kselftest/arm64: Verify all different mmap MTE options
authorAmit Daniel Kachhap <amit.kachhap@arm.com>
Fri, 2 Oct 2020 11:56:28 +0000 (17:26 +0530)
committerWill Deacon <will@kernel.org>
Mon, 5 Oct 2020 17:52:17 +0000 (18:52 +0100)
This testcase checks the different unsupported/supported options for mmap
if used with PROT_MTE memory protection flag. These checks are,

* Either pstate.tco enable or prctl PR_MTE_TCF_NONE option should not cause
  any tag mismatch faults.
* Different combinations of anonymous/file memory mmap, mprotect,
  sync/async error mode and private/shared mappings should work.
* mprotect should not be able to clear the PROT_MTE page property.

Co-developed-by: Gabor Kertesz <gabor.kertesz@arm.com>
Signed-off-by: Gabor Kertesz <gabor.kertesz@arm.com>
Signed-off-by: Amit Daniel Kachhap <amit.kachhap@arm.com>
Tested-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Cc: Shuah Khan <shuah@kernel.org>
Cc: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Cc: Will Deacon <will@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20201002115630.24683-5-amit.kachhap@arm.com
Signed-off-by: Will Deacon <will@kernel.org>
tools/testing/selftests/arm64/mte/.gitignore
tools/testing/selftests/arm64/mte/check_mmap_options.c [new file with mode: 0644]

index b5fcc0f..79a215d 100644 (file)
@@ -1,3 +1,4 @@
 check_buffer_fill
 check_tags_inclusion
 check_child_memory
+check_mmap_options
diff --git a/tools/testing/selftests/arm64/mte/check_mmap_options.c b/tools/testing/selftests/arm64/mte/check_mmap_options.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..33b13b8
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,262 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+// Copyright (C) 2020 ARM Limited
+
+#define _GNU_SOURCE
+
+#include <errno.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <ucontext.h>
+#include <sys/mman.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <sys/types.h>
+
+#include "kselftest.h"
+#include "mte_common_util.h"
+#include "mte_def.h"
+
+#define RUNS                   (MT_TAG_COUNT)
+#define UNDERFLOW              MT_GRANULE_SIZE
+#define OVERFLOW               MT_GRANULE_SIZE
+#define TAG_CHECK_ON           0
+#define TAG_CHECK_OFF          1
+
+static size_t page_size;
+static int sizes[] = {
+       1, 537, 989, 1269, MT_GRANULE_SIZE - 1, MT_GRANULE_SIZE,
+       /* page size - 1*/ 0, /* page_size */ 0, /* page size + 1 */ 0
+};
+
+static int check_mte_memory(char *ptr, int size, int mode, int tag_check)
+{
+       mte_initialize_current_context(mode, (uintptr_t)ptr, size);
+       memset(ptr, '1', size);
+       mte_wait_after_trig();
+       if (cur_mte_cxt.fault_valid == true)
+               return KSFT_FAIL;
+
+       mte_initialize_current_context(mode, (uintptr_t)ptr, -UNDERFLOW);
+       memset(ptr - UNDERFLOW, '2', UNDERFLOW);
+       mte_wait_after_trig();
+       if (cur_mte_cxt.fault_valid == false && tag_check == TAG_CHECK_ON)
+               return KSFT_FAIL;
+       if (cur_mte_cxt.fault_valid == true && tag_check == TAG_CHECK_OFF)
+               return KSFT_FAIL;
+
+       mte_initialize_current_context(mode, (uintptr_t)ptr, size + OVERFLOW);
+       memset(ptr + size, '3', OVERFLOW);
+       mte_wait_after_trig();
+       if (cur_mte_cxt.fault_valid == false && tag_check == TAG_CHECK_ON)
+               return KSFT_FAIL;
+       if (cur_mte_cxt.fault_valid == true && tag_check == TAG_CHECK_OFF)
+               return KSFT_FAIL;
+
+       return KSFT_PASS;
+}
+
+static int check_anonymous_memory_mapping(int mem_type, int mode, int mapping, int tag_check)
+{
+       char *ptr, *map_ptr;
+       int run, result, map_size;
+       int item = sizeof(sizes)/sizeof(int);
+
