Merge tag 'gfs2-v6.4-rc5-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / lib / overflow_kunit.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
2 /*
3  * Test cases for arithmetic overflow checks. See:
4  * "Running tests with kunit_tool" at Documentation/dev-tools/kunit/start.rst
5  *      ./tools/testing/kunit/kunit.py run overflow [--raw_output]
6  */
7 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
8
9 #include <kunit/test.h>
10 #include <linux/device.h>
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/overflow.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/types.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18
19 #define SKIP(cond, reason)              do {                    \
20         if (cond) {                                             \
21                 kunit_skip(test, reason);                       \
22                 return;                                         \
23         }                                                       \
24 } while (0)
25
26 /*
27  * Clang 11 and earlier generate unwanted libcalls for signed output
28  * on unsigned input.
29  */
30 #if defined(CONFIG_CC_IS_CLANG) && __clang_major__ <= 11
31 # define SKIP_SIGN_MISMATCH(t)  SKIP(t, "Clang 11 unwanted libcalls")
32 #else
33 # define SKIP_SIGN_MISMATCH(t)  do { } while (0)
34 #endif
35
36 /*
37  * Clang 13 and earlier generate unwanted libcalls for 64-bit tests on
38  * 32-bit hosts.
39  */
40 #if defined(CONFIG_CC_IS_CLANG) && __clang_major__ <= 13 &&     \
41     BITS_PER_LONG != 64
42 # define SKIP_64_ON_32(t)       SKIP(t, "Clang 13 unwanted libcalls")
43 #else
44 # define SKIP_64_ON_32(t)       do { } while (0)
45 #endif
46
47 #define DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(t1, t2, t)                      \
48         static const struct test_ ## t1 ## _ ## t2 ## __ ## t { \
49                 t1 a;                                           \
50                 t2 b;                                           \
51                 t sum, diff, prod;                              \
52                 bool s_of, d_of, p_of;                          \
53         } t1 ## _ ## t2 ## __ ## t ## _tests[]
54
55 #define DEFINE_TEST_ARRAY(t)    DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(t, t, t)
56
57 DEFINE_TEST_ARRAY(u8) = {
58         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
59         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
60         {0, 1, 1, U8_MAX, 0, false, true, false},
61         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
62         {0, U8_MAX, U8_MAX, 1, 0, false, true, false},
63         {U8_MAX, 0, U8_MAX, U8_MAX, 0, false, false, false},
64         {1, U8_MAX, 0, 2, U8_MAX, true, true, false},
65         {U8_MAX, 1, 0, U8_MAX-1, U8_MAX, true, false, false},
66         {U8_MAX, U8_MAX, U8_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
67
68         {U8_MAX, U8_MAX-1, U8_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
69         {U8_MAX-1, U8_MAX, U8_MAX-2, U8_MAX, 2, true, true, true},
70
71         {1U << 3, 1U << 3, 1U << 4, 0, 1U << 6, false, false, false},
72         {1U << 4, 1U << 4, 1U << 5, 0, 0, false, false, true},
73         {1U << 4, 1U << 3, 3*(1U << 3), 1U << 3, 1U << 7, false, false, false},
74         {1U << 7, 1U << 7, 0, 0, 0, true, false, true},
75
76         {48, 32, 80, 16, 0, false, false, true},
77         {128, 128, 0, 0, 0, true, false, true},
78         {123, 234, 101, 145, 110, true, true, true},
79 };
80 DEFINE_TEST_ARRAY(u16) = {
81         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
82         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
83         {0, 1, 1, U16_MAX, 0, false, true, false},
84         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
85         {0, U16_MAX, U16_MAX, 1, 0, false, true, false},
86         {U16_MAX, 0, U16_MAX, U16_MAX, 0, false, false, false},
87         {1, U16_MAX, 0, 2, U16_MAX, true, true, false},
88         {U16_MAX, 1, 0, U16_MAX-1, U16_MAX, true, false, false},
89         {U16_MAX, U16_MAX, U16_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
90
91         {U16_MAX, U16_MAX-1, U16_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
92         {U16_MAX-1, U16_MAX, U16_MAX-2, U16_MAX, 2, true, true, true},
93
94         {1U << 7, 1U << 7, 1U << 8, 0, 1U << 14, false, false, false},
95         {1U << 8, 1U << 8, 1U << 9, 0, 0, false, false, true},
96         {1U << 8, 1U << 7, 3*(1U << 7), 1U << 7, 1U << 15, false, false, false},
97         {1U << 15, 1U << 15, 0, 0, 0, true, false, true},
98
99         {123, 234, 357, 65425, 28782, false, true, false},
100         {1234, 2345, 3579, 64425, 10146, false, true, true},
101 };
102 DEFINE_TEST_ARRAY(u32) = {
103         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
104         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
105         {0, 1, 1, U32_MAX, 0, false, true, false},
106         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
107         {0, U32_MAX, U32_MAX, 1, 0, false, true, false},
108         {U32_MAX, 0, U32_MAX, U32_MAX, 0, false, false, false},
109         {1, U32_MAX, 0, 2, U32_MAX, true, true, false},
110         {U32_MAX, 1, 0, U32_MAX-1, U32_MAX, true, false, false},
111         {U32_MAX, U32_MAX, U32_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
112
113         {U32_MAX, U32_MAX-1, U32_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
114         {U32_MAX-1, U32_MAX, U32_MAX-2, U32_MAX, 2, true, true, true},
115
116         {1U << 15, 1U << 15, 1U << 16, 0, 1U << 30, false, false, false},
117         {1U << 16, 1U << 16, 1U << 17, 0, 0, false, false, true},
118         {1U << 16, 1U << 15, 3*(1U << 15), 1U << 15, 1U << 31, false, false, false},
119         {1U << 31, 1U << 31, 0, 0, 0, true, false, true},
120
121         {-2U, 1U, -1U, -3U, -2U, false, false, false},
122         {-4U, 5U, 1U, -9U, -20U, true, false, true},
123 };
124
125 DEFINE_TEST_ARRAY(u64) = {
126         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
127         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
128         {0, 1, 1, U64_MAX, 0, false, true, false},
129         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
130         {0, U64_MAX, U64_MAX, 1, 0, false, true, false},
131         {U64_MAX, 0, U64_MAX, U64_MAX, 0, false, false, false},
132         {1, U64_MAX, 0, 2, U64_MAX, true, true, false},
133         {U64_MAX, 1, 0, U64_MAX-1, U64_MAX, true, false, false},
134         {U64_MAX, U64_MAX, U64_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
135
136         {U64_MAX, U64_MAX-1, U64_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
137         {U64_MAX-1, U64_MAX, U64_MAX-2, U64_MAX, 2, true, true, true},
138
139         {1ULL << 31, 1ULL << 31, 1ULL << 32, 0, 1ULL << 62, false, false, false},
140         {1ULL << 32, 1ULL << 32, 1ULL << 33, 0, 0, false, false, true},
141         {1ULL << 32, 1ULL << 31, 3*(1ULL << 31), 1ULL << 31, 1ULL << 63, false, false, false},
142         {1ULL << 63, 1ULL << 63, 0, 0, 0, true, false, true},
143         {1000000000ULL /* 10^9 */, 10000000000ULL /* 10^10 */,
144          11000000000ULL, 18446744064709551616ULL, 10000000000000000000ULL,
