boost::python::call and PyErr_Print in C++ destructors throw unexpected exceptions and cause running `async` python functions to incorrectly return `None`

Đang mở
#374 0 bình luận 0 reaction 0 người được giao Xem trên GitHub

Chưa có ai nhận issue này.

Đánh giá

Độ khó
5/5
Thời gian dự kiến
Hơn một tuần
Mức phù hợp với người mới
25/100
Loại issue
Lỗi
Độ rõ ràng
Cần làm rõ
Mức độ hoạt động
Đình trệ
Công nghệ
cpp, python
Lĩnh vực
backend-api-design

Hướng nghiên cứu

Tái hiện hành vi bằng cách sử dụng các ví dụ native.cpp và main.py, làm theo build script được cung cấp và chạy python main.py. So sánh năm kiểm thử async, bao gồm các trường hợp hủy thủ công, đồng thời theo dõi các lời gọi destructor, các lời gọi boost::python và việc xử lý PyErr_Print. Được xem là hoàn tất khi tất cả các kiểm thử trả về các giá trị số của chúng mà không có ngoại lệ không mong muốn, lỗi hỏng interpreter hoặc thiếu đầu ra.

Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.

Mô tả

Summary

While inside a Python async function, if a C++ object's destructor calls any Python function via boost::python::call or call_method, an exception is raised (and Python code is not successfully called) if destruction is performed after Python's return.

Even worse, calls to PyErr_Print in such destructors corrupt the Python interpreter, causing the current async function to return None regardless of its expected behavior.

The outcome is that certain boost::python calls in C++ destructors fail unexpectedly, and cause arbitrary async python functions to return None when they cannot logically do so.

This is very surprising and bad.

Steps to Reproduce

  1. Save the native code at the bottom of this issue as native.cpp.
  2. Save the Python file as main.py.
  3. Build the native library. I used this build script in Python:
ffrom distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
native_ext = Extension('native', sources=['native.cpp'], libraries=['boost_python39-mt'])
setup(name='repro', version='0', ext_modules=[native_ext])
  1. Run python main.py
  2. Observe that the return value from ++++ Test 1: autodestruct is None, despite the fact that there is no way for that function to return None.
  3. Observe that the None return is preceeded by a stacktrace with a StopIteration exception raised from a call to doprint, despite the fact that there is no way for that function to raise StopIteration` as it contains no iterators.
  4. Observe that the return value from ++++ Test 4: autodestruct with print is similarly None, impossibly.
  5. Observe that the stacktrace emitted for test 4 is different from the trace in test 1 (and conceals the real interpreter invariant violation: SystemError: _PyEval_EvalFrameDefault returned a result with an error set, despite the fact that the error still occurs).
  6. Observe that the code in the destructor-called function for test 4 is never called ("called from native code" is never printed).

Expected behavior

  • All tests in main.py observe a numeric return value from the test functions.
  • In python async functions, boost::python::call or call_method calls that are performed in C++ destructors should behave equivalently to equivalent pure-python calls contained in __del__ methods. Specifically, they should not raise errors, and should especially not corrupt interpreter state such that return values from unrelated functions are changed.

Specific issues

There are three specific sub-issues here, ordered from most to least severe:

  1. Calls to PyErr_Print in the wrong place can cause unrelated code to return incorrect values.
  2. Calls from C++ to Python in C++ destructors can incorrectly raise exceptions, potentially interrupting cleanup logic.
  3. The "real" Python error (SystemError: _PyEval_EvalFrameDefault returned a result with an error set) is not emitted or otherwise observable from destructor-called Python functions in most cases, making diagnosis/error googling difficult.

Removing calls to PyErr_Print prevents return-value corruption but issues 2 and 3 remain so long as Python code is invoked from C++ in a destructor.

Code to reproduce issue:

Native code:

#include <boost/python.hpp>
#include <iostream>
#include <string>

class Container
{
    PyObject* _inner;
public:
    Container(PyObject* inner) {
        _inner = inner;
        Py_XINCREF(inner);
    }

    virtual ~Container() {
        std::cout << "Destroying native object" << std::endl;
        try {
            boost::python::call<void>(_inner);
        } catch (boost::python::error_already_set e) {
            std::cout << "Native destruction error: ";
            PyErr_Print();
        }
        Py_XDECREF(_inner);
    }
};

BOOST_PYTHON_MODULE(native)
{
    using namespace boost::python;
    class_< Container >("Container", init<PyObject*>());
}

Python:

import asyncio
import native

class Container:
    def __init__(self, inner):
        self._inner = inner

    def __del__(self):
        self._inner()

def empty():
    pass

def doprint():
    print("Called from native code")

async def test_autodestruct_control_group(num):
    obj = Container(empty)
    print("Returning", num)
    return num

async def test_autodestruct(num):
    obj = native.Container(empty)
    print("Returning", num)
    return num

async def test_autodestruct_print(num):
    obj = native.Container(doprint)
    print("Returning", num)
    return num

async def test_manual_destruct(num):
    obj = native.Container(empty)
    del obj
    print("Returning", num)
    return num

async def test_manual_destruct_finally(num):
    obj = native.Container(empty)
    try:
        print("Returning", num)
        return num
    finally:
        del obj

async def main():
    print("++++ Starting tests")
    print("++++ Test 0: control group (pure python)", await test_autodestruct_control_group(0))
    print("++++ Test 1: autodestruct",await test_autodestruct(1))
    print("++++ Test 2: manual destruct", await test_manual_destruct(2))
    print("++++ Test 3: manual destruct in finally", await test_manual_destruct_finally(3))
    print("++++ Test 4: autodestruct with print", await test_autodestruct_print(4))

if __name__ == '__main__':
    asyncio.run(main())

Example (issue exhibiting) output:

∴ python main.py
++++ Starting tests
Returning 0
++++ Test 0: control group (pure python) 0
Returning 1
Destroying native object
Native destruction errors: StopIteration: 1

The above exception was the direct cause of the following exception:

SystemError: _PyEval_EvalFrameDefault returned a result with an error set
++++ Test 1: autodestruct None
Destroying native object
Returning 2
++++ Test 2: manual destruct 2
Returning 3
Destroying native object
++++ Test 3: manual destruct in finally 3
Returning 4
Destroying native object
Native destruction errors: Traceback (most recent call last):
  File "/Users/zac.bentley/Desktop/Projects/pycpp_repro/main.py", line 18, in doprint
    print("Called from native code")
StopIteration: 4
++++ Test 4: autodestruct with print

Testing environment:

OS: MacOS 11.5.2
Architecture: x86_64
Python interpreter: Python 3.9.6 via Homebrew
Boost version: 1.76.0 via Homebrew
Boost-python version: 1.76.0 via Homebrew (boost-python3)
Compiler:

clang++ --version
Apple clang version 12.0.5 (clang-1205.0.22.9)
Target: x86_64-apple-darwin20.6.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin
Ngôn ngữ chính
C++
Star
537
Fork
223
Merge trung bình
11 giờ 22 phút
Pull request đã merge (30 ngày)
2

Hướng dẫn đóng góp

Chưa lập chỉ mục được hướng dẫn đóng góp cho kho mã nguồn này

Bắt đầu từ đâu

  1. Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
  2. Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
  3. Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
  4. Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.

Issue khác của boostorg/python

Tất cả issue của boostorg/python

Issue tương tự

Thêm issue về C++

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

Bản tóm tắt ngắn những issue GitHub phù hợp với người mới.