feat(csrc): 第二刀 —— 零分配 JSON 扫描/取值层 ha_json_scan(含黄金对照)

C 化第二刀:为协议编解码层铺 JSON 底座。**本刀只交付库 + 验收,
未改 Go 生产路径**(接线是独立一步,库先验完再换产线)。

为什么是它:SSE 单块解析(parseOpenAICompatibleStreamChunkFull)是每个流式
chunk 都要跑的最热路径,实测 1937ns/13allocs(content 块)、3122ns/21allocs
(toolcall 块),而纯字节扫描理论下限 133ns/1alloc —— 差距 15~23×。
一次 1 万块的会话 = 1~2 万次堆分配,正是 GC 抖动的来源。

为什么不复用 SDK 的 remotedevice/ha_json.c(实测三缺陷,不可直接复用):
  ① 无 \u 解码:\u4f60\u597d → ?0?d?d?0(非 ASCII 全靠转义时内容直接损坏)
  ② 只有 _get_int 无浮点:temperature:0.7 静默变 0
  ③ null 与「键缺失」不可区分
  外加它是 DOM + malloc,与本层「不 malloc / 零拷贝 / 纯函数」正交。

设计:scan(结构,零分配零解码)+ extract(取值,按需解码)两段分离。
content 可能是很大的多模态数组,而 stringifyContent 只需要 text 字段拼起来;
若 scan 就解码并分配缓冲,等于把成本付给不需要它的调用方。

★ 被测试抓出 7 个真实缺陷(写 C 时同一逻辑我读三遍都认为正确):
  1 代理对合成成功后未跳过 unconditionally 的 U+FFFD 发射(😀 → 两个 FFFD)
  2 过长编码检查用了只含首字节位的 cp(「你」→ 6 个 FFFD)
  3 members_next 只报值起点不消费值 → 游标停在值前(模糊测试第一轮抓到)
  4 扫描阶段不校验转义字符合法性({"a":"\q"} C 判合法、json.Valid=false)
  5 扫描阶段不校验 \u 后四位十六进制(同上)
  6 get_int 接受前导零(007 / 00)
  7 cgo 桥接把 C 结构体声明为 Go 局部变量 → 运行时 panic
     (cgo argument has Go pointer to unpinned Go pointer)
  其中 4 个是「静默分叉」——不崩、不报错,生产里表现为「内容少一个字符」
  或「某些块被静默丢弃」,极难归因。这正是黄金对照不可省的理由。

★ 另纠正我自己两次错误的「真值」(比代码 bug 更危险,会变成错误规格):
  第一版真值表里 content:{} 的花括号少了一层,把「我写错 JSON」误读成
  「Go 对 content 严格」。修正后实测发现一对方向相反的语义:
  content 走 interface{} 宽松({}→"{}"、true→"true"),
  reasoning_content/usage/finish_reason 强类型严格(123 ⇒ 整块作废)。
  照错误表写 C 会产出「比 Go 更严格」的实现,静默丢弃本该生效的块。

两个由缺陷倒逼的设计决定:
  - members_next 返回**完整值 span** 并内部跳过 ⇒ 「返回 1」蕴含「成员良构」。
    要求调用方自己推进游标的 API 是错的:忘一次就解析到上一个值且不报错。
  - members_complete() 区分「正常扫到 }」与「输入畸形」,否则无法复刻 Go 严格性。

同时修两个基础设施目标对「多源文件/多测试」的适配:
  - csrc-sanitize:每个契约测试各自链接(多个 main 合链会 multiple definition,
    而报错被吞后会被误报成「本机无 sanitizer」——一个假的 SKIP)
  - csrc-cross:多源文件改用 -fsyntax-only 逐文件(gcc 不支持多源单 -o)

实测(全部当场可复现):
  - C 契约测试 119 项断言全过;黄金对照 5 组全过(语法/成员/解码/整数/随机字节)
  - libFuzzer 4948 万次运行零崩溃(121s)
  - ASan+UBSan PASS(两个契约测试各跑);gcc+clang 零告警;arm64 交叉编译 0 告警
  - 全量 go test -count=1 ./... 0 FAIL;make build-linux-arm64 → ELF aarch64
  - 纪律检查 SDK 公开接口 diff = 0 行(未触碰 SDK)

决策关闭(jianf 本轮裁决):C 实现留主仓 csrc/(它本就是替换内核 Go 实现,
SDK 从未被触碰,跨端复用才需进 SDK 而它们不调用本层);ha_json.c 不复用;
下一刀即协议编解码层。
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JianFeeeee
2026-09-26 10:07:27 +08:00
parent f877dff95f
commit 2b78a9288e
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@ -31,6 +31,7 @@ set(CMAKE_C_EXTENSIONS OFF) # 禁用 gnu99 扩展,严格 -std=c99
set(HA_CODEC_SRC
src/ha_codec.c
src/ha_json_scan.c
)
if(BUILD_SHARED_LIBS)
@ -71,8 +72,11 @@ install(DIRECTORY include/ DESTINATION include)
if(BUILD_TESTS)
add_executable(ha_codec_test test/test_ha_codec.c)
target_link_libraries(ha_codec_test PRIVATE ha_codec)
add_executable(ha_json_scan_test test/test_ha_json_scan.c)
target_link_libraries(ha_json_scan_test PRIVATE ha_codec)
enable_testing()
add_test(NAME ha_codec_test COMMAND ha_codec_test)
add_test(NAME ha_json_scan_test COMMAND ha_json_scan_test)
endif()
# ============================================================
@ -92,7 +96,7 @@ endif()
# ============================================================
if(BUILD_FUZZ)
if(CMAKE_C_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
foreach(fz IN ITEMS test_fuzz_ha_codec)
foreach(fz IN ITEMS test_fuzz_ha_codec test_fuzz_ha_json_scan)
add_executable(${fz} test/${fz}.c)
target_link_libraries(${fz} PRIVATE ha_codec)
target_compile_options(${fz} PRIVATE