145          false, true, false},
146         {-15ULL, 10ULL, -5ULL, -25ULL, -150ULL, false, false, true},
147 };
148
149 DEFINE_TEST_ARRAY(s8) = {
150         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
151
152         {0, S8_MAX, S8_MAX, -S8_MAX, 0, false, false, false},
153         {S8_MAX, 0, S8_MAX, S8_MAX, 0, false, false, false},
154         {0, S8_MIN, S8_MIN, S8_MIN, 0, false, true, false},
155         {S8_MIN, 0, S8_MIN, S8_MIN, 0, false, false, false},
156
157         {-1, S8_MIN, S8_MAX, S8_MAX, S8_MIN, true, false, true},
158         {S8_MIN, -1, S8_MAX, -S8_MAX, S8_MIN, true, false, true},
159         {-1, S8_MAX, S8_MAX-1, S8_MIN, -S8_MAX, false, false, false},
160         {S8_MAX, -1, S8_MAX-1, S8_MIN, -S8_MAX, false, true, false},
161         {-1, -S8_MAX, S8_MIN, S8_MAX-1, S8_MAX, false, false, false},
162         {-S8_MAX, -1, S8_MIN, S8_MIN+2, S8_MAX, false, false, false},
163
164         {1, S8_MIN, -S8_MAX, -S8_MAX, S8_MIN, false, true, false},
165         {S8_MIN, 1, -S8_MAX, S8_MAX, S8_MIN, false, true, false},
166         {1, S8_MAX, S8_MIN, S8_MIN+2, S8_MAX, true, false, false},
167         {S8_MAX, 1, S8_MIN, S8_MAX-1, S8_MAX, true, false, false},
168
169         {S8_MIN, S8_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
170         {S8_MAX, S8_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
171
172         {-4, -32, -36, 28, -128, false, false, true},
173         {-4, 32, 28, -36, -128, false, false, false},
174 };
175
176 DEFINE_TEST_ARRAY(s16) = {
177         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
178
179         {0, S16_MAX, S16_MAX, -S16_MAX, 0, false, false, false},
180         {S16_MAX, 0, S16_MAX, S16_MAX, 0, false, false, false},
181         {0, S16_MIN, S16_MIN, S16_MIN, 0, false, true, false},
182         {S16_MIN, 0, S16_MIN, S16_MIN, 0, false, false, false},
183
184         {-1, S16_MIN, S16_MAX, S16_MAX, S16_MIN, true, false, true},
185         {S16_MIN, -1, S16_MAX, -S16_MAX, S16_MIN, true, false, true},
186         {-1, S16_MAX, S16_MAX-1, S16_MIN, -S16_MAX, false, false, false},
187         {S16_MAX, -1, S16_MAX-1, S16_MIN, -S16_MAX, false, true, false},
188         {-1, -S16_MAX, S16_MIN, S16_MAX-1, S16_MAX, false, false, false},
189         {-S16_MAX, -1, S16_MIN, S16_MIN+2, S16_MAX, false, false, false},
190
191         {1, S16_MIN, -S16_MAX, -S16_MAX, S16_MIN, false, true, false},
192         {S16_MIN, 1, -S16_MAX, S16_MAX, S16_MIN, false, true, false},
193         {1, S16_MAX, S16_MIN, S16_MIN+2, S16_MAX, true, false, false},
194         {S16_MAX, 1, S16_MIN, S16_MAX-1, S16_MAX, true, false, false},
195
196         {S16_MIN, S16_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
197         {S16_MAX, S16_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
198 };
199 DEFINE_TEST_ARRAY(s32) = {
200         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
201
202         {0, S32_MAX, S32_MAX, -S32_MAX, 0, false, false, false},
203         {S32_MAX, 0, S32_MAX, S32_MAX, 0, false, false, false},
204         {0, S32_MIN, S32_MIN, S32_MIN, 0, false, true, false},
205         {S32_MIN, 0, S32_MIN, S32_MIN, 0, false, false, false},
206
207         {-1, S32_MIN, S32_MAX, S32_MAX, S32_MIN, true, false, true},
208         {S32_MIN, -1, S32_MAX, -S32_MAX, S32_MIN, true, false, true},
209         {-1, S32_MAX, S32_MAX-1, S32_MIN, -S32_MAX, false, false, false},
210         {S32_MAX, -1, S32_MAX-1, S32_MIN, -S32_MAX, false, true, false},
211         {-1, -S32_MAX, S32_MIN, S32_MAX-1, S32_MAX, false, false, false},
212         {-S32_MAX, -1, S32_MIN, S32_MIN+2, S32_MAX, false, false, false},
213
214         {1, S32_MIN, -S32_MAX, -S32_MAX, S32_MIN, false, true, false},
215         {S32_MIN, 1, -S32_MAX, S32_MAX, S32_MIN, false, true, false},
216         {1, S32_MAX, S32_MIN, S32_MIN+2, S32_MAX, true, false, false},
217         {S32_MAX, 1, S32_MIN, S32_MAX-1, S32_MAX, true, false, false},
218
219         {S32_MIN, S32_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
220         {S32_MAX, S32_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
221 };
222
223 DEFINE_TEST_ARRAY(s64) = {
224         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
225
226         {0, S64_MAX, S64_MAX, -S64_MAX, 0, false, false, false},
227         {S64_MAX, 0, S64_MAX, S64_MAX, 0, false, false, false},
228         {0, S64_MIN, S64_MIN, S64_MIN, 0, false, true, false},
229         {S64_MIN, 0, S64_MIN, S64_MIN, 0, false, false, false},
230
231         {-1, S64_MIN, S64_MAX, S64_MAX, S64_MIN, true, false, true},
232         {S64_MIN, -1, S64_MAX, -S64_MAX, S64_MIN, true, false, true},
233         {-1, S64_MAX, S64_MAX-1, S64_MIN, -S64_MAX, false, false, false},
234         {S64_MAX, -1, S64_MAX-1, S64_MIN, -S64_MAX, false, true, false},
235         {-1, -S64_MAX, S64_MIN, S64_MAX-1, S64_MAX, false, false, false},
236         {-S64_MAX, -1, S64_MIN, S64_MIN+2, S64_MAX, false, false, false},
237
238         {1, S64_MIN, -S64_MAX, -S64_MAX, S64_MIN, false, true, false},
239         {S64_MIN, 1, -S64_MAX, S64_MAX, S64_MIN, false, true, false},
240         {1, S64_MAX, S64_MIN, S64_MIN+2, S64_MAX, true, false, false},
241         {S64_MAX, 1, S64_MIN, S64_MAX-1, S64_MAX, true, false, false},
242
243         {S64_MIN, S64_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
244         {S64_MAX, S64_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
245
246         {-1, -1, -2, 0, 1, false, false, false},
247         {-1, -128, -129, 127, 128, false, false, false},
248         {-128, -1, -129, -127, 128, false, false, false},
249         {0, -S64_MAX, -S64_MAX, S64_MAX, 0, false, false, false},
250 };
251
252 #define check_one_op(t, fmt, op, sym, a, b, r, of) do {                 \
253         int _a_orig = a, _a_bump = a + 1;                               \
254         int _b_orig = b, _b_bump = b + 1;                               \
255         bool _of;                                                       \
256         t _r;                                                           \
257                                                                         \
258         _of = check_ ## op ## _overflow(a, b, &_r);                     \
259         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _of, of,                              \
260                 "expected "fmt" "sym" "fmt" to%s overflow (type %s)\n", \
261                 a, b, of ? "" : " not", #t);                            \
262         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _r, r,                                \
263                 "expected "fmt" "sym" "fmt" == "fmt", got "fmt" (type %s)\n", \
264                 a, b, r, _r, #t);                                       \
265         /* Check for internal macro side-effects. */                    \
266         _of = check_ ## op ## _overflow(_a_orig++, _b_orig++, &_r);     \
267         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _a_orig, _a_bump, "Unexpected " #op " macro side-effect!\n"); \
268         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _b_orig, _b_bump, "Unexpected " #op " macro side-effect!\n"); \
269 } while (0)
270