+       item = sizeof(sizes)/sizeof(int);
+       mte_switch_mode(mode, MTE_ALLOW_NON_ZERO_TAG);
+       for (run = 0; run < item; run++) {
+               map_size = sizes[run] + OVERFLOW + UNDERFLOW;
+               map_ptr = (char *)mte_allocate_memory(map_size, mem_type, mapping, false);
+               if (check_allocated_memory(map_ptr, map_size, mem_type, false) != KSFT_PASS)
+                       return KSFT_FAIL;
+
+               ptr = map_ptr + UNDERFLOW;
+               mte_initialize_current_context(mode, (uintptr_t)ptr, sizes[run]);
+               /* Only mte enabled memory will allow tag insertion */
+               ptr = mte_insert_tags((void *)ptr, sizes[run]);
+               if (!ptr || cur_mte_cxt.fault_valid == true) {
+                       ksft_print_msg("FAIL: Insert tags on anonymous mmap memory\n");
+                       munmap((void *)map_ptr, map_size);
+                       return KSFT_FAIL;
+               }
+               result = check_mte_memory(ptr, sizes[run], mode, tag_check);
+               mte_clear_tags((void *)ptr, sizes[run]);
+               mte_free_memory((void *)map_ptr, map_size, mem_type, false);
+               if (result == KSFT_FAIL)
+                       return KSFT_FAIL;
+       }
+       return KSFT_PASS;
+}
+
+static int check_file_memory_mapping(int mem_type, int mode, int mapping, int tag_check)
+{
+       char *ptr, *map_ptr;
+       int run, fd, map_size;
+       int total = sizeof(sizes)/sizeof(int);
+       int result = KSFT_PASS;
+
+       mte_switch_mode(mode, MTE_ALLOW_NON_ZERO_TAG);
+       for (run = 0; run < total; run++) {
+               fd = create_temp_file();
+               if (fd == -1)
+                       return KSFT_FAIL;
+
+               map_size = sizes[run] + UNDERFLOW + OVERFLOW;
+               map_ptr = (char *)mte_allocate_file_memory(map_size, mem_type, mapping, false, fd);
+               if (check_allocated_memory(map_ptr, map_size, mem_type, false) != KSFT_PASS) {
+                       close(fd);
+                       return KSFT_FAIL;
+               }
+               ptr = map_ptr + UNDERFLOW;
+               mte_initialize_current_context(mode, (uintptr_t)ptr, sizes[run]);
+               /* Only mte enabled memory will allow tag insertion */
+               ptr = mte_insert_tags((void *)ptr, sizes[run]);
+               if (!ptr || cur_mte_cxt.fault_valid == true) {
+                       ksft_print_msg("FAIL: Insert tags on file based memory\n");
+                       munmap((void *)map_ptr, map_size);
+                       close(fd);
+                       return KSFT_FAIL;
+               }
+               result = check_mte_memory(ptr, sizes[run], mode, tag_check);
+               mte_clear_tags((void *)ptr, sizes[run]);
+               munmap((void *)map_ptr, map_size);
+               close(fd);
+               if (result == KSFT_FAIL)
+                       break;
+       }
+       return result;
+}
+
+static int check_clear_prot_mte_flag(int mem_type, int mode, int mapping)
+{
+       char *ptr, *map_ptr;
+       int run, prot_flag, result, fd, map_size;
+       int total = sizeof(sizes)/sizeof(int);
+
+       prot_flag = PROT_READ | PROT_WRITE;
+       mte_switch_mode(mode, MTE_ALLOW_NON_ZERO_TAG);
+       for (run = 0; run < total; run++) {
+               map_size = sizes[run] + OVERFLOW + UNDERFLOW;
+               ptr = (char *)mte_allocate_memory_tag_range(sizes[run], mem_type, mapping,
+                                                           UNDERFLOW, OVERFLOW);
+               if (check_allocated_memory_range(ptr, sizes[run], mem_type,
+                                                UNDERFLOW, OVERFLOW) != KSFT_PASS)