232
csrc/include/ha_json_scan.h Normal file
View File

@ -0,0 +1,232 @@
#ifndef HA_JSON_SCAN_H
#define HA_JSON_SCAN_H
/*
* ha_json_scan — HomeAgent 内核 LLM 协议层的 JSON 扫描/取值层(C 实现)
*
* ============================ 定位 ============================
* 本库**不是**通用 JSON 库,是**流式协议分块解析**专用的零分配扫描层。
* 它服务 `parseOpenAICompatibleStreamChunkFull`(每个 SSE chunk 跑一次的最热路径)。
*
* ★ 为什么不复用 SDK 的 remotedevice/src/ha_json.c(实测,见 plan.md §七):
* 1. 无 `\u` 解码 —— `\u4f60\u597d` 得到 `?0?d?d?0`(LLM 内容全靠转义时直接损坏)
* 2. 只有 `_get_int`,无浮点 —— `temperature:0.7` **静默**变 0
* 3. `null` 与「键缺失」不可区分
* 4. 架构是 **DOM + malloc**,与「不 malloc / 零拷贝 / 纯函数」正交
* 它的定位是 remotedevice 设备通道,不是 LLM 协议层。
*
* ============================ 设计:scan / extract 两段分离 ============================
* **scan** 只出结构 span(键 span / 值 span),零分配、零解码、零求值。
* **extract** 按 span 取值,解码只发生在真正需要它的调用方身上。
*
* 为什么必须分离:`content` 可能是很大的多模态数组,而 `stringifyContent`
* 只需要「把 text 字段拼起来」。若 scan 阶段就为每个字符串 `\u` 解码并分配
* 缓冲,等于把解码成本付给了不需要它的调用方 —— 那正是我们要消灭的分配。
*
* ============================ 不可协商的约束(与 ha_codec.h 同标准) ============================
* 1. 只吃 `const char*` + **显式长度**,不要求 NUL 结尾
* (否则又是 `strlen` + 拷贝的老问题,见第一刀 §7.1 的 82% 自找开销)
* 2. **不 malloc**:结果一律以 span(指针+长度)回给调用方,Go 侧零拷贝切片
* 3. 无状态、纯函数、线程安全(不写全局可变状态)
* 4. 语法语义必须与 Go `encoding/json` **一致**,由黄金对照测试钉死
*
* ============================ 语义对齐(易踩,全部实测) ============================
* - 键匹配**大小写不敏感**(Go `encoding/json` 行为)
* - 字符串取值时非法 UTF-8 每字节替换为 U+FFFD(与 Go 一致)
* - 重复键**后者胜**
* - 本层**不做类型检查**:`{"a":{}}` 对 `a` 的扫描成功,是否「类型不对应报错」
* 由调用方按 Go 的 interface{} / 强类型语义决定(见 §三.2.2 的实测)
*/
#include <stddef.h>
#include "ha_abi.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* ==================== ABI 版本(与 ha_abi.h 同步) ==================== */
#define HA_JSON_SCAN_ABI_MAJOR 1
#define HA_JSON_SCAN_ABI_MINOR 0
#define HA_JSON_SCAN_ABI_VERSION \
(HA_JSON_SCAN_ABI_MAJOR * 1000 + HA_JSON_SCAN_ABI_MINOR)
HA_STATIC_ASSERT(HA_JSON_SCAN_ABI_MAJOR >= 1 && HA_JSON_SCAN_ABI_MAJOR <= 9,
ha_jsonscan_abi_major_in_range);
HA_STATIC_ASSERT(HA_JSON_SCAN_ABI_MINOR >= 0 && HA_JSON_SCAN_ABI_MINOR <= 99,
ha_jsonscan_abi_minor_in_range);
/* 返回 HA_JSON_SCAN_ABI_VERSION(供 Go 侧与日志核对)。 */
int ha_json_scan_abi_version(void);
/* ==================== span 与扫描器 ==================== */
/* 字节区间 [p, p+len)。指针指向**调用方的原缓冲**,本库从不持有或释放。 */
typedef struct {
const char *p;
size_t len;
} ha_span;
/* 扫描器:对一段 JSON 文本的只读游标。
*
* ★ 就地结构体(非指针):调用方在栈上持有,零分配。
* 但因此**不可拷贝后混用**(拷贝出的副本与原游标各自独立推进)。
*/
typedef struct {
const char *s; /* 缓冲区起点 */
size_t n; /* 缓冲区长度 */
size_t i; /* 当前游标偏移 */
} ha_json_scan;
/* 用 (s, n) 初始化扫描器,游标置于起点。s 可为 NULL(此时按 n=0 处理)。 */
void ha_json_scan_init(ha_json_scan *sc, const char *s, size_t n);
/* 跳过前导 ASCII 空白(空格 / \t / \n / \r)。返回是否已到结尾。 */
int ha_json_scan_ws(ha_json_scan *sc);
/* 当前是否已到结尾(不含空白跳过)。 */
int ha_json_scan_eof(const ha_json_scan *sc);
/* 跳过**一个完整的 JSON 值**(对象 / 数组 / 字符串 / 数字 / 字面量)。
*
* 用于二次进数组内部(如 stringifyContent 取数组元素的 text 字段):
* 先 skip 前面的元素,再对目标元素单独扫描。
* 返回 0 表示语法错误,1 表示成功。成功后游标停在该值之后。
*/
int ha_json_skip(ha_json_scan *sc);
/* 解析一个字符串值,出**原始字节 span**(含转义序列,未解码)。
*
* 入参:游标应停在 `"` 上(或之前的空白,函数自己跳过空白)。
* 出参 raw:不含两端引号的原始内容 span(指向原缓冲,零拷贝)。
* 返回 0 = 语法错误(未闭合 / 非字符串)。
*
* ★ 注意:不做 `\u` 解码、不做非法 UTF-8 替换 —— 那是 extract 阶段的事。
*/
int ha_json_scan_string(ha_json_scan *sc, ha_span *raw);
/* ==================== 顶层对象:扫描出键值对 ==================== */
/*
* 顶层对象的迭代器。
*
* ★ 为什么由本库来切「顶层逗号」而不是让 C 侧只解析第一个键:
* LLM 的 `content` 里常含 `{`、`}`、`,`(代码、JSON 片段、模板)。
* 若调用方自己按逗号切开顶层,会被内容里的逗号错切。
* 本库扫**字符串感知**的边界,保证只在真正的顶层分隔符处切分。
*/
typedef struct {
ha_json_scan sc; /* 游标 */
int started; /* 是否已消费过至少一个成员 */
int done; /* 迭代是否已结束(正常或异常) */
int error; /* 结束原因:1 = 输入畸形(而非正常的 '}') */
} ha_json_members;
/* 初始化顶层对象迭代。非法(首个非空白字符不是 '{')时返回 0。 */
int ha_json_members_init(ha_json_members *m, const char *s, size_t n);
/* 取下一个成员。
*
* 出参:
* key —— 键的原始字节 span(未解码,不含引号);可为 NULL
* val —— 值的**完整 span**(未解码);可为 NULL
*
* 返回: 1 = 拿到一个完整成员;0 = 结束。
*
* ★ 本函数**内部会完整跳过一个值**,因此:
* 1. 返回 1 蕴含「这个成员是良构的」(值能独立被 skip)——
* 调用方拿到的 val 一定可解析,不必自己再验一次。
* 2. 游标在返回前已推进到值之后,下一次调用直接看下一个成员。
* (早期版本只报值的**起始位置**、不消费值,迫使调用方自己
* 修正游标 —— 那是个错误的设计:调用方一旦忘了推进,下一个
* 成员就会解析到上一个值,而模糊测试立刻把它暴露了出来。)
*
* ★ 结束时要区分原因:用 ha_json_members_complete() 判断是否正常。
* 返回 0 既可能是「正常扫到 '}'」也可能是「输入畸形」——
* 要复刻 Go 的严格性(畸形 ⇒ 整块作废)就必须能分辨。
*
* ★ 键匹配请用 ha_json_key_eq(大小写不敏感),不要自己 memcmp。
*/
int ha_json_members_next(ha_json_members *m, ha_span *key, ha_span *val);
/* 迭代是否**正常结束**(消费到闭合的 '}')。
*
* 语义:只有在 next() 返回 0 之后才有意义。
* 返回 1 = 对象良构且已完整扫描;0 = 输入畸形(缺 '}' / 尾逗号 /
* 值非法等)。调用方若要复刻 Go 的严格性,应要求它为 1。
*/
int ha_json_members_complete(const ha_json_members *m);
/* 大小写不敏感地比较键 span 与 ASCII 字面量。返回 1/0。
*
* ★ 必须用它而不是 memcmp:Go `encoding/json` 的键匹配**大小写不敏感**,
* 实测 `{"delta":{"CONTENT":"up"}}` 能取出 content="up"。
* 逐字节比对会静默漏掉这类输入。 */
int ha_json_key_eq(ha_span key, const char *name);
/* ==================== 取值(extract) ==================== */
/* 字符串解码的**写入回调**。
*
* ★ 为什么用回调而不是「分配缓冲返回」:本库不 malloc。调用方把自己的
* Go 侧 buffer / 栈缓冲 / 直接写目标的位置交给本库,解码结果逐个 rune
* 以 UTF-8 字节写入 —— 非法序列按 Go 语义替换为 U+FFFD。
*
* ★ 为什么按 rune 而不是按字节:`\uXXXX` 可能产生多字节 rune(含代理对
* 合成的 4 字节 emoji),调用方不该关心编码细节。
*/
typedef void (*ha_json_sink)(void *ctx, const char *utf8_bytes, size_t len);
/* 把字符串值 span(raw 形式,含转义)解码并经 sink 输出。
*
* 出参 out_len:解码后的字节总数(便于调用方预分配 / 校验)。
* 返回 0 = 原始 span 含**语法错误**(如 \u 后不是 4 位十六进制)。
*
* 非法 UTF-8 处理:与 Go `encoding/json` 一致 —— 每个非法字节一个 U+FFFD
* (**不是**按整个序列丢弃)。见真值表 §2.8。
*/
int ha_json_decode_string(ha_span raw, ha_json_sink sink, void *ctx,
size_t *out_len);
/* 把字符串值 span 解码进调用方提供的缓冲(不足则失败,不截断)。
*
* 返回写入的字节数;缓冲不足时返回 (size_t)-1 且不写。
* 适合长度已知且不关心「只需长度」的场景。
*/
size_t ha_json_decode_string_into(ha_span raw, char *out, size_t out_cap);
/* 读整数(仅接受 JSON 整数语法,可选负号;不允许小数点/指数)。
*
* ★ 与 Go 的对应关系:Go 里 `int` 字段会接受 `1e2`(=100)与拒绝 `1.5`;
* 本函数**只认纯整数**,指数/小数由调用方按「类型不匹配 ⇒ 整块作废」
* 语义处理(见真值表 §2.2)。这样职责清晰:本层只回答「这是不是整数」。
*
* 返回 1 = 成功且 *out 已写;0 = 不是合法整数。
* 溢出返回 0(与 Go 报错等价)。
*/
int ha_json_get_int(ha_span raw, long long *out);
/* ==================== 字符串取值的便捷路径 ==================== */
/* 在对象 span 内取键 name 的字符串值,解码进 out(NUL 结尾)。
*
* 返回:解码后字节数(不含结尾 NUL);键缺失 / 类型不是字符串 / 缓冲不足
* 返回 (size_t)-1。out 在成功时保证 NUL 结尾。
*
* 便捷函数:内部走 members 迭代 + key_eq + decode,适合调用方只取一两个键
* 且不需要「类型不匹配 ⇒ 整块作废」细节的场景。
*/
size_t ha_json_object_get_string(ha_span obj, const char *name,
char *out, size_t out_cap);
/* 在对象 span 内取键 name 的整数值。
* 返回 1 = 成功;0 = 键缺失 / 非合法整数 / 溢出。 */
int ha_json_object_get_int(ha_span obj, const char *name, long long *out);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* HA_JSON_SCAN_H */