271 #define DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(n, t, fmt)                               \
272 static void do_test_ ## n(struct kunit *test, const struct test_ ## n *p) \
273 {                                                                       \
274         check_one_op(t, fmt, add, "+", p->a, p->b, p->sum, p->s_of);    \
275         check_one_op(t, fmt, add, "+", p->b, p->a, p->sum, p->s_of);    \
276         check_one_op(t, fmt, sub, "-", p->a, p->b, p->diff, p->d_of);   \
277         check_one_op(t, fmt, mul, "*", p->a, p->b, p->prod, p->p_of);   \
278         check_one_op(t, fmt, mul, "*", p->b, p->a, p->prod, p->p_of);   \
279 }                                                                       \
280                                                                         \
281 static void n ## _overflow_test(struct kunit *test) {                   \
282         unsigned i;                                                     \
283                                                                         \
284         SKIP_64_ON_32(__same_type(t, u64));                             \
285         SKIP_64_ON_32(__same_type(t, s64));                             \
286         SKIP_SIGN_MISMATCH(__same_type(n ## _tests[0].a, u32) &&        \
287                            __same_type(n ## _tests[0].b, u32) &&        \
288                            __same_type(n ## _tests[0].sum, int));       \
289                                                                         \
290         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(n ## _tests); ++i)                   \
291                 do_test_ ## n(test, &n ## _tests[i]);                   \
292         kunit_info(test, "%zu %s arithmetic tests finished\n",          \
293                 ARRAY_SIZE(n ## _tests), #n);                           \
294 }
295
296 #define DEFINE_TEST_FUNC(t, fmt)                                        \
297         DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(t ## _ ## t ## __ ## t, t, fmt)
298
299 DEFINE_TEST_FUNC(u8, "%d");
300 DEFINE_TEST_FUNC(s8, "%d");
301 DEFINE_TEST_FUNC(u16, "%d");
302 DEFINE_TEST_FUNC(s16, "%d");
303 DEFINE_TEST_FUNC(u32, "%u");
304 DEFINE_TEST_FUNC(s32, "%d");
305 DEFINE_TEST_FUNC(u64, "%llu");
306 DEFINE_TEST_FUNC(s64, "%lld");
307
308 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(u32, u32, u8) = {
309         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
310         {U8_MAX, 2, 1, U8_MAX - 2, U8_MAX - 1, true, false, true},
311         {U8_MAX + 1, 0, 0, 0, 0, true, true, false},
312 };
313 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(u32_u32__u8, u8, "%d");
314
315 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(u32, u32, int) = {
316         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
317         {U32_MAX, 0, -1, -1, 0, true, true, false},
318 };
319 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(u32_u32__int, int, "%d");
320
321 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(u8, u8, int) = {
322         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
323         {U8_MAX, U8_MAX, 2 * U8_MAX, 0, U8_MAX * U8_MAX, false, false, false},
324         {1, 2, 3, -1, 2, false, false, false},
325 };
326 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(u8_u8__int, int, "%d");
327
328 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(int, int, u8) = {
329         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
330         {1, 2, 3, U8_MAX, 2, false, true, false},
331         {-1, 0, U8_MAX, U8_MAX, 0, true, true, false},
332 };
333 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(int_int__u8, u8, "%d");
334
335 /* Args are: value, shift, type, expected result, overflow expected */
336 #define TEST_ONE_SHIFT(a, s, t, expect, of)     do {                    \
337         typeof(a) __a = (a);                                            \
338         typeof(s) __s = (s);                                            \
339         t __e = (expect);                                               \
340         t __d;                                                          \
341         bool __of = check_shl_overflow(__a, __s, &__d);                 \
342         if (__of != of) {                                               \
343                 KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __of, of,                     \
344                         "expected (%s)(%s << %s) to%s overflow\n",      \
345                         #t, #a, #s, of ? "" : " not");                  \
346         } else if (!__of && __d != __e) {                               \
347                 KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __d, __e,                     \
348                         "expected (%s)(%s << %s) == %s\n",              \
349                         #t, #a, #s, #expect);                           \
350                 if ((t)-1 < 0)                                          \
351                         kunit_info(test, "got %lld\n", (s64)__d);       \
352                 else                                                    \
353                         kunit_info(test, "got %llu\n", (u64)__d);       \
354         }                                                               \
355         count++;                                                        \
356 } while (0)
357
358 static void shift_sane_test(struct kunit *test)
359 {
360         int count = 0;
361
362         /* Sane shifts. */
363         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u8, 1 << 0, false);
364         TEST_ONE_SHIFT(1, 4, u8, 1 << 4, false);
365         TEST_ONE_SHIFT(1, 7, u8, 1 << 7, false);
366         TEST_ONE_SHIFT(0xF, 4, u8, 0xF << 4, false);
367         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u16, 1 << 0, false);
368         TEST_ONE_SHIFT(1, 10, u16, 1 << 10, false);
369         TEST_ONE_SHIFT(1, 15, u16, 1 << 15, false);
370         TEST_ONE_SHIFT(0xFF, 8, u16, 0xFF << 8, false);
371         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, int, 1 << 0, false);
372         TEST_ONE_SHIFT(1, 16, int, 1 << 16, false);
373         TEST_ONE_SHIFT(1, 30, int, 1 << 30, false);
374         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, s32, 1 << 0, false);
375         TEST_ONE_SHIFT(1, 16, s32, 1 << 16, false);
376         TEST_ONE_SHIFT(1, 30, s32, 1 << 30, false);
377         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, unsigned int, 1U << 0, false);
378         TEST_ONE_SHIFT(1, 20, unsigned int, 1U << 20, false);
379         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, unsigned int, 1U << 31, false);
380         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFU, 16, unsigned int, 0xFFFFU << 16, false);
381         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u32, 1U << 0, false);
382         TEST_ONE_SHIFT(1, 20, u32, 1U << 20, false);
383         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, u32, 1U << 31, false);
384         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFU, 16, u32, 0xFFFFU << 16, false);
385         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u64, 1ULL << 0, false);
