter:libavdevice:libavformat:libavcodec:libavutil:libavresample -lavdevice -lavfilter -lavformat -lavcodec -lswresample -lswscale -lavutil -ldl -lxcb -lxcb-shm -lxcb -lxcb-xfixes  -lxcb -lxcb-shape -lxcb -lX11 -lasound -lm -lbz2 -lz -pthread
  34   * create a corpus directory and put some samples there (empty dir is ok too):
  35     mkdir CORPUS && cp some-files CORPUS
  36
  37   * Run fuzzing:
  38     ./target_dec_fuzzer -max_len=100000 CORPUS
  39
  40    More info:
  41    http://libfuzzer.info
  42    http://tutorial.libfuzzer.info
  43    https://github.com/google/oss-fuzz
  44    http://lcamtuf.coredump.cx/afl/
  45    https://security.googleblog.com/2016/08/guided-in-process-fuzzing-of-chrome.html
  46 */
  47
  48 #include "config.h"
  49 #include "libavutil/avassert.h"
  50 #include "libavutil/imgutils.h"
  51 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  52
  53 #include "libavcodec/avcodec.h"
  54 #include "libavcodec/bytestream.h"
  55 #include "libavformat/avformat.h"
  56
  57 //For FF_SANE_NB_CHANNELS, so we dont waste energy testing things that will get instantly rejected
  58 #include "libavcodec/internal.h"
  59
  60 int LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *data, size_t size);
  61
  62 extern AVCodec * codec_list[];
  63
  64 static void error(const char *err)
  65 {
  66     fprintf(stderr, "%s", err);
  67     exit(1);
  68 }
  69
  70 static AVCodec *c = NULL;
  71 static AVCodec *AVCodecInitialize(enum AVCodecID codec_id)
  72 {
  73     AVCodec *res;
  74
  75     res = avcodec_find_decoder(codec_id);
  76     if (!res)
  77         error("Failed to find decoder");
  78     return res;
  79 }
  80
  81 static int subtitle_handler(AVCodecContext *avctx, void *frame,
  82                             int *got_sub_ptr, AVPacket *avpkt)
  83 {
  84     AVSubtitle sub;
  85     int ret = avcodec_decode_subtitle2(avctx, &sub, got_sub_ptr, avpkt);
  86     if (ret >= 0 && *got_sub_ptr)
  87         avsubtitle_free(&sub);
  88     return ret;
  89 }
  90
  91 // Ensure we don't loop forever
  92 const uint32_t maxiteration = 8096;
  93 const uint64_t maxpixels_per_frame = 4096 * 4096;
  94 uint64_t maxpixels;
  95
  96 const uint64_t maxsamples_per_frame = 256*1024*32;
  97 uint64_t maxsamples;
  98
  99 static const uint64_t FUZZ_TAG = 0x4741542D5A5A5546ULL;
 100
 101 int LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *data, size_t size) {
 102     const uint64_t fuzz_tag = FUZZ_TAG;
 103     const uint8_t *last = data;
 104     const uint8_t *end = data + size;
 105     uint32_t it = 0;
 106     uint64_t ec_pixels = 0;
 107     uint64_t nb_samples = 0;
 108     int (*decode_handler)(AVCodecContext *avctx, AVFrame *picture,
 109                           int *got_picture_ptr,
 110                           const AVPacket *avpkt) = NULL;
 111     AVCodecParserContext *parser = NULL;
 112
 113
 114     if (!c) {
 115 #ifdef FFMPEG_DECODER
 116 #define DECODER_SYMBOL0(CODEC) ff_##CODEC##_decoder
 117 #define DECODER_SYMBOL(CODEC) DECODER_SYMBOL0(CODEC)
 118         extern AVCodec DECODER_SYMBOL(FFMPEG_DECODER);
 119         codec_list[0] = &DECODER_SYMBOL(FFMPEG_DECODER);
 120         avcodec_register(&DECODER_SYMBOL(FFMPEG_DECODER));
 121
 122         c = &DECODER_SYMBOL(FFMPEG_DECODER);
 123 #else
 124         avcodec_register_all();
 125         c = AVCodecInitialize(FFMPEG_CODEC);  // Done once.