825
csrc/src/ha_json_scan.c Normal file
View File

@ -0,0 +1,825 @@
/*
* ha_json_scan.c — HomeAgent 内核 LLM 协议层 JSON 扫描/取值(C 实现)
*
* ============================ 性能设计(勿回退) ============================
* 1. **不 malloc**:一切结果以 span 回传,Go 侧零拷贝切片
* 2. **不 strlen**:长度由调用方传入
* 3. **不预扫**:scan 只在需要时前进一步;「找键」靠 members 迭代单趟,
* 不先扫一遍收集全部键(那会缓存踩踏 + 二次遍历)
* 4. **整数不走 strtoll**:strtoll 要 NUL 结尾或处理 locale,
* 自写定点解析只认 JSON 整数语法,顺带把溢出判掉
* 5. **字符串不建索引**:不记录转义位置。需要时按需解码
*
* 参照第一刀的教训(docs/zh/c-core/llm-orchestration-c.md §7.1):
* 初版每次调用 C.CString(malloc+拷贝)+ C 侧 strlen,单这两项就吃掉
* 82% 的时间 —— 那不是 cgo 的固有成本,是自找的。本库从设计上排除这类开销。
*
* 语义必须与 Go `encoding/json` 一致,由黄金对照测试钉死
* (真值表见 docs/zh/c-core/sse-codec-c.md §二)。
*/
#include "ha_json_scan.h"
#include <string.h>
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* ABI 自述 */
/* ---------------------------------------------------------------- */
int ha_json_scan_abi_version(void) {
return HA_JSON_SCAN_ABI_VERSION;
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 基础工具 */
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* JSON 空白:Go 的 encoding/json 只认这四个(不是 isspace)。
* 差一个字符就会与 Go 分叉,故显式列举而非用 ctype。 */
static int is_ws(unsigned char c) {
return c == ' ' || c == '\t' || c == '\n' || c == '\r';
}
static unsigned char ascii_lower(unsigned char c) {
return (c >= 'A' && c <= 'Z') ? (unsigned char)(c + 32) : c;
}
void ha_json_scan_init(ha_json_scan *sc, const char *s, size_t n) {
if (sc == NULL) {
return;
}
sc->s = (s != NULL) ? s : "";
sc->n = (s != NULL) ? n : 0;
sc->i = 0;
}
int ha_json_scan_ws(ha_json_scan *sc) {
if (sc == NULL) {
return 1;
}
while (sc->i < sc->n && is_ws((unsigned char)sc->s[sc->i])) {
sc->i++;
}
return (sc->i < sc->n) ? 0 : 1;
}
int ha_json_scan_eof(const ha_json_scan *sc) {
if (sc == NULL) {
return 1;
}
return (sc->i >= sc->n) ? 1 : 0;
}
/* 当前字符;到结尾返回 '\0'(0)。调用方需先判 eof。 */
static char peek(const ha_json_scan *sc) {
return (sc->i < sc->n) ? sc->s[sc->i] : '\0';
}
/* 前进一字节;越界时不动(保持 eof 语义稳定)。 */
static void bump(ha_json_scan *sc) {
if (sc->i < sc->n) {
sc->i++;
}
}
static int expect(ha_json_scan *sc, char c) {
if (ha_json_scan_ws(sc) || peek(sc) != c) {
return 0;
}
bump(sc);
return 1;
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 值扫描(skip 一个完整值) */
/* ---------------------------------------------------------------- */
static int scan_value(ha_json_scan *sc, int depth);
static int hex_val(unsigned char c);
/* 扫描字符串(含引号),出原始内容 span。
* depth 传入是因为 scan_value 会递归;字符串本身不递归但需要限额。 */
static int scan_string_raw(ha_json_scan *sc, ha_span *raw, int depth) {
if (depth > 128) {
return 0; /* 深度保险,正常文档远小于此 */
}
if (ha_json_scan_ws(sc) || peek(sc) != '"') {
return 0;
}
bump(sc); /* 开引号 */
size_t start = sc->i;
while (sc->i < sc->n) {
char c = sc->s[sc->i];
if (c == '"') {
if (raw != NULL) {
raw->p = sc->s + start;
raw->len = sc->i - start;
}
bump(sc); /* 闭引号 */
return 1;
}
if (c == '\\') {
bump(sc);
if (sc->i >= sc->n) {
return 0; /* 末尾悬空反斜杠 */
}
/* ★ 必须校验转义字符本身合法:Go 的 unquoteBytes 对未知转义
* (\q、\x、单独 \p)返回错误 ⇒ 整个 Unmarshal 失败。
* 初版只 bump 不校验,于是 `{"a":"\q"}` 被 C 判为合法,
* 而 json.Valid=false —— 黄金对照当场抓到。
* (`\u` 的 4 位十六进制在解码阶段校验:那是**值**层面的
* 错误,与扫描阶段的「转义序列形状」是两回事。) */
char e = sc->s[sc->i];
if (e != '"' && e != '\\' && e != '/' && e != 'b' && e != 'f' &&
e != 'n' && e != 'r' && e != 't' && e != 'u') {
return 0;
}
/* ★ `\u` 必须紧跟 **4 位十六进制**,且这一校验属于**扫描**阶段:
* Go 的 json.Valid 会拒绝 `{"a":"\u00"}`(不足 4 位),
* 而初版把它留到解码阶段 ⇒ scan 判合法、json.Valid 判非法,
* 黄金对照当场抓到这条分叉。
* 校验放在扫描阶段还有一个好处:畸形的 wire 数据在
* 「找键」阶段就被拒,不必等到取值。 */
if (e == 'u') {
/* 用 size_t 递推偏移,避免 int 与 size_t 混算
* (-Wconversion/-Wsign-conversion 会拦下 sign-change)。 */
if (sc->n - sc->i < 5u) {
return 0; /* 位数不足:还需 'u' 之后 4 位 */
}
for (size_t k = 1; k <= 4u; k++) {
if (hex_val((unsigned char)sc->s[sc->i + k]) < 0) {
return 0; /* 非十六进制 */
}
}
}
bump(sc); /* 被转义的字符;\u 的 4 位十六进制由上面的循环覆盖 */
continue;
}
if ((unsigned char)c < 0x20) {
return 0; /* Go 拒绝字符串里的裸控制字符 */
}
bump(sc);
}
return 0; /* 未闭合 */
}
/* 扫描字面量:true / false / null。 */
static int scan_literal(ha_json_scan *sc) {
static const char kTrue[] = "true";
static const char kFalse[] = "false";
static const char kNull[] = "null";
size_t rest = sc->n - sc->i;
const char *p = sc->s + sc->i;
if (rest >= 4 && memcmp(p, kTrue, 4) == 0) {
sc->i += 4;
return 1;
}
if (rest >= 5 && memcmp(p, kFalse, 5) == 0) {
sc->i += 5;
return 1;
}
if (rest >= 4 && memcmp(p, kNull, 4) == 0) {
sc->i += 4;
return 1;
}
return 0;
}
/* 数字:只校验**语法**(不求值)。求值由 ha_json_get_int / 调用方负责。
* 这与 Go 的分工一致:Go 在 unmarshal 时求值并做范围检查,
* 而本层的取整数是独立的一步。 */
static int scan_number(ha_json_scan *sc) {
size_t start = sc->i;
if (sc->i < sc->n && peek(sc) == '-') {
bump(sc);
}
/* 整数部分:0 或 [1-9][0-9]*(禁止前导零,与 Go 一致) */
if (sc->i >= sc->n) {
return 0;
}
if (peek(sc) == '0') {
bump(sc);
} else if (peek(sc) >= '1' && peek(sc) <= '9') {
while (sc->i < sc->n && peek(sc) >= '0' && peek(sc) <= '9') {
bump(sc);
}
} else {
return 0;
}
/* 小数部分 */
if (sc->i < sc->n && peek(sc) == '.') {
bump(sc);
if (sc->i >= sc->n || peek(sc) < '0' || peek(sc) > '9') {
return 0; /* "1." 与 "1.e3" 非法 */
}
while (sc->i < sc->n && peek(sc) >= '0' && peek(sc) <= '9') {
bump(sc);
}
}
/* 指数部分 */
if (sc->i < sc->n && (peek(sc) == 'e' || peek(sc) == 'E')) {
bump(sc);
if (sc->i < sc->n && (peek(sc) == '+' || peek(sc) == '-')) {
bump(sc);
}
if (sc->i >= sc->n || peek(sc) < '0' || peek(sc) > '9') {
return 0;
}
while (sc->i < sc->n && peek(sc) >= '0' && peek(sc) <= '9') {
bump(sc);
}
}
return (sc->i > start) ? 1 : 0;
}
/* 扫描数组/对象。用显式 depth 递归(不用堆栈,零分配)。 */
static int scan_container(ha_json_scan *sc, char open, char close, int depth) {
if (!expect(sc, open)) {
return 0;
}
if (ha_json_scan_ws(sc)) {
return 0; /* 未闭合 */
}
if (peek(sc) == close) {
bump(sc);
return 1; /* 空容器 */
}
for (;;) {
if (open == '{') {
ha_span k;
if (!scan_string_raw(sc, &k, depth + 1)) {
return 0;
}
if (!expect(sc, ':')) {
return 0;
}
}
if (!scan_value(sc, depth + 1)) {
return 0;
}
if (ha_json_scan_ws(sc)) {
return 0;
}
if (peek(sc) == ',') {
bump(sc);
continue;
}
if (peek(sc) == close) {
bump(sc);
return 1;
}
return 0; /* 缺 '}' 或多余的 ',' 之后没有键 */
}
}
static int scan_value(ha_json_scan *sc, int depth) {
if (depth > 128) {
return 0;
}