386         TEST_ONE_SHIFT(1, 40, u64, 1ULL << 40, false);
387         TEST_ONE_SHIFT(1, 63, u64, 1ULL << 63, false);
388         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFULL, 32, u64, 0xFFFFFFFFULL << 32, false);
389
390         /* Sane shift: start and end with 0, without a too-wide shift. */
391         TEST_ONE_SHIFT(0, 7, u8, 0, false);
392         TEST_ONE_SHIFT(0, 15, u16, 0, false);
393         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, unsigned int, 0, false);
394         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, u32, 0, false);
395         TEST_ONE_SHIFT(0, 63, u64, 0, false);
396
397         /* Sane shift: start and end with 0, without reaching signed bit. */
398         TEST_ONE_SHIFT(0, 6, s8, 0, false);
399         TEST_ONE_SHIFT(0, 14, s16, 0, false);
400         TEST_ONE_SHIFT(0, 30, int, 0, false);
401         TEST_ONE_SHIFT(0, 30, s32, 0, false);
402         TEST_ONE_SHIFT(0, 62, s64, 0, false);
403
404         kunit_info(test, "%d sane shift tests finished\n", count);
405 }
406
407 static void shift_overflow_test(struct kunit *test)
408 {
409         int count = 0;
410
411         /* Overflow: shifted the bit off the end. */
412         TEST_ONE_SHIFT(1, 8, u8, 0, true);
413         TEST_ONE_SHIFT(1, 16, u16, 0, true);
414         TEST_ONE_SHIFT(1, 32, unsigned int, 0, true);
415         TEST_ONE_SHIFT(1, 32, u32, 0, true);
416         TEST_ONE_SHIFT(1, 64, u64, 0, true);
417
418         /* Overflow: shifted into the signed bit. */
419         TEST_ONE_SHIFT(1, 7, s8, 0, true);
420         TEST_ONE_SHIFT(1, 15, s16, 0, true);
421         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, int, 0, true);
422         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, s32, 0, true);
423         TEST_ONE_SHIFT(1, 63, s64, 0, true);
424
425         /* Overflow: high bit falls off unsigned types. */
426         /* 10010110 */
427         TEST_ONE_SHIFT(150, 1, u8, 0, true);
428         /* 1000100010010110 */
429         TEST_ONE_SHIFT(34966, 1, u16, 0, true);
430         /* 10000100000010001000100010010110 */
431         TEST_ONE_SHIFT(2215151766U, 1, u32, 0, true);
432         TEST_ONE_SHIFT(2215151766U, 1, unsigned int, 0, true);
433         /* 1000001000010000010000000100000010000100000010001000100010010110 */
434         TEST_ONE_SHIFT(9372061470395238550ULL, 1, u64, 0, true);
435
436         /* Overflow: bit shifted into signed bit on signed types. */
437         /* 01001011 */
438         TEST_ONE_SHIFT(75, 1, s8, 0, true);
439         /* 0100010001001011 */
440         TEST_ONE_SHIFT(17483, 1, s16, 0, true);
441         /* 01000010000001000100010001001011 */
442         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 1, s32, 0, true);
443         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 1, int, 0, true);
444         /* 0100000100001000001000000010000001000010000001000100010001001011 */
445         TEST_ONE_SHIFT(4686030735197619275LL, 1, s64, 0, true);
446
447         /* Overflow: bit shifted past signed bit on signed types. */
448         /* 01001011 */
449         TEST_ONE_SHIFT(75, 2, s8, 0, true);
450         /* 0100010001001011 */
451         TEST_ONE_SHIFT(17483, 2, s16, 0, true);
452         /* 01000010000001000100010001001011 */
453         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 2, s32, 0, true);
454         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 2, int, 0, true);
455         /* 0100000100001000001000000010000001000010000001000100010001001011 */
456         TEST_ONE_SHIFT(4686030735197619275LL, 2, s64, 0, true);
457
458         kunit_info(test, "%d overflow shift tests finished\n", count);
459 }
460
461 static void shift_truncate_test(struct kunit *test)
462 {
463         int count = 0;
464
465         /* Overflow: values larger than destination type. */
466         TEST_ONE_SHIFT(0x100, 0, u8, 0, true);
467         TEST_ONE_SHIFT(0xFF, 0, s8, 0, true);
468         TEST_ONE_SHIFT(0x10000U, 0, u16, 0, true);
469         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFU, 0, s16, 0, true);
470         TEST_ONE_SHIFT(0x100000000ULL, 0, u32, 0, true);
471         TEST_ONE_SHIFT(0x100000000ULL, 0, unsigned int, 0, true);
472         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFUL, 0, s32, 0, true);
473         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFUL, 0, int, 0, true);
474         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL, 0, s64, 0, true);
475
476         /* Overflow: shifted at or beyond entire type's bit width. */
477         TEST_ONE_SHIFT(0, 8, u8, 0, true);
478         TEST_ONE_SHIFT(0, 9, u8, 0, true);
479         TEST_ONE_SHIFT(0, 8, s8, 0, true);
480         TEST_ONE_SHIFT(0, 9, s8, 0, true);
481         TEST_ONE_SHIFT(0, 16, u16, 0, true);
482         TEST_ONE_SHIFT(0, 17, u16, 0, true);
483         TEST_ONE_SHIFT(0, 16, s16, 0, true);
484         TEST_ONE_SHIFT(0, 17, s16, 0, true);
485         TEST_ONE_SHIFT(0, 32, u32, 0, true);
486         TEST_ONE_SHIFT(0, 33, u32, 0, true);
487         TEST_ONE_SHIFT(0, 32, int, 0, true);
488         TEST_ONE_SHIFT(0, 33, int, 0, true);
489         TEST_ONE_SHIFT(0, 32, s32, 0, true);
490         TEST_ONE_SHIFT(0, 33, s32, 0, true);
491         TEST_ONE_SHIFT(0, 64, u64, 0, true);
492         TEST_ONE_SHIFT(0, 65, u64, 0, true);
493         TEST_ONE_SHIFT(0, 64, s64, 0, true);
494         TEST_ONE_SHIFT(0, 65, s64, 0, true);
495
496         kunit_info(test, "%d truncate shift tests finished\n", count);
497 }
498
499 static void shift_nonsense_test(struct kunit *test)
500 {
501         int count = 0;
502
503         /* Nonsense: negative initial value. */
504         TEST_ONE_SHIFT(-1, 0, s8, 0, true);
505         TEST_ONE_SHIFT(-1, 0, u8, 0, true);
506         TEST_ONE_SHIFT(-5, 0, s16, 0, true);
507         TEST_ONE_SHIFT(-5, 0, u16, 0, true);
508         TEST_ONE_SHIFT(-10, 0, int, 0, true);
509         TEST_ONE_SHIFT(-10, 0, unsigned int, 0, true);
510         TEST_ONE_SHIFT(-100, 0, s32, 0, true);
511         TEST_ONE_SHIFT(-100, 0, u32, 0, true);
512         TEST_ONE_SHIFT(-10000, 0, s64, 0, true);
513         TEST_ONE_SHIFT(-10000, 0, u64, 0, true);
514
515         /* Nonsense: negative shift values. */
516         TEST_ONE_SHIFT(0, -5, s8, 0, true);
517         TEST_ONE_SHIFT(0, -5, u8, 0, true);
518         TEST_ONE_SHIFT(0, -10, s16, 0, true);
519         TEST_ONE_SHIFT(0, -10, u16, 0, true);
520         TEST_ONE_SHIFT(0, -15, int, 0, true);
521         TEST_ONE_SHIFT(0, -15, unsigned int, 0, true);
522         TEST_ONE_SHIFT(0, -20, s32, 0, true);
523         TEST_ONE_SHIFT(0, -20, u32, 0, true);
524         TEST_ONE_SHIFT(0, -30, s64, 0, true);
525         TEST_ONE_SHIFT(0, -30, u64, 0, true);
526
527         /*
528          * Corner case: for unsigned types, we fail when we've shifted
529          * through the entire width of bits. For signed types, we might
530          * want to match this behavior, but that would mean noticing if
531          * we shift through all but the signed bit, and this is not
532          * currently detected (but we'll notice an overflow into the
533          * signed bit). So, for now, we will test this condition but
534          * mark it as not expected to overflow.
