使用C语言子集进行语法检查

Question

我希望建立一个基于Web的服务，让用户输入一些C代码，服务器将编译并运行该代码，然后返回结果。我知道，这是安全方面的噩梦。因此，也许我可以采用chroot或lxc等方法。在stackoverflow上有很多关于这些的好帖子。另一个选择是使用编程竞赛软件。

不过，我所做的并不是为了一般的编程目的。用户只能向几个存根函数添加代码，除此之外不能使用指针、数组或字符串。他们不应该能够打开/关闭/读取/写入文件、套接字或共享内存。他们甚至不能创建自己的函数。他们只能执行以下操作：

// style comments
/* */ style comments
declare variables of type int, double, float, int64_t, int32_t, uint64_t, uint32_t
for, while, do
+, -, *, /, % arithmetic operators ( * as dereference is NOT allowed )
( )
+, - unary operators
++, -- operators
math functions like sin, cos, abs, fabs, etc
a bunch of API functions that will exist
switch, case, break
{ }
if, else, ==, !=
=, +=, -=, *=, /=, etc

有没有一个工具可以用来检查给定的一段C代码，以确保它仅包含那些元素？

如果我找不到现有解决方案，我可以使用Antlr或类似的工具来自己设计。

- Ginger Snaps

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你可能根本不想编译: https://dev59.com/rXRB5IYBdhLWcg3wkH9N - msw

另一方面，如果您的迷你语言受到限制，为什么要让用户使用35年前由极客设计、强调硬件级别（非）抽象和词汇简洁性的语法呢？这似乎是残忍的。 - msw

我同意C语言可能不是最佳选择。你有没有其他语言推荐，可以轻松设置这些限制？我认为C语言并不可怕，因为大多数用户只会输入数学表达式，但如果他们想要更多的灵活性，C语言可以让他们做更多的事情。 - Ginger Snaps

Python已成为大学计算机科学课程中事实上的初学者语言。它还可以通过简单地删除例如os模块来轻松地限制访问。 - msw

@msw：它是否可以防止 [t for t in (1).__class__.__bases__[-1].__subclasses__() if t.__name__ == 'file'][0]('/etc/passwd').read() 正常工作？ - Joker_vD

Answer 1

如果想要一个运行用户代码的实际网络服务的例子，可以看看持续集成服务Travis CI。开源项目使用它以集中的方式运行其单元测试。Travis的过程大致如下：

• 从已知的良好配置启动全新的虚拟机。
• 加载和编译用户代码。
• 运行测试并显示结果。
• 丢弃虚拟机。

有一个时间限制（我记得是10分钟），以防止人们在系统上运行僵尸网络，但除此之外，虚拟机完全功能并连接到互联网。不需要受限语法或其他人为限制。

需要记住的是，无论你如何限制用户，你都永远无法使服务器免受用户代码的威胁。另一种选择是假设服务器一旦被用户代码接触就完全毁了，然后将其丢弃，这正是Travis所做的。VM软件通常具有快照功能来帮助此类事情。

- Wander Nauta