if (ha_json_scan_ws(sc)) {
return 0;
}
char c = peek(sc);
switch (c) {
case '{': return scan_container(sc, '{', '}', depth);
case '[': return scan_container(sc, '[', ']', depth);
case '"': {
ha_span tmp;
return scan_string_raw(sc, &tmp, depth);
}
case 't': case 'f': case 'n': return scan_literal(sc);
default:
if (c == '-' || (c >= '0' && c <= '9')) {
return scan_number(sc);
}
return 0;
}
}
int ha_json_skip(ha_json_scan *sc) {
if (sc == NULL) {
return 0;
}
return scan_value(sc, 0);
}
int ha_json_scan_string(ha_json_scan *sc, ha_span *raw) {
if (sc == NULL) {
return 0;
}
return scan_string_raw(sc, raw, 0);
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 顶层对象成员迭代 */
/* ---------------------------------------------------------------- */
int ha_json_members_init(ha_json_members *m, const char *s, size_t n) {
if (m == NULL) {
return 0;
}
ha_json_scan_init(&m->sc, s, n);
m->started = 0;
m->done = 0;
m->error = 0;
if (ha_json_scan_ws(&m->sc) || peek(&m->sc) != '{') {
return 0;
}
bump(&m->sc);
return 1;
}
int ha_json_members_next(ha_json_members *m, ha_span *key, ha_span *val) {
if (m == NULL || m->done) {
return 0;
}
if (ha_json_scan_ws(&m->sc)) {
m->done = 1;
m->error = 1; /* 未闭合 */
return 0;
}
if (peek(&m->sc) == '}') {
bump(&m->sc);
m->done = 1;
m->error = 0; /* 正常结束 */
return 0; /* 没有更多成员 */
}
/* ★ 不接受尾逗号:Go 的 decoder 在 ',' 之后要求必有下一个键。
* `{"a":1,}` 在 Go 侧是语法错误,故这里也必须拒绝。 */
if (m->started) {
if (peek(&m->sc) != ',') {
m->done = 1;
m->error = 1;
return 0;
}
bump(&m->sc);
if (ha_json_scan_ws(&m->sc)) {
m->done = 1;
m->error = 1;
return 0;
}
if (peek(&m->sc) == '}') {
m->done = 1;
m->error = 1; /* 尾逗号 */
return 0;
}
}
ha_span k;
if (!scan_string_raw(&m->sc, &k, 0)) {
m->done = 1;
m->error = 1;
return 0;
}
if (!expect(&m->sc, ':')) {
m->done = 1;
m->error = 1;
return 0;
}
if (ha_json_scan_ws(&m->sc)) {
m->done = 1;
m->error = 1;
return 0;
}
/* ★ 就地完整跳过一个值,得到它的精确 span。
* 这样「返回 1」就蕴含「该成员良构」,且游标已推进到值之后。 */
size_t vstart = m->sc.i;
if (!scan_value(&m->sc, 0)) {
m->done = 1;
m->error = 1;
return 0;
}
size_t vend = m->sc.i;
m->started = 1;
if (key != NULL) {
*key = k;
}
if (val != NULL) {
val->p = m->sc.s + vstart;
val->len = vend - vstart;
}
return 1;
}
int ha_json_members_complete(const ha_json_members *m) {
if (m == NULL) {
return 0;
}
return (m->done && !m->error) ? 1 : 0;
}
int ha_json_key_eq(ha_span key, const char *name) {
if (name == NULL) {
return 0;
}
size_t nl = 0;
while (name[nl] != '\0') {
nl++;
}
if (key.len != nl) {
return 0;
}
for (size_t i = 0; i < nl; i++) {
if (ascii_lower((unsigned char)key.p[i]) !=
ascii_lower((unsigned char)name[i])) {
return 0;
}
}
return 1;
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 字符串解码 */
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* U+FFFD 的 UTF-8 编码(Go 对非法字节的替换目标)。 */
static const char kReplacement[3] = { (char)0xEF, (char)0xBF, (char)0xBD };
/* 十六进制值;非十六进制返回 -1。 */
static int hex_val(unsigned char c) {
if (c >= '0' && c <= '9') return c - '0';
if (c >= 'a' && c <= 'f') return c - 'a' + 10;
if (c >= 'A' && c <= 'F') return c - 'A' + 10;
return -1;
}
/* 把码点编码成 UTF-8 写给 sink。返回写入字节数。 */
static size_t emit_rune(unsigned long cp, ha_json_sink sink, void *ctx) {
unsigned char buf[4];
size_t len;
if (cp < 0x80) {
buf[0] = (unsigned char)cp;
len = 1;
} else if (cp < 0x800) {
buf[0] = (unsigned char)(0xC0 | (cp >> 6));
buf[1] = (unsigned char)(0x80 | (cp & 0x3F));
len = 2;
} else if (cp < 0x10000) {
buf[0] = (unsigned char)(0xE0 | (cp >> 12));
buf[1] = (unsigned char)(0x80 | ((cp >> 6) & 0x3F));
buf[2] = (unsigned char)(0x80 | (cp & 0x3F));
len = 3;
} else {
buf[0] = (unsigned char)(0xF0 | (cp >> 18));
buf[1] = (unsigned char)(0x80 | ((cp >> 12) & 0x3F));
buf[2] = (unsigned char)(0x80 | ((cp >> 6) & 0x3F));
buf[3] = (unsigned char)(0x80 | (cp & 0x3F));
len = 4;
}
sink(ctx, (const char *)buf, len);
return len;
}
/* 解码一段 raw(已定位转义与续字节的边界)。
*
* 非法 UTF-8 语义必须与 Go 逐字节一致:
* Go 的 unquoteBytes 遇到非法序列时,把**能构成前缀的最长合法部分**先解出,
* 再对**第一个坏字节**产出单个 U+FFFD,然后从坏字节**之后**继续。
* 即:一个坏字节 = 一个 U+FFFD(不是整个序列变一个)。
* 典型:`\xff\xfe` → 两个 U+FFFD(真值表 §2.8 实测确认)。
*/
static size_t decode_body(ha_span raw, ha_json_sink sink, void *ctx, int *err) {
size_t out = 0;
size_t i = 0;
*err = 0;
while (i < raw.len) {
unsigned char c = (unsigned char)raw.p[i];
/* --- 转义 --- */
if (c == '\\') {
if (i + 1 >= raw.len) {
*err = 1;
return out;
}
unsigned char e = (unsigned char)raw.p[i + 1];
switch (e) {
case '"': sink(ctx, "\"", 1); out += 1; i += 2; continue;
case '\\': sink(ctx, "\\", 1); out += 1; i += 2; continue;
case '/': sink(ctx, "/", 1); out += 1; i += 2; continue;
case 'b': sink(ctx, "\b", 1); out += 1; i += 2; continue;
case 'f': sink(ctx, "\f", 1); out += 1; i += 2; continue;
case 'n': sink(ctx, "\n", 1); out += 1; i += 2; continue;
case 'r': sink(ctx, "\r", 1); out += 1; i += 2; continue;
case 't': sink(ctx, "\t", 1); out += 1; i += 2; continue;
case 'u': {
/* 需要 4 位十六进制:i+2 .. i+5 */
if (i + 6 > raw.len) {
*err = 1;
return out;
}
int h0 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 2]);
int h1 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 3]);
int h2 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 4]);
int h3 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 5]);
if (h0 < 0 || h1 < 0 || h2 < 0 || h3 < 0) {
*err = 1;
return out;
}
unsigned long cp = (unsigned long)((h0 << 12) | (h1 << 8) |
(h2 << 4) | h3);
size_t adv = 6;
if (cp >= 0xD800 && cp <= 0xDBFF) {
/* 高代理:尝试与紧随的 \uDC00-\uDFFF 合成 4 字节 rune。
*
* ★ 必须用 combined 标志,而不是「合成成功就直接落到底部」:
* 本块末尾有一段**无条件的** replacement 发射(处理合成
* 失败的情形)。若成功的分支只设 cp/adv 而不跳过那一段,
* 会先把合成好的码点丢掉、再发一个 U+FFFD ——
* 实测症状:`\ud83d\ude00`(😀)得到 `\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd`。
* 这个 bug 只有**真的代理对**才会触发(`\u4f60` 这类
* 非代理码点根本不进本块),是黄金对照最容易漏的一类。
*
* 下界必须是 'i + 6 < raw.len'(而非一次判 i+12 <= len):
* 后者会连带拒绝「合法高代理位于字符串末尾」的正确输入。 */
int combined = 0;
if (i + 6 < raw.len && raw.p[i + 6] == '\\' &&
raw.p[i + 7] == 'u') {
int g0 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 8]);
int g1 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 9]);
int g2 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 10]);
int g3 = hex_val((unsigned char)raw.p[i + 11]);
if (g0 >= 0 && g1 >= 0 && g2 >= 0 && g3 >= 0) {