535          */
536         TEST_ONE_SHIFT(0, 7, s8, 0, false);
537         TEST_ONE_SHIFT(0, 15, s16, 0, false);
538         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, int, 0, false);
539         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, s32, 0, false);
540         TEST_ONE_SHIFT(0, 63, s64, 0, false);
541
542         kunit_info(test, "%d nonsense shift tests finished\n", count);
543 }
544 #undef TEST_ONE_SHIFT
545
546 /*
547  * Deal with the various forms of allocator arguments. See comments above
548  * the DEFINE_TEST_ALLOC() instances for mapping of the "bits".
549  */
550 #define alloc_GFP                (GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN)
551 #define alloc010(alloc, arg, sz) alloc(sz, alloc_GFP)
552 #define alloc011(alloc, arg, sz) alloc(sz, alloc_GFP, NUMA_NO_NODE)
553 #define alloc000(alloc, arg, sz) alloc(sz)
554 #define alloc001(alloc, arg, sz) alloc(sz, NUMA_NO_NODE)
555 #define alloc110(alloc, arg, sz) alloc(arg, sz, alloc_GFP)
556 #define free0(free, arg, ptr)    free(ptr)
557 #define free1(free, arg, ptr)    free(arg, ptr)
558
559 /* Wrap around to 16K */
560 #define TEST_SIZE               (5 * 4096)
561
562 #define DEFINE_TEST_ALLOC(func, free_func, want_arg, want_gfp, want_node)\
563 static void test_ ## func (struct kunit *test, void *arg)               \
564 {                                                                       \
565         volatile size_t a = TEST_SIZE;                                  \
566         volatile size_t b = (SIZE_MAX / TEST_SIZE) + 1;                 \
567         void *ptr;                                                      \
568                                                                         \
569         /* Tiny allocation test. */                                     \
570         ptr = alloc ## want_arg ## want_gfp ## want_node (func, arg, 1);\
571         KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL_MSG(test, ptr,                     \
572                             #func " failed regular allocation?!\n");    \
573         free ## want_arg (free_func, arg, ptr);                         \
574                                                                         \
575         /* Wrapped allocation test. */                                  \
576         ptr = alloc ## want_arg ## want_gfp ## want_node (func, arg,    \
577                                                           a * b);       \
578         KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL_MSG(test, ptr,                     \
579                             #func " unexpectedly failed bad wrapping?!\n"); \
580         free ## want_arg (free_func, arg, ptr);                         \
581                                                                         \
582         /* Saturated allocation test. */                                \
583         ptr = alloc ## want_arg ## want_gfp ## want_node (func, arg,    \
584                                                    array_size(a, b));   \
585         if (ptr) {                                                      \
586                 KUNIT_FAIL(test, #func " missed saturation!\n");        \
587                 free ## want_arg (free_func, arg, ptr);                 \
588         }                                                               \
589 }
590
591 /*
592  * Allocator uses a trailing node argument --------+  (e.g. kmalloc_node())
593  * Allocator uses the gfp_t argument -----------+  |  (e.g. kmalloc())
594  * Allocator uses a special leading argument +  |  |  (e.g. devm_kmalloc())
595  *                                           |  |  |
596  */
597 DEFINE_TEST_ALLOC(kmalloc,       kfree,      0, 1, 0);
598 DEFINE_TEST_ALLOC(kmalloc_node,  kfree,      0, 1, 1);
599 DEFINE_TEST_ALLOC(kzalloc,       kfree,      0, 1, 0);
600 DEFINE_TEST_ALLOC(kzalloc_node,  kfree,      0, 1, 1);
601 DEFINE_TEST_ALLOC(__vmalloc,     vfree,      0, 1, 0);
602 DEFINE_TEST_ALLOC(kvmalloc,      kvfree,     0, 1, 0);
603 DEFINE_TEST_ALLOC(kvmalloc_node, kvfree,     0, 1, 1);
604 DEFINE_TEST_ALLOC(kvzalloc,      kvfree,     0, 1, 0);
605 DEFINE_TEST_ALLOC(kvzalloc_node, kvfree,     0, 1, 1);
606 DEFINE_TEST_ALLOC(devm_kmalloc,  devm_kfree, 1, 1, 0);
607 DEFINE_TEST_ALLOC(devm_kzalloc,  devm_kfree, 1, 1, 0);
608
609 static void overflow_allocation_test(struct kunit *test)
610 {
611         const char device_name[] = "overflow-test";
612         struct device *dev;
613         int count = 0;
614
615 #define check_allocation_overflow(alloc)        do {    \
616         count++;                                        \
617         test_ ## alloc(test, dev);                      \
618 } while (0)
619
620         /* Create dummy device for devm_kmalloc()-family tests. */
621         dev = root_device_register(device_name);
622         KUNIT_ASSERT_FALSE_MSG(test, IS_ERR(dev),
623                                "Cannot register test device\n");
624
625         check_allocation_overflow(kmalloc);
626         check_allocation_overflow(kmalloc_node);
627         check_allocation_overflow(kzalloc);
628         check_allocation_overflow(kzalloc_node);
629         check_allocation_overflow(__vmalloc);
630         check_allocation_overflow(kvmalloc);
631         check_allocation_overflow(kvmalloc_node);
632         check_allocation_overflow(kvzalloc);
633         check_allocation_overflow(kvzalloc_node);
634         check_allocation_overflow(devm_kmalloc);
635         check_allocation_overflow(devm_kzalloc);
636
637         device_unregister(dev);
638
639         kunit_info(test, "%d allocation overflow tests finished\n", count);
640 #undef check_allocation_overflow
641 }
642
643 struct __test_flex_array {
644         unsigned long flags;
645         size_t count;
646         unsigned long data[];
647 };
648
649 static void overflow_size_helpers_test(struct kunit *test)
650 {
651         /* Make sure struct_size() can be used in a constant expression. */
652         u8 ce_array[struct_size_t(struct __test_flex_array, data, 55)];
653         struct __test_flex_array *obj;
654         int count = 0;
655         int var;
656         volatile int unconst = 0;
657
658         /* Verify constant expression against runtime version. */
659         var = 55;
660         OPTIMIZER_HIDE_VAR(var);
661         KUNIT_EXPECT_EQ(test, sizeof(ce_array), struct_size(obj, data, var));
662
663 #define check_one_size_helper(expected, func, args...)  do {    \
664         size_t _r = func(args);                                 \
665         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _r, expected,                 \
666                 "expected " #func "(" #args ") to return %zu but got %zu instead\n", \
667                 (size_t)(expected), _r);                        \
668         count++;                                                \
669 } while (0)
670
671         var = 4;
672         check_one_size_helper(20,       size_mul, var++, 5);
673         check_one_size_helper(20,       size_mul, 4, var++);
674         check_one_size_helper(0,        size_mul, 0, 3);
675         check_one_size_helper(0,        size_mul, 3, 0);
676         check_one_size_helper(6,        size_mul, 2, 3);
677         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_mul, SIZE_MAX,  1);
678         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_mul, SIZE_MAX,  3);
679         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_mul, SIZE_MAX, -3);
680
681         var = 4;
682         check_one_size_helper(9,        size_add, var++, 5);
683         check_one_size_helper(9,        size_add, 4, var++);
684         check_one_size_helper(9,        size_add, 9, 0);
685         check_one_size_helper(9,        size_add, 0, 9);
686         check_one_size_helper(5,        size_add, 2, 3);
687         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_add, SIZE_MAX,  1);
688         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_add, SIZE_MAX,  3);
689         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_add, SIZE_MAX, -3);
690
691         var = 4;
692         check_one_size_helper(1,        size_sub, var--, 3);
693         check_one_size_helper(1,        size_sub, 4, var--);
694         check_one_size_helper(1,        size_sub, 3, 2);
695         check_one_size_helper(9,        size_sub, 9, 0);
696         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 9, -3);
697         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 0, 9);
698         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 2, 3);
699         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, SIZE_MAX,  0);
700         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, SIZE_MAX, 10);
701         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 0,  SIZE_MAX);
702         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 14, SIZE_MAX);
703         check_one_size_helper(SIZE_MAX - 2, size_sub, SIZE_MAX - 1,  1);
704         check_one_size_helper(SIZE_MAX - 4, size_sub, SIZE_MAX - 1,  3);
705         check_one_size_helper(1,                size_sub, SIZE_MAX - 1, -3);
706
707         var = 4;
708         check_one_size_helper(4 * sizeof(*obj->data),
709                               flex_array_size, obj, data, var++);
710         check_one_size_helper(5 * sizeof(*obj->data),
711                               flex_array_size, obj, data, var++);
712         check_one_size_helper(0, flex_array_size, obj, data, 0 + unconst);
713         check_one_size_helper(sizeof(*obj->data),
714                               flex_array_size, obj, data, 1 + unconst);
715         check_one_size_helper(7 * sizeof(*obj->data),
716                               flex_array_size, obj, data, 7 + unconst);
717         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
718                               flex_array_size, obj, data, -1 + unconst);
719         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