 126 #endif
 127         av_log_set_level(AV_LOG_PANIC);
 128     }
 129
 130     switch (c->type) {
 131     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO   : decode_handler = avcodec_decode_audio4; break;
 132     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO   : decode_handler = avcodec_decode_video2; break;
 133     case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE: decode_handler = subtitle_handler     ; break;
 134     }
 135     maxpixels = maxpixels_per_frame * maxiteration;
 136     maxsamples = maxsamples_per_frame * maxiteration;
 137     switch (c->id) {
 138         // Allows a small input to generate gigantic output
 139     case AV_CODEC_ID_BINKVIDEO: maxpixels /= 32; break;
 140     case AV_CODEC_ID_DIRAC:     maxpixels /= 8192; break;
 141     case AV_CODEC_ID_MSRLE:     maxpixels /= 16;  break;
 142     case AV_CODEC_ID_QTRLE:     maxpixels /= 16;  break;
 143     case AV_CODEC_ID_SANM:      maxpixels /= 16;  break;
 144     case AV_CODEC_ID_GIF:       maxpixels /= 16;  break;
 145         // Performs slow frame rescaling in C
 146     case AV_CODEC_ID_GDV:       maxpixels /= 512; break;
 147         // Postprocessing in C
 148     case AV_CODEC_ID_HNM4_VIDEO:maxpixels /= 128; break;
 149         // Cliping in C, generally slow even with small input
 150     case AV_CODEC_ID_INDEO4:    maxpixels /= 128; break;
 151     case AV_CODEC_ID_LSCR:        maxpixels /= 16; break;
 152     case AV_CODEC_ID_MOTIONPIXELS:maxpixels /= 256; break;
 153     case AV_CODEC_ID_MSS2:        maxpixels /= 16384; break;
 154     case AV_CODEC_ID_SNOW:        maxpixels /= 128; break;
 155     case AV_CODEC_ID_TRUEMOTION2: maxpixels /= 1024; break;
 156     case AV_CODEC_ID_VP7:         maxpixels /= 256;  break;
 157     }
 158
 159
 160     AVCodecContext* ctx = avcodec_alloc_context3(c);
 161     AVCodecContext* parser_avctx = avcodec_alloc_context3(NULL);
 162     if (!ctx || !parser_avctx)
 163         error("Failed memory allocation");
 164
 165     if (ctx->max_pixels == 0 || ctx->max_pixels > maxpixels_per_frame)
 166         ctx->max_pixels = maxpixels_per_frame; //To reduce false positive OOM and hangs
 167     ctx->refcounted_frames = 1; //To reduce false positive timeouts and focus testing on the refcounted API
 168
 169     ctx->max_samples = maxsamples_per_frame;
 170
 171     if (size > 1024) {
 172         GetByteContext gbc;
 173         int extradata_size;
 174         size -= 1024;
 175         bytestream2_init(&gbc, data + size, 1024);
 176         ctx->width                              = bytestream2_get_le32(&gbc);
 177         ctx->height                             = bytestream2_get_le32(&gbc);
 178         ctx->bit_rate                           = bytestream2_get_le64(&gbc);
 179         ctx->bits_per_coded_sample              = bytestream2_get_le32(&gbc);
 180         // Try to initialize a parser for this codec, note, this may fail which just means we test without one
 181         if (bytestream2_get_byte(&gbc) & 1)
 182             parser = av_parser_init(c->id);
 183
 184         extradata_size = bytestream2_get_le32(&gbc);
 185
 186         ctx->sample_rate                        = bytestream2_get_le32(&gbc);
 187         ctx->channels                           = (unsigned)bytestream2_get_le32(&gbc) % FF_SANE_NB_CHANNELS;
 188
 189         if (extradata_size < size) {
 190             ctx->extradata = av_mallocz(extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 191             if (ctx->extradata) {
 192                 ctx->extradata_size = extradata_size;
 193                 size -= ctx->extradata_size;
 194                 memcpy(ctx->extradata, data + size, ctx->extradata_size);
 195             }
 196         }
 197         if (av_image_check_size(ctx->width, ctx->height, 0, ctx))
 198             ctx->width = ctx->height = 0;
 199     }
 200
 201     int res = avcodec_open2(ctx, c, NULL);
 202     if (res < 0) {
 203         avcodec_free_context(&ctx);
 204         av_free(parser_avctx);
 205         av_parser_close(parser);
 206         return 0; // Failure of avcodec_open2() does not imply that a issue was found