unsigned long lo = (unsigned long)(
(g0 << 12) | (g1 << 8) | (g2 << 4) | g3);
if (lo >= 0xDC00 && lo <= 0xDFFF) {
cp = 0x10000UL + ((cp - 0xD800UL) << 10) +
(lo - 0xDC00UL);
adv = 12;
combined = 1;
}
}
}
if (!combined) {
/* 高代理后面不是合法低代理:发一个 U+FFFD,
* 只消费掉这个 6 字节 \uXXXX,让后面的内容按原样
* 继续解析(与 Go unquote 的行为一致)。 */
sink(ctx, kReplacement, 3);
out += 3;
i += adv;
continue;
}
}
if (cp >= 0xDC00 && cp <= 0xDFFF) {
/* 孤立低代理 → U+FFFD */
sink(ctx, kReplacement, 3);
out += 3;
i += 6;
continue;
}
out += emit_rune(cp, sink, ctx);
i += adv;
continue;
}
default:
/* Go 对未知转义(如 \q)报错 */
*err = 1;
return out;
}
}
/* --- 普通字节 / 多字节序列 --- */
if (c < 0x80) {
char ch = (char)c;
sink(ctx, &ch, 1);
out += 1;
i++;
continue;
}
/* 尝试解析一个合法多字节序列。
*
* ★ 过长编码(overlong)检查**必须在续字节全部并入之后**做。
* 初版把它写在这里、只用首字节的 cp:
* else if ((b0 & 0xF0) == 0xE0) { need = 3; cp = b0 & 0x0Fu; }
* if (need == 3 && cp < 0x800) valid = 0; // ← 此时 cp 只有首字节的位
* 而 0xE4 恰好满足 0x0F 掩码 ⇒ cp = 4 ⇒ 4 < 0x800 ⇒ 误判非法
* ⇒ 正常的「你」(e4 bd a0)被逐字节换成 6 个 U+FFFD(实测症状)。
* 过长的真实判据是「完整码点 < 该长度的最小值」,
* 即 0xC0/0x80、0xE0 0x80、0xF0 0x80/0x90 这几类前缀。 */
size_t need;
unsigned long cp;
unsigned char b0 = c;
if ((b0 & 0xE0) == 0xC0) { need = 2; cp = b0 & 0x1Fu; }
else if ((b0 & 0xF0) == 0xE0) { need = 3; cp = b0 & 0x0Fu; }
else if ((b0 & 0xF8) == 0xF0) { need = 4; cp = b0 & 0x07u; }
else { need = 0; cp = 0; }
int valid = (need != 0);
if (valid) {
for (size_t k = 1; k < need; k++) {
if (i + k >= raw.len) { valid = 0; break; }
unsigned char nb = (unsigned char)raw.p[i + k];
if ((nb & 0xC0) != 0x80) { valid = 0; break; }
cp = (cp << 6) | (unsigned long)(nb & 0x3F);
}
}
if (valid) {
/* 过长编码:按**完整码点**比该长度的最小合法值
* (2B:0x80 / 3B:0x800 / 4B:0x10000) */
if (need == 2 && cp < 0x80) valid = 0;
if (need == 3 && cp < 0x800) valid = 0;
if (need == 4 && cp < 0x10000) valid = 0;
/* 代理区编码(CESU-8 / WTF-8)Go 判非法 */
if (cp >= 0xD800 && cp <= 0xDFFF) valid = 0;
if (cp > 0x10FFFF) valid = 0;
}
if (valid) {
sink(ctx, raw.p + i, need);
out += need;
i += need;
continue;
}
/* 非法:单个字节 → 一个 U+FFFD,然后继续(与 Go 逐字节一致) */
sink(ctx, kReplacement, 3);
out += 3;
i++;
}
return out;
}
int ha_json_decode_string(ha_span raw, ha_json_sink sink, void *ctx,
size_t *out_len) {
if (sink == NULL) {
return 0;
}
int err = 0;
size_t n = decode_body(raw, sink, ctx, &err);
if (out_len != NULL) {
*out_len = n;
}
return err ? 0 : 1;
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 写入缓冲的 sink */
/* ---------------------------------------------------------------- */
typedef struct {
char *out;
size_t cap;
size_t len;
} buf_sink;
static void buf_write(void *ctx, const char *b, size_t n) {
buf_sink *s = (buf_sink *)ctx;
/* 缓冲不足时,**绝不再往后写**,并标记溢出(len > cap 即可辨认)。
*
* ★ 契约是「不越界写」,不是「一个字节都不写」:本函数是流式的,
* 写到这里才知道放不下,之前已写出的部分无法撤销。
* 调用方拿到 (size_t)-1 时**必须丢弃整个结果**(Go 侧就是这么做的)。
* 若真需要 all-or-nothing,调用方应先测得长度再分配(两趟)。
* 这个取舍是有意的:单趟更快,而丢弃结果对调用方是廉价的。 */
if (s->len + n > s->cap) {
s->len = s->cap + 1; /* 标记溢出 */
return;
}
memcpy(s->out + s->len, b, n);
s->len += n;
}
size_t ha_json_decode_string_into(ha_span raw, char *out, size_t out_cap) {
if (out == NULL || out_cap == 0) {
return (size_t)-1;
}
buf_sink s;
s.out = out;
s.cap = out_cap - 1; /* 留一位给结尾 NUL */
s.len = 0;
int err = 0;
(void)decode_body(raw, buf_write, &s, &err);
if (err || s.len > s.cap) {
return (size_t)-1;
}
out[s.len] = '\0';
return s.len;
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 整数 */
/* ---------------------------------------------------------------- */
int ha_json_get_int(ha_span raw, long long *out) {
if (raw.len == 0 || out == NULL) {
return 0;
}
size_t i = 0;
int neg = 0;
if (raw.p[0] == '-') {
neg = 1;
i = 1;
if (raw.len == 1) {
return 0;
}
}
/* 只接受 **JSON 整数语法**:可选 '-' + (0 | [1-9][0-9]*)。
* 小数点 / 指数一律判「不是整数」,由调用方按 Go 的
* 「类型不匹配 ⇒ 整块作废」语义处理。
*
* ★ 必须禁前导零:JSON 里 `007` / `00` 是**非法数字**,
* 而 strconv.ParseInt 会接受它。若这里跟着接受,
* 就会出现「C 认得、json.Unmarshal 报错」的分叉 ——
* 黄金对照当场抓到(实测分歧:"007"、"00")。
* 本层的职责是回答「这是不是 JSON 整数」,不是「能不能转成数字」。 */
if (raw.p[i] == '0' && raw.len - i > 1) {
return 0; /* 前导零:00 / 01 / 007 均非法 */
}
for (size_t k = i; k < raw.len; k++) {
if (raw.p[k] < '0' || raw.p[k] > '9') {
return 0;
}
}
unsigned long long acc = 0;
const unsigned long long limit =
neg ? 9223372036854775807ULL + 1ULL : 9223372036854775807ULL;
for (size_t k = i; k < raw.len; k++) {
unsigned d = (unsigned)(raw.p[k] - '0');
if (acc > (limit - d) / 10ULL) {
return 0; /* 溢出(与 Go 报错等价) */
}
acc = acc * 10ULL + d;
}
if (neg) {
*out = (acc == 9223372036854775808ULL)
? (-9223372036854775807LL - 1)
: -(long long)acc;
} else {
*out = (long long)acc;
}
return 1;
}
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 便捷取值 */
/* ---------------------------------------------------------------- */
/* 在对象里定位键 name 的值 span。
*
* 找到返回 1 且 *val 覆盖该值的原始字节(未解码);未找到 / 语法错返回 0。
* 重复键取**最后一次**(与 Go 的后者胜一致)。
*
* 实现要点:members 迭代器只报「值的起始位置」,值本身由本函数用
* ha_json_skip 消费并算出 span —— 这样两种便捷取值共用同一套定位逻辑,
* 不会因各自实现而分叉。 */
static int find_value(ha_span obj, const char *name, ha_span *val) {
ha_json_members m;
if (!ha_json_members_init(&m, obj.p, obj.len)) {
return 0;
}
ha_span key;
ha_span v;
int found = 0;
ha_span last = { NULL, 0 };
while (ha_json_members_next(&m, &key, &v)) {
if (ha_json_key_eq(key, name)) {
last = v;
found = 1; /* 重复键后者胜:继续扫,只保留最后一次 */
}
}
/* ★ 严格性:畸形输入必须判「找不到键」——
* Go 侧语法错误会让 json.Unmarshal 失败、整块作废,
* 若这里放宽成「扫到哪算哪」,就会比 Go 宽松(见真值表 §2.2)。 */
if (!ha_json_members_complete(&m)) {
return 0;
}
if (found && val != NULL) {
*val = last;
}
return found;
}
size_t ha_json_object_get_string(ha_span obj, const char *name,
char *out, size_t out_cap) {
if (out == NULL || out_cap == 0) {
return (size_t)-1;
}
ha_span val;
if (!find_value(obj, name, &val)) {
return (size_t)-1;
}
/* 只接受字符串值;其他类型视为「取不到」(类型判断由调用方按
* Go 的 interface{}/强类型语义决定,见 sse-codec-c.md §2.2) */
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, val.p, val.len);
ha_span raw;
if (!ha_json_scan_string(&sc, &raw)) {
return (size_t)-1;
}
return ha_json_decode_string_into(raw, out, out_cap);
}
int ha_json_object_get_int(ha_span obj, const char *name, long long *out) {
if (out == NULL) {
return 0;
}
ha_span val;
if (!find_value(obj, name, &val)) {
return 0;
}
return ha_json_get_int(val, out);
}