720                               flex_array_size, obj, data, SIZE_MAX - 4 + unconst);
721
722         var = 4;
723         check_one_size_helper(sizeof(*obj) + (4 * sizeof(*obj->data)),
724                               struct_size, obj, data, var++);
725         check_one_size_helper(sizeof(*obj) + (5 * sizeof(*obj->data)),
726                               struct_size, obj, data, var++);
727         check_one_size_helper(sizeof(*obj), struct_size, obj, data, 0 + unconst);
728         check_one_size_helper(sizeof(*obj) + sizeof(*obj->data),
729                               struct_size, obj, data, 1 + unconst);
730         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
731                               struct_size, obj, data, -3 + unconst);
732         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
733                               struct_size, obj, data, SIZE_MAX - 3 + unconst);
734
735         kunit_info(test, "%d overflow size helper tests finished\n", count);
736 #undef check_one_size_helper
737 }
738
739 static void overflows_type_test(struct kunit *test)
740 {
741         int count = 0;
742         unsigned int var;
743
744 #define __TEST_OVERFLOWS_TYPE(func, arg1, arg2, of)     do {            \
745         bool __of = func(arg1, arg2);                                   \
746         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __of, of,                             \
747                 "expected " #func "(" #arg1 ", " #arg2 " to%s overflow\n",\
748                 of ? "" : " not");                                      \
749         count++;                                                        \
750 } while (0)
751
752 /* Args are: first type, second type, value, overflow expected */
753 #define TEST_OVERFLOWS_TYPE(__t1, __t2, v, of) do {                     \
754         __t1 t1 = (v);                                                  \
755         __t2 t2;                                                        \
756         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, t1, t2, of);            \
757         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, t1, __t2, of);          \
758         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type_constexpr, t1, t2, of);  \
759         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type_constexpr, t1, __t2, of);\
760 } while (0)
761
762         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, u8, U8_MAX, false);
763         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, u16, U8_MAX, false);
764         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s8, U8_MAX, true);
765         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s8, S8_MAX, false);
766         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s8, (u8)S8_MAX + 1, true);
767         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s16, U8_MAX, false);
768         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u8, S8_MAX, false);
769         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u8, -1, true);
770         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u8, S8_MIN, true);
771         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u16, S8_MAX, false);
772         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u16, -1, true);
773         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u16, S8_MIN, true);
774         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u32, S8_MAX, false);
775         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u32, -1, true);
776         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u32, S8_MIN, true);
777 #if BITS_PER_LONG == 64
778         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u64, S8_MAX, false);
779         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u64, -1, true);
780         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u64, S8_MIN, true);
781 #endif
782         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s8, S8_MAX, false);
783         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s8, S8_MIN, false);
784         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s16, S8_MAX, false);
785         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s16, S8_MIN, false);
786         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u8, U8_MAX, false);
787         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u8, (u16)U8_MAX + 1, true);
788         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u8, U16_MAX, true);
789         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s8, S8_MAX, false);
790         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s8, (u16)S8_MAX + 1, true);
791         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s8, U16_MAX, true);
792         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s16, S16_MAX, false);
793         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s16, (u16)S16_MAX + 1, true);
794         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s16, U16_MAX, true);
795         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u32, U16_MAX, false);
796         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s32, U16_MAX, false);
797         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, U8_MAX, false);
798         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, (s16)U8_MAX + 1, true);
799         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, -1, true);
800         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, S16_MIN, true);
801         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u16, S16_MAX, false);
802         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u16, -1, true);
803         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u16, S16_MIN, true);
804         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u32, S16_MAX, false);
805         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u32, -1, true);
806         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u32, S16_MIN, true);
807 #if BITS_PER_LONG == 64
808         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u64, S16_MAX, false);
809         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u64, -1, true);
810         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u64, S16_MIN, true);
811 #endif
812         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S8_MAX, false);
813         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S8_MIN, false);
814         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, (s16)S8_MAX + 1, true);
815         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, (s16)S8_MIN - 1, true);
816         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S16_MAX, true);
817         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S16_MIN, true);
818         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s16, S16_MAX, false);
819         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s16, S16_MIN, false);
820         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s32, S16_MAX, false);
821         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s32, S16_MIN, false);
822         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u8, U8_MAX, false);
823         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u8, (u32)U8_MAX + 1, true);
824         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u8, U32_MAX, true);
825         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s8, S8_MAX, false);
826         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s8, (u32)S8_MAX + 1, true);
827         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s8, U32_MAX, true);
828         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u16, U16_MAX, false);
829         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u16, U16_MAX + 1, true);
830         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u16, U32_MAX, true);
831         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s16, S16_MAX, false);
832         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s16, (u32)S16_MAX + 1, true);
833         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s16, U32_MAX, true);
834         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u32, U32_MAX, false);
835         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s32, S32_MAX, false);
836         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s32, U32_MAX, true);
837         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s32, (u32)S32_MAX + 1, true);
838 #if BITS_PER_LONG == 64
839         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u64, U32_MAX, false);
840         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s64, U32_MAX, false);
841 #endif
842         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, U8_MAX, false);
843         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, (s32)U8_MAX + 1, true);
844         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, S32_MAX, true);
845         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, -1, true);
846         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, S32_MIN, true);
847         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, U16_MAX, false);
848         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, (s32)U16_MAX + 1, true);
849         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, S32_MAX, true);
850         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, -1, true);
851         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, S32_MIN, true);
852         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u32, S32_MAX, false);
853         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u32, -1, true);
854         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u32, S32_MIN, true);
855 #if BITS_PER_LONG == 64
856         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u64, S32_MAX, false);