 207     }
 208     parser_avctx->codec_id = ctx->codec_id;
 209
 210     int got_frame;
 211     AVFrame *frame = av_frame_alloc();
 212     if (!frame)
 213         error("Failed memory allocation");
 214
 215     // Read very simple container
 216     AVPacket avpkt, parsepkt;
 217     av_init_packet(&avpkt);
 218     av_init_packet(&parsepkt);
 219     while (data < end && it < maxiteration) {
 220         // Search for the TAG
 221         while (data + sizeof(fuzz_tag) < end) {
 222             if (data[0] == (fuzz_tag & 0xFF) && AV_RN64(data) == fuzz_tag)
 223                 break;
 224             data++;
 225         }
 226         if (data + sizeof(fuzz_tag) > end)
 227             data = end;
 228
 229         res = av_new_packet(&parsepkt, data - last);
 230         if (res < 0)
 231             error("Failed memory allocation");
 232         memcpy(parsepkt.data, last, data - last);
 233         data += sizeof(fuzz_tag);
 234         last = data;
 235
 236         while (parsepkt.size > 0) {
 237
 238             if (parser) {
 239                 av_init_packet(&avpkt);
 240                 int ret = av_parser_parse2(parser, parser_avctx, &avpkt.data, &avpkt.size,
 241                                            parsepkt.data, parsepkt.size,
 242                                            parsepkt.pts, parsepkt.dts, parsepkt.pos);
 243                 if (avpkt.data == parsepkt.data) {
 244                     avpkt.buf = av_buffer_ref(parsepkt.buf);
 245                     if (!avpkt.buf)
 246                         error("Failed memory allocation");
 247                 } else {
 248                     if (av_packet_make_refcounted(&avpkt) < 0)
 249                         error("Failed memory allocation");
 250                 }
 251                 parsepkt.data += ret;
 252                 parsepkt.size -= ret;
 253                 parsepkt.pos  += ret;
 254                 avpkt.pts = parser->pts;
 255                 avpkt.dts = parser->dts;
 256                 avpkt.pos = parser->pos;
 257                 if ( parser->key_frame == 1 ||
 258                     (parser->key_frame == -1 && parser->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I))
 259                     avpkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 260                 avpkt.flags |= parsepkt.flags & AV_PKT_FLAG_DISCARD;
 261             } else {
 262                 av_packet_move_ref(&avpkt, &parsepkt);
 263             }
 264
 265           // Iterate through all data
 266           while (avpkt.size > 0 && it++ < maxiteration) {
 267             av_frame_unref(frame);
 268             int ret = decode_handler(ctx, frame, &got_frame, &avpkt);
 269
 270             ec_pixels += (ctx->width + 32LL) * (ctx->height + 32LL);
 271             if (it > 20 || ec_pixels > 4 * ctx->max_pixels)
 272                 ctx->error_concealment = 0;
 273             if (ec_pixels > maxpixels)
 274                 goto maximums_reached;
 275
 276             nb_samples += frame->nb_samples;
 277             if (nb_samples > maxsamples)
 278                 goto maximums_reached;
 279
 280             if (ret <= 0 || ret > avpkt.size)
 281                break;
 282             if (ctx->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 283                 ret = avpkt.size;
 284             avpkt.data += ret;
 285             avpkt.size -= ret;
 286           }
 287           av_packet_unref(&avpkt);
 288         }
 289         av_packet_unref(&parsepkt);
 290     }
 291 maximums_reached:
 292
 293     av_packet_unref(&avpkt);
 294
 295     do {
 296         got_frame = 0;
 297         av_frame_unref(frame);
 298         decode_handler(ctx, frame, &got_frame, &avpkt);
 299     } while (got_frame == 1 && it++ < maxiteration);
 300
 301     fprintf(stderr, "pixels decoded: %"PRId64", samples decoded: %"PRId64", iterations: %d\n", ec_pixels, nb_samples, it);
 302
 303     av_frame_free(&frame);
 304     avcodec_free_context(&ctx);
 305     avcodec_free_context(&parser_avctx);
 306     av_parser_close(parser);
 307     av_packet_unref(&parsepkt);
 308     return 0;
 309 }