View File

@ -0,0 +1,215 @@
/*
* test_fuzz_ha_json_scan.c — libFuzzer:扫描器的内存安全 + 不变式
*
* ============================ 为什么要它 ============================
* 扫描器是本刀最危险的部件:它做**指针算术与递归下降**,且要处理
* 任意上游字节(LLM 网关可能吐任何东西)。C 侧没有 Go 的 -race 等价物,
* 越界读/写是**静默**的(不崩、结果看着对)—— 而内核在这里吃掉的是
* 不可信输入,所以必须持续模糊,而不是等下一次手写用例。
*
* 覆盖的六条不变式:
* 1. scan/skip 的游标**永不越过**输入长度(否则后续所有 span 都错位)
* 2. skip 成功 ⇒ 恰好消费一个完整值,不残留结构字符
* 3. 成员迭代器游标单调,且永不越过输入长度
* 4. 解码输出的长度上界 = 输入长度的 3 倍
* (每个字节最坏变一个 U+FFFD = 3 字节;这是内存规划的前提)
* 5. decode_into **绝不越界写**
* 6. get_int 与 strtoll 语义在合法整数上一致(溢出时都必须拒绝)
*
* 构建:cmake -DBUILD_FUZZ=ON(需 clang)
*/
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include "ha_json_scan.h"
#define HA_FUZZ_MAX_LEN (1u << 18) /* 256KB:比真实 chunk 大得多,够覆盖 */
/* 累积解码输出的 sink */
typedef struct {
size_t total;
int overflowed;
char stash[4096]; /* 小段暂存,用于比对 decode_into */
size_t stash_len;
} acc_t;
static void acc_sink(void *ctx, const char *b, size_t n) {
acc_t *a = (acc_t *)ctx;
/* 累加并做溢出保护:若真出现无界增长,这里会先崩(暴露问题),
* 而不是静默算错。 */
if (a->total > (1ull << 40)) {
a->overflowed = 1;
}
a->total += n;
if (a->stash_len + n <= sizeof(a->stash)) {
memcpy(a->stash + a->stash_len, b, n);
a->stash_len += n;
}
}
int LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *Data, size_t Size);
int LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *Data, size_t Size) {
if (Size > HA_FUZZ_MAX_LEN) {
return 0;
}
const char *s = (const char *)Data;
/* ---- 1. skip 游标边界 ---- */
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, s, Size);
int ok = ha_json_skip(&sc);
if (sc.i > Size) {
abort(); /* 游标越界 —— 后续所有 span 都会错位 */
}
/* ---- 2. skip 成功 ⇒ 消费的是一个完整值;字符串 scan 同样不越界 ---- */
if (ok) {
/* 从头再扫一次字符串(若首字符是引号),校验 span 落在输入内 */
ha_json_scan sc2;
ha_json_scan_init(&sc2, s, Size);
ha_span raw;
if (ha_json_scan_string(&sc2, &raw)) {
if (raw.len > Size) {
abort();
}
/* span 必须落在输入区间内 */
if (raw.p < s || raw.p > s + Size) {
abort();
}
}
if (sc2.i > Size) {
abort();
}
}
/* ---- 3. 成员迭代器:游标单调不减、不越界 ---- */
{
ha_json_members m;
if (ha_json_members_init(&m, s, Size)) {
size_t prev = m.sc.i;
ha_span key, val;
int guard = 0;
while (ha_json_members_next(&m, &key, &val)) {
if (m.sc.i > Size) {
abort();
}
if (m.sc.i < prev) {
abort(); /* 游标回退 ⇒ 可能死循环 */
}
prev = m.sc.i;
if (key.len > Size || key.p < s || key.p > s + Size) {
abort();
}
/* ★ 值必须能独立跳过:这条不变式正是模糊测试第一轮
* 抓到的缺陷(旧 API 只报值起点、不消费值,游标仍在
* 值的前面,于是下一个成员解析到了值本身)。 */
ha_json_scan vs;
ha_json_scan_init(&vs, val.p, val.len);
if (!ha_json_skip(&vs)) {
abort(); /* 成员报了个值,却跳不过去 ⇒ 内部不一致 */
}
if (val.len > Size || val.p < s || val.p > s + Size) {
abort();
}
if (++guard > 100000) {
abort(); /* 死循环保护 */
}
}
/* 游标必须落在输入内 */
if (m.sc.i > Size) {
abort();
}
if (m.sc.i > Size) {
abort();
}
}
}
/* ---- 4/5. 解码:输出上界 + 不越界写 ----
* 上界 3×:每个输入字节最坏变一个 3 字节 U+FFFD。
* 若违反,说明解码器会放大数据 —— 那是内存放大的安全隐患。 */
{
ha_json_scan sc3;
ha_json_scan_init(&sc3, s, Size);
ha_span raw;
if (ha_json_scan_string(&sc3, &raw)) {
acc_t acc;
memset(&acc, 0, sizeof(acc));
size_t out_len = 0;
(void)ha_json_decode_string(raw, acc_sink, &acc, &out_len);
if (acc.total != out_len) {
abort(); /* sink 累加必须等于报告的 out_len */
}
if (acc.total > (size_t)raw.len * 3 + 3) {
abort(); /* 放大超过 3× 上界 */
}
/* decode_into 用小缓冲:绝不越界(哨兵检查) */
char tiny[8];
memset(tiny, 0x5a, sizeof(tiny));
size_t got = ha_json_decode_string_into(raw, tiny, sizeof(tiny));
/* 成功时必须以 NUL 结尾且长度 < cap */
if (got != (size_t)-1) {
if (got >= sizeof(tiny)) {
abort();
}
if (tiny[got] != '\0') {
abort();
}
} else {
/* 失败:末尾 NUL 位不得被单独改写(仍是哨兵或已被部分写)*/
/* 只要求不越界 —— ASan 已保证,这里做一个显式触摸 */
(void)tiny[sizeof(tiny) - 1];
}
}
}
/* ---- 6. get_int 与 strtoll 对照(合法整数) ---- */
{
ha_span v = { s, Size };
long long got = 0;
if (ha_json_get_int(v, &got)) {
/* 本库认了 ⇒ 必须是纯整数,且 strtoll 应给出同值 */
char *dup = (char *)malloc(Size + 1);
if (dup) {
memcpy(dup, s, Size);
dup[Size] = '\0';
errno = 0;
char *end = NULL;
long long ref = strtoll(dup, &end, 10);
/* 只有「整串被消费且无溢出」时才可比较 */
if (errno == 0 && end == dup + Size) {
if (ref != got) {
abort(); /* 与 strtoll 分叉 */
}
}
free(dup);
}
}
}
/* ---- NULL / 空输入防御 ---- */
if (Size == 0) {
ha_json_scan z;
ha_json_scan_init(&z, NULL, 0);
if (!ha_json_scan_eof(&z)) {
abort();
}
if (ha_json_skip(&z)) {
abort();
}
long long v;
ha_span e = { NULL, 0 };
if (ha_json_get_int(e, &v)) {
abort();
}
}
return 0;
}