857         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u64, -1, true);
858         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u64, S32_MIN, true);
859 #endif
860         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S8_MAX, false);
861         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S8_MIN, false);
862         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, (s32)S8_MAX + 1, true);
863         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, (s32)S8_MIN - 1, true);
864         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S32_MAX, true);
865         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S32_MIN, true);
866         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S16_MAX, false);
867         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S16_MIN, false);
868         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, (s32)S16_MAX + 1, true);
869         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, (s32)S16_MIN - 1, true);
870         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S32_MAX, true);
871         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S32_MIN, true);
872         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s32, S32_MAX, false);
873         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s32, S32_MIN, false);
874 #if BITS_PER_LONG == 64
875         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s64, S32_MAX, false);
876         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s64, S32_MIN, false);
877         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u8, U64_MAX, true);
878         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u8, U8_MAX, false);
879         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u8, (u64)U8_MAX + 1, true);
880         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u16, U64_MAX, true);
881         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u16, U16_MAX, false);
882         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u16, (u64)U16_MAX + 1, true);
883         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u32, U64_MAX, true);
884         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u32, U32_MAX, false);
885         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u32, (u64)U32_MAX + 1, true);
886         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u64, U64_MAX, false);
887         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s8, S8_MAX, false);
888         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s8, (u64)S8_MAX + 1, true);
889         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s8, U64_MAX, true);
890         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s16, S16_MAX, false);
891         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s16, (u64)S16_MAX + 1, true);
892         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s16, U64_MAX, true);
893         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s32, S32_MAX, false);
894         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s32, (u64)S32_MAX + 1, true);
895         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s32, U64_MAX, true);
896         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s64, S64_MAX, false);
897         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s64, U64_MAX, true);
898         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s64, (u64)S64_MAX + 1, true);
899         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, S64_MAX, true);
900         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, S64_MIN, true);
901         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, -1, true);
902         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, U8_MAX, false);
903         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, (s64)U8_MAX + 1, true);
904         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, S64_MAX, true);
905         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, S64_MIN, true);
906         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, -1, true);
907         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, U16_MAX, false);
908         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, (s64)U16_MAX + 1, true);
909         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, S64_MAX, true);
910         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, S64_MIN, true);
911         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, -1, true);
912         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, U32_MAX, false);
913         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, (s64)U32_MAX + 1, true);
914         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u64, S64_MAX, false);
915         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u64, S64_MIN, true);
916         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u64, -1, true);
917         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, S8_MAX, false);
918         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, S8_MIN, false);
919         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, (s64)S8_MAX + 1, true);
920         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, (s64)S8_MIN - 1, true);
921         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, S64_MAX, true);
922         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, S16_MAX, false);
923         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, S16_MIN, false);
924         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, (s64)S16_MAX + 1, true);
925         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, (s64)S16_MIN - 1, true);
926         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, S64_MAX, true);
927         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, S32_MAX, false);
928         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, S32_MIN, false);
929         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, (s64)S32_MAX + 1, true);
930         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, (s64)S32_MIN - 1, true);
931         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, S64_MAX, true);
932         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s64, S64_MAX, false);
933         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s64, S64_MIN, false);
934 #endif
935
936         /* Check for macro side-effects. */
937         var = INT_MAX - 1;
938         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, var++, int, false);
939         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, var++, int, false);
940         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, var++, int, true);
941         var = INT_MAX - 1;
942         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(overflows_type, var++, int, false);
943         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(overflows_type, var++, int, false);
944         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(overflows_type, var++, int, true);
945
946         kunit_info(test, "%d overflows_type() tests finished\n", count);
947 #undef TEST_OVERFLOWS_TYPE
948 #undef __TEST_OVERFLOWS_TYPE
949 }
950
951 static void same_type_test(struct kunit *test)
952 {
953         int count = 0;
954         int var;
955
956 #define TEST_SAME_TYPE(t1, t2, same)                    do {    \
957         typeof(t1) __t1h = type_max(t1);                        \
958         typeof(t1) __t1l = type_min(t1);                        \
959         typeof(t2) __t2h = type_max(t2);                        \
960         typeof(t2) __t2l = type_min(t2);                        \
961         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t1, __t1h));    \
962         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t1, __t1l));    \
963         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t1h, t1));    \
964         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t1l, t1));    \
965         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t2, __t2h));    \
966         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t2, __t2l));    \
967         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t2h, t2));    \
968         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t2l, t2));    \
969         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t1, t2));       \
970         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t2, __t1h));    \
971         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t2, __t1l));    \
972         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t1h, t2));    \
973         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t1l, t2));    \
974         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t1, __t2h));    \
975         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t1, __t2l));    \
976         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t2h, t1));    \
977         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t2l, t1));    \
978 } while (0)
979
980 #if BITS_PER_LONG == 64
981 # define TEST_SAME_TYPE64(base, t, m)   TEST_SAME_TYPE(base, t, m)
982 #else
983 # define TEST_SAME_TYPE64(base, t, m)   do { } while (0)
984 #endif
985
986 #define TEST_TYPE_SETS(base, mu8, mu16, mu32, ms8, ms16, ms32, mu64, ms64) \
987 do {                                                                    \
988         TEST_SAME_TYPE(base,  u8,  mu8);                                \
989         TEST_SAME_TYPE(base, u16, mu16);                                \
990         TEST_SAME_TYPE(base, u32, mu32);                                \
991         TEST_SAME_TYPE(base,  s8,  ms8);                                \
992         TEST_SAME_TYPE(base, s16, ms16);                                \
993         TEST_SAME_TYPE(base, s32, ms32);                                \
994         TEST_SAME_TYPE64(base, u64, mu64);                              \
995         TEST_SAME_TYPE64(base, s64, ms64);                              \
996 } while (0)
997
998         TEST_TYPE_SETS(u8,   true, false, false, false, false, false, false, false);
999         TEST_TYPE_SETS(u16, false,  true, false, false, false, false, false, false);
1000         TEST_TYPE_SETS(u32, false, false,  true, false, false, false, false, false);
1001         TEST_TYPE_SETS(s8,  false, false, false,  true, false, false, false, false);
1002         TEST_TYPE_SETS(s16, false, false, false, false,  true, false, false, false);
1003         TEST_TYPE_SETS(s32, false, false, false, false, false,  true, false, false);
1004 #if BITS_PER_LONG == 64
1005         TEST_TYPE_SETS(u64, false, false, false, false, false, false,  true, false);
1006         TEST_TYPE_SETS(s64, false, false, false, false, false, false, false,  true);
1007 #endif
1008
1009         /* Check for macro side-effects. */
1010         var = 4;
1011         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1012         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, __same_type(var++, int));
1013         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1014         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, __same_type(int, var++));
1015         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1016         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, __same_type(var++, var++));
1017         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1018
1019         kunit_info(test, "%d __same_type() tests finished\n", count);
1020
1021 #undef TEST_TYPE_SETS
1022 #undef TEST_SAME_TYPE64
1023 #undef TEST_SAME_TYPE
1024 }
1025
1026 static void castable_to_type_test(struct kunit *test)
1027 {
1028         int count = 0;
1029
1030 #define TEST_CASTABLE_TO_TYPE(arg1, arg2, pass) do {    \
1031         bool __pass = castable_to_type(arg1, arg2);             \
1032         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __pass, pass,                 \
1033                 "expected castable_to_type(" #arg1 ", " #arg2 ") to%s pass\n",\
1034                 pass ? "" : " not");                            \
1035         count++;                                                \
1036 } while (0)
1037
1038         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u8, true);
1039         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u16, true);
1040         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u32, true);
1041         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, s8, true);
1042         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, s16, true);
1043         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, s32, true);
1044         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s8, true);
1045         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s16, true);
1046         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s32, true);
1047 #if BITS_PER_LONG == 64
1048         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u64, true);
1049         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s64, true);
1050 #endif
1051
1052 #define TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(width)        do {                            \
1053         u ## width u ## width ## var = 0;                                       \
1054         s ## width s ## width ## var = 0;                                       \
1055                                                                                 \
1056         /* Constant expressions that fit types. */                              \
1057         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), u ## width, true);          \
1058         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(u ## width), u ## width, true);          \
1059         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), u ## width ## var, true);   \
1060         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(u ## width), u ## width ## var, true);   \
1061         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(s ## width), s ## width, true);          \
1062         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(s ## width), s ## width, true);          \
1063         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(s ## width), s ## width ## var, true);   \
1064         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(u ## width), s ## width ## var, true);   \
1065         /* Constant expressions that do not fit types. */                       \
1066         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), s ## width, false);         \
1067         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), s ## width ## var, false);  \
1068         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(s ## width), u ## width, false);         \
1069         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(s ## width), u ## width ## var, false);  \
1070         /* Non-constant expression with mismatched type. */                     \
1071         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(s ## width ## var, u ## width, false);            \
1072         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(u ## width ## var, s ## width, false);            \
1073 } while (0)
1074
1075 #define TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(width)      do {                            \
1076         unsigned long big = U ## width ## _MAX;                                 \
1077         signed long small = S ## width ## _MIN;                                 \
1078         u ## width u ## width ## var = 0;                                       \
1079         s ## width s ## width ## var = 0;                                       \
1080                                                                                 \
1081         /* Constant expression in range. */                                     \
1082         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(U ## width ## _MAX, u ## width, true);            \
1083         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(U ## width ## _MAX, u ## width ## var, true);     \
1084         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(S ## width ## _MIN, s ## width, true);            \
1085         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(S ## width ## _MIN, s ## width ## var, true);     \
1086         /* Constant expression out of range. */                                 \
1087         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((unsigned long)U ## width ## _MAX + 1, u ## width, false); \
1088         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((unsigned long)U ## width ## _MAX + 1, u ## width ## var, false); \
1089         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((signed long)S ## width ## _MIN - 1, s ## width, false); \
1090         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((signed long)S ## width ## _MIN - 1, s ## width ## var, false); \
1091         /* Non-constant expression with mismatched type. */                     \
1092         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(big, u ## width, false);                          \
1093         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(big, u ## width ## var, false);                   \
1094         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(small, s ## width, false);                        \
1095         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(small, s ## width ## var, false);                 \
1096 } while (0)
1097
1098         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(8);
1099         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(16);
1100         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(32);
1101 #if BITS_PER_LONG == 64
1102         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(64);
1103 #endif
1104
1105         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(8);
1106         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(16);
1107 #if BITS_PER_LONG == 64
1108         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(32);
1109 #endif
1110         kunit_info(test, "%d castable_to_type() tests finished\n", count);
1111
1112 #undef TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE
1113 #undef TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR
1114 #undef TEST_CASTABLE_TO_TYPE
1115 }
1116
1117 static struct kunit_case overflow_test_cases[] = {
1118         KUNIT_CASE(u8_u8__u8_overflow_test),
1119         KUNIT_CASE(s8_s8__s8_overflow_test),
1120         KUNIT_CASE(u16_u16__u16_overflow_test),
1121         KUNIT_CASE(s16_s16__s16_overflow_test),
1122         KUNIT_CASE(u32_u32__u32_overflow_test),
1123         KUNIT_CASE(s32_s32__s32_overflow_test),
1124         KUNIT_CASE(u64_u64__u64_overflow_test),
1125         KUNIT_CASE(s64_s64__s64_overflow_test),
1126         KUNIT_CASE(u32_u32__int_overflow_test),
1127         KUNIT_CASE(u32_u32__u8_overflow_test),
1128         KUNIT_CASE(u8_u8__int_overflow_test),
1129         KUNIT_CASE(int_int__u8_overflow_test),
1130         KUNIT_CASE(shift_sane_test),
1131         KUNIT_CASE(shift_overflow_test),
1132         KUNIT_CASE(shift_truncate_test),
1133         KUNIT_CASE(shift_nonsense_test),
1134         KUNIT_CASE(overflow_allocation_test),
1135         KUNIT_CASE(overflow_size_helpers_test),
1136         KUNIT_CASE(overflows_type_test),
1137         KUNIT_CASE(same_type_test),
1138         KUNIT_CASE(castable_to_type_test),
1139         {}
1140 };
1141
1142 static struct kunit_suite overflow_test_suite = {
1143         .name = "overflow",
1144         .test_cases = overflow_test_cases,
1145 };
1146
1147 kunit_test_suite(overflow_test_suite);
1148
1149 MODULE_LICENSE("Dual MIT/GPL");