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@ -0,0 +1,414 @@
/*
* test_ha_json_scan.c — ha_json_scan 的 C 侧契约测试
*
* 覆盖重点(与 docs/zh/c-core/sse-codec-c.md 真值表对应):
* 语法严格性、键大小写不敏感、重复键后者胜、\u 解码(含代理对)、
* 非法 UTF-8 → U+FFFD、整数溢出、深度保险。
*
* 另一半验收在 Go 侧(codec_jsongolden_test.go):与 encoding/json 逐值比对。
* 本文件负责**不依赖 Go** 的语义自洽与边界安全。
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "ha_json_scan.h"
static int g_fail = 0;
static int g_run = 0;
static void check(int cond, const char *what, const char *detail) {
g_run++;
if (!cond) {
g_fail++;
printf(" [FAIL] %s%s%s\n", what,
detail ? " :: " : "", detail ? detail : "");
}
}
static void check_str(const char *what, const char *got, size_t gotlen,
const char *want) {
g_run++;
size_t wl = strlen(want);
if (wl != gotlen || memcmp(got, want, wl) != 0) {
g_fail++;
printf(" [FAIL] %s: got \"%.*s\" want \"%s\"\n", what,
(int)gotlen, got, want);
}
}
/* ---------------- 语法严格性 ---------------- */
/* 约定:ok=1 表示「skip 成功」;ok=0 表示「拒绝」。
* ★ 注意 `{"a":1}x` 在 skip 层**不拒绝**(skip 只跳一个值),
* 而「尾部有残留」的判定是**调用方的义务**(比对游标是否到末尾)。
* 这与 Go 侧 json.Unmarshal 的区别就在这:Unmarshal 会拒绝尾部残留。
* 故下面用 eoc(end-of-consume)字段单独断言。 */
static void test_syntax(void) {
struct { const char *in; int ok; } cases[] = {
{ "{", 0 }, { "{\"a\":}", 0 }, { "", 0 },
/* 顶层非对象:skip 层**接受**(它是个合法 JSON 值),
* 由「必须落到对象」的需求在上层拒绝。Go 侧拒绝是因为要 Unmarshal
* 进 struct,与 skip 语义不同层。 */
{ "null", 1 }, { "[]", 1 }, { "\"str\"", 1 }, { "123", 1 },
{ "{\"a\":1,}", 0 }, /* 尾逗号非法 */
{ "{'a':1}", 0 }, /* 单引号非法 */
{ "{\"a\":1", 0 }, /* 未闭合 */
{ "{\"a\" 1}", 0 }, /* 缺冒号 */
{ "{\"a\":01}", 0 }, /* 前导零 */
{ "{\"a\":1.}", 0 }, /* 1. 非法 */
{ "{\"a\":1e}", 0 }, /* 1e 非法 */
{ "{\"a\":-}", 0 },
{ "{\"a\":tru}", 0 },
{ "{\"a\":\"b\"", 0 },
{ "{\"a\":\"b\nc\"}", 0 }, /* 字符串内裸控制字符 */
{ "{\"a\":\"b\\\"}", 0 }, /* 悬空转义 */
/* 合法 */
{ "{}", 1 }, { "{\"a\":1}", 1 }, { "{\"a\":null}", 1 },
{ "{\"a\":true}", 1 }, { "{\"a\":-1}", 1 }, { "{\"a\":1.5}", 1 },
{ "{\"a\":1e2}", 1 }, { " {\"a\" : 1 } ", 1 },
{ "{\"a\":\"\\u4f60\"}", 1 }, { "{\"a\":{\"b\":[1,2]}}", 1 },
{ "{\"a\":[],\"b\":{}}", 1 },
};
for (size_t i = 0; i < sizeof(cases)/sizeof(cases[0]); i++) {
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, cases[i].in, strlen(cases[i].in));
int ok = ha_json_skip(&sc);
check(ok == cases[i].ok, "syntax", cases[i].in);
}
/* 尾部残留:skip 不管,但调用方必须能察觉(比对游标) */
{
const char *s = "{\"a\":1}x";
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, s, strlen(s));
check(ha_json_skip(&sc) == 1, "trailing-garbage-skip-ok", s);
check(sc.i != sc.n, "trailing-garbage-detectable", s);
}
/* 前后空白:必须被吃掉,调用方才能用 i==n 判定「干净」 */
{
const char *s = " {\"a\" : 1 } ";
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, s, strlen(s));
check(ha_json_skip(&sc) == 1, "ws-skip-ok", s);
/* 尾部空白是 JSON 允许的:**不能**要求游标精确落在 n。
* 真正要保证的是「值本体已被完整消费」——
* 即剩余部分只剩空白。这个判定留给调用方(见 sse-codec-c.md §2.5)。 */
int rest_is_ws = 1;
for (size_t k = sc.i; k < sc.n; k++) {
if (s[k] != ' ' && s[k] != '\t' && s[k] != '\n' && s[k] != '\r') {
rest_is_ws = 0;
}
}
check(rest_is_ws, "ws-tail-only-whitespace", s);
}
}
/* ---------------- 顶层成员迭代 / 大小写不敏感 ---------------- */
static void test_members(void) {
/* Go 的键匹配大小写不敏感:{"DELTA":{"CONTENT":"up"}} */
const char *s = "{\"DELTA\":{\"CONTENT\":\"up\"}}";
ha_json_members m;
check(ha_json_members_init(&m, s, strlen(s)) == 1, "members-init", s);
ha_span key, val, outer_delta = { NULL, 0 };
while (ha_json_members_next(&m, &key, &val)) {
if (ha_json_key_eq(key, "delta")) {
outer_delta = val;
}
}
check(outer_delta.p != NULL, "members-case-insensitive", s);
check(ha_json_members_complete(&m) == 1, "members-complete", s);
/* 二级:CONTENT 也应能取到 */
ha_json_members m2;
check(ha_json_members_init(&m2, outer_delta.p, outer_delta.len) == 1,
"members-init-2", NULL);
ha_span k2, v2;
int found = 0;
while (ha_json_members_next(&m2, &k2, &v2)) {
if (ha_json_key_eq(k2, "content")) {
found = 1;
}
}
check(found, "members-case-insensitive-2", NULL);
check(ha_json_members_complete(&m2) == 1, "members-complete-2", NULL);
/* 便捷取值 */
char buf[64];
size_t n = ha_json_object_get_string(outer_delta, "CONTENT", buf, sizeof(buf));
g_run++;
if (n != 2 || memcmp(buf, "up", 2) != 0) {
g_fail++;
printf(" [FAIL] object_get_string: n=%zu buf=%s\n", n, buf);
}
}
/* ---------------- 重复键后者胜 ---------------- */
static void test_dup_key(void) {
const char *s = "{\"total_tokens\":1,\"total_tokens\":2}";
ha_span obj = { s, strlen(s) };
long long v = 0;
check(ha_json_object_get_int(obj, "total_tokens", &v) == 1, "dup-getint", s);
g_run++;
if (v != 2) {
g_fail++;
printf(" [FAIL] dup-key 应后者胜: got %lld want 2\n", v);
}
}
/* ---------------- 畸形输入必须能被辨别(复刻 Go 严格性) ---------------- */
static void test_malformed_detected(void) {
struct { const char *in; int complete; } cases[] = {
{ "{}", 1 }, { "{\"a\":1}", 1 },
{ "{\"a\":1", 0 }, /* 缺 '}' */
{ "{\"a\":1,}", 0 }, /* 尾逗号 */
{ "{\"a\":}", 0 }, /* 值非法 */
{ "{\"a\"}", 0 }, /* 缺冒号与值 */
{ "{\"a\":1 \"b\":2}", 0 }, /* 缺逗号 */
{ "{'a':1}", 0 }, /* 单引号 */
};
for (size_t i = 0; i < sizeof(cases)/sizeof(cases[0]); i++) {
ha_json_members m;
int init_ok = ha_json_members_init(&m, cases[i].in, strlen(cases[i].in));
g_run++;
if (!init_ok) {
/* init 失败也算「正确地拒绝了」 */
g_run++; continue;
}
ha_span k, v;
while (ha_json_members_next(&m, &k, &v)) { /* 全部消费 */ }
int done = ha_json_members_complete(&m);
g_run++;
if (done != cases[i].complete) {
g_fail++;
printf(" [FAIL] malformed[%zu] %s: complete=%d 期望 %d\n",
i, cases[i].in, done, cases[i].complete);
}
}
/* 关键:返回 1 的成员,其值必须能独立 skip(fuzz 抓到过的正是这条) */
{
const char *s = "{\"\":k\"\"}"; /* fuzz 崩溃输入的形状 */
ha_json_members m;
if (ha_json_members_init(&m, s, strlen(s))) {
ha_span k, v;
int guard = 0;
while (ha_json_members_next(&m, &k, &v)) {
ha_json_scan vs;
ha_json_scan_init(&vs, v.p, v.len);
if (!ha_json_skip(&vs)) {
check(0, "member-value-must-be-skippable", s);
break;
}
if (++guard > 1000) { check(0, "member-iter-loop", s); break; }
}
}
}
}
/* ---------------- 字符串解码 / \u / 代理对 ---------------- */
static void test_decode(void) {
struct { const char *in; const char *want; } cases[] = {
{ "\"\"", "" },
{ "\"a\"", "a" },
{ "\"\\\"\"", "\"" },
{ "\"\\\\\"", "\\" },
{ "\"\\/\"", "/" },
{ "\"\\b\\f\\n\\r\\t\"", "\b\f\n\r\t" },
{ "\"\\u4f60\\u597d\"", "\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd" }, /* 你好 */
{ "\"\\ud83d\\ude00\"", "\xf0\x9f\x98\x80" }, /* 😀 代理对 */
{ "\"\\u0041\"", "A" },
{ "\"\\u00e9\"", "\xc3\xa9" },
{ "\"\\u4e2d\\u6587\"", "\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87" },
/* 非法 UTF-8:每字节一个 U+FFFD */
{ "\"\xff\xfe\"", "\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd" },
{ "\"\xc3\"", "\xef\xbf\xbd" }, /* 截断序列 */
{ "\"\xc3\x28\"", "\xef\xbf\xbd\x28" }, /* 坏续字节 */
{ "\"\xe0\x80\x80\"", "\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd" }, /* 过长 */
{ "\"\xed\xa0\x80\"", "\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd" }, /* 代理区 */
{ "\"\xf5\x80\x80\x80\"", "\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd" },
/* 孤立代理 */
{ "\"\\udc00\"", "\xef\xbf\xbd" },
{ "\"\\ud800\"", "\xef\xbf\xbd" },
/* 正常中文直传 */
{ "\"\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd\"", "\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd" },
};
char buf[64];
for (size_t i = 0; i < sizeof(cases)/sizeof(cases[0]); i++) {
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, cases[i].in, strlen(cases[i].in));
ha_span raw;
int ok = ha_json_scan_string(&sc, &raw);
if (!ok) { check(0, "scan-string", cases[i].in); continue; }
size_t n = ha_json_decode_string_into(raw, buf, sizeof(buf));
if (n == (size_t)-1) {
check(0, "decode", cases[i].in);
} else {
check_str("decode-value", buf, n, cases[i].want);
}
}
}
/* 非法转义必须报错而不是静默吞掉 */
static void test_bad_escape(void) {
const char *bad[] = { "\"\\q\"", "\"\\u00\"", "\"\\uZZZZ\"", "\"\\u12g4\"" };
for (size_t i = 0; i < sizeof(bad)/sizeof(bad[0]); i++) {
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, bad[i], strlen(bad[i]));
ha_span raw;
if (ha_json_scan_string(&sc, &raw)) {
char buf[32];
size_t n = ha_json_decode_string_into(raw, buf, sizeof(buf));
check(n == (size_t)-1, "bad-escape-must-fail", bad[i]);
}
}
}
/* ---------------- 整数 ---------------- */
static void test_int(void) {
struct { const char *in; int ok; long long v; } cases[] = {
{ "0", 1, 0 }, { "1", 1, 1 }, { "-1", 1, -1 },
{ "12345", 1, 12345 }, { "-99999", 1, -99999 },
{ "0", 1, 0 },
{ "9223372036854775807", 1, 9223372036854775807LL },
{ "-9223372036854775808", 1, -9223372036854775807LL - 1 },
{ "9223372036854775808", 0, 0 }, /* 溢出 */
{ "-9223372036854775809", 0, 0 }, /* 溢出 */
{ "1.5", 0, 0 }, { "1e2", 0, 0 }, { "", 0, 0 },
{ "abc", 0, 0 }, { "0x10", 0, 0 },
};
for (size_t i = 0; i < sizeof(cases)/sizeof(cases[0]); i++) {
long long v = 0;
int ok = ha_json_get_int((ha_span){ cases[i].in, strlen(cases[i].in) }, &v);
check(ok == cases[i].ok, "int-ok", cases[i].in);
if (ok && cases[i].ok) {
g_run++;
if (v != cases[i].v) {
g_fail++;
printf(" [FAIL] int %s: got %lld want %lld\n",
cases[i].in, v, cases[i].v);
}
}
}
}
/* ---------------- 缓冲不足不写越界 ---------------- */
static void test_buf_overflow(void) {
/* 缓冲区不足:必须返回 -1,且**绝不写出缓冲之外**。
* ASan 在这里把关:越界写会被直接抓住,故这条断言能回归「写到
* buf[len] 恰好越界」这类经典错误。允许部分写入(流式 sink 的
* 固有性质),调用方拿到 -1 必须丢弃整个结果。 */
char small[4];
memset(small, 0x7f, sizeof(small));
ha_span raw = { "abcdefghijklmnop", 16 };
size_t n = ha_json_decode_string_into(raw, small, sizeof(small));
check(n == (size_t)-1, "overflow-must-fail", NULL);
/* 结尾 NUL 位不得被写(out_cap 内的最后一位) */
check((unsigned char)small[sizeof(small)-1] == 0x7f || n == (size_t)-1,
"overflow-no-oob", NULL);
/* ★ 边界:out_cap = 内容 + 1(正好留给结尾 NUL)必须成功。
*
* sink 是**逐字节**发射的(一个 rune 可能分成多次 sink 调用),
* 而 buf_write 写满 cap 后即判定溢出 ⇒ 若 cap 只等于内容长度,
* 最后一个字节就会撞上 cap 而被判溢出。
* 这就是为什么 buf_write 里必须是 `s->len + n > s->cap` 才溢出:
* cap 已经预留了结尾 NUL 的位置(out_cap - 1),故 `>` 才是判据;
* 若写成 `>=`,「内容恰好占满 cap」会被误判为溢出。 */
char exact[5];
ha_span four = { "abcd", 4 }; /* ★ 必须用 4 字节 span,
* 不能用上面那个 16 字节的 raw */
size_t n2 = ha_json_decode_string_into(four, exact, sizeof(exact));
g_run++;
if (n2 != 4 || memcmp(exact, "abcd", 4) != 0 || exact[4] != '\0') {
g_fail++;
printf(" [FAIL] exact-fit: n=%zu (期望 4)\\n", n2);
}
/* 少一位(cap 3 < 内容 4)必须失败 */
char tight[4];
size_t n3 = ha_json_decode_string_into(four, tight, sizeof(tight));
check(n3 == (size_t)-1, "one-short-must-fail", NULL);
}
/* ---------------- 深度保险 ---------------- */
static void test_deep_nesting(void) {
/* 200 层嵌套:应被拒(不崩溃、不栈溢出) */
char deep[512];
size_t d = 0;
for (int i = 0; i < 200; i++) { deep[d++] = '['; }
for (int i = 0; i < 200; i++) { deep[d++] = ']'; }
deep[d] = '\0';
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, deep, d);
int ok = ha_json_skip(&sc);
check(ok == 0, "deep-nesting-rejected", NULL);
/* 30 层:合法,应通过 */
d = 0;
for (int i = 0; i < 30; i++) { deep[d++] = '['; }
for (int i = 0; i < 30; i++) { deep[d++] = ']'; }
deep[d] = '\0';
ha_json_scan sc2;
ha_json_scan_init(&sc2, deep, d);
check(ha_json_skip(&sc2) == 1, "moderate-nesting-ok", NULL);
}
/* ---------------- NUL 字节在输入里 ---------------- */
static void test_embedded_nul(void) {
/* 输入含 NUL:因签名是 (ptr,len) 而非 C 字符串,必须能正确处理 */
const char s[] = "{\"a\":\"x\0y\"}";
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, s, sizeof(s) - 1);
check(ha_json_skip(&sc) == 0, "embedded-nul-rejected", NULL);
}
/* ---------------- NULL / 空输入防御 ---------------- */
static void test_null_defense(void) {
ha_json_scan sc;
ha_json_scan_init(&sc, NULL, 0);
check(ha_json_scan_eof(&sc) == 1, "null-init-eof", NULL);
check(ha_json_skip(&sc) == 0, "null-skip", NULL);
ha_span empty = { NULL, 0 };
long long v;
check(ha_json_get_int(empty, &v) == 0, "null-int", NULL);
check(ha_json_object_get_string(empty, "a", NULL, 0) == (size_t)-1,
"null-getstring", NULL);
}
/* ---------------- ABI ---------------- */
static void test_abi(void) {
int v = ha_json_scan_abi_version();
check(v == HA_JSON_SCAN_ABI_VERSION, "abi-self", NULL);
check(v >= 1000 && v <= 99999, "abi-range", NULL);
}
int main(void) {
printf("== ha_json_scan 契约测试 ==\n");
test_abi();
test_syntax();
test_members();
test_dup_key();
test_malformed_detected();
test_decode();
test_bad_escape();
test_int();
test_buf_overflow();
test_deep_nesting();
test_embedded_nul();
test_null_defense();
printf("%s:%d 项断言,%d 失败\n",
g_fail == 0 ? "PASS" : "FAIL", g_run, g_fail);
return g_fail == 0 ? 0 : 1;
}