+                       return KSFT_FAIL;
+               map_ptr = ptr - UNDERFLOW;
+               /* Try to clear PROT_MTE property and verify it by tag checking */
+               if (mprotect(map_ptr, map_size, prot_flag)) {
+                       mte_free_memory_tag_range((void *)ptr, sizes[run], mem_type,
+                                                 UNDERFLOW, OVERFLOW);
+                       ksft_print_msg("FAIL: mprotect not ignoring clear PROT_MTE property\n");
+                       return KSFT_FAIL;
+               }
+               result = check_mte_memory(ptr, sizes[run], mode, TAG_CHECK_ON);
+               mte_free_memory_tag_range((void *)ptr, sizes[run], mem_type, UNDERFLOW, OVERFLOW);
+               if (result != KSFT_PASS)
+                       return KSFT_FAIL;
+
+               fd = create_temp_file();
+               if (fd == -1)
+                       return KSFT_FAIL;
+               ptr = (char *)mte_allocate_file_memory_tag_range(sizes[run], mem_type, mapping,
+                                                                UNDERFLOW, OVERFLOW, fd);
+               if (check_allocated_memory_range(ptr, sizes[run], mem_type,
+                                                UNDERFLOW, OVERFLOW) != KSFT_PASS) {
+                       close(fd);
+                       return KSFT_FAIL;
+               }
+               map_ptr = ptr - UNDERFLOW;
+               /* Try to clear PROT_MTE property and verify it by tag checking */
+               if (mprotect(map_ptr, map_size, prot_flag)) {
+                       ksft_print_msg("FAIL: mprotect not ignoring clear PROT_MTE property\n");
+                       mte_free_memory_tag_range((void *)ptr, sizes[run], mem_type,
+                                                 UNDERFLOW, OVERFLOW);
+                       close(fd);
+                       return KSFT_FAIL;
+               }
+               result = check_mte_memory(ptr, sizes[run], mode, TAG_CHECK_ON);
+               mte_free_memory_tag_range((void *)ptr, sizes[run], mem_type, UNDERFLOW, OVERFLOW);
+               close(fd);
+               if (result != KSFT_PASS)
+                       return KSFT_FAIL;
+       }
+       return KSFT_PASS;
+}
+
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+       int err;
+       int item = sizeof(sizes)/sizeof(int);
+
+       err = mte_default_setup();
+       if (err)
+               return err;
+       page_size = getpagesize();
+       if (!page_size) {
+               ksft_print_msg("ERR: Unable to get page size\n");
+               return KSFT_FAIL;
+       }
+       sizes[item - 3] = page_size - 1;
+       sizes[item - 2] = page_size;
+       sizes[item - 1] = page_size + 1;
+
+       /* Register signal handlers */
+       mte_register_signal(SIGBUS, mte_default_handler);
+       mte_register_signal(SIGSEGV, mte_default_handler);
+
+       mte_enable_pstate_tco();
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_OFF),
+       "Check anonymous memory with private mapping, sync error mode, mmap memory and tag check off\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_OFF),
+       "Check file memory with private mapping, sync error mode, mmap/mprotect memory and tag check off\n");
+
+       mte_disable_pstate_tco();
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_NONE_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_OFF),
+       "Check anonymous memory with private mapping, no error mode, mmap memory and tag check off\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_NONE_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_OFF),
+       "Check file memory with private mapping, no error mode, mmap/mprotect memory and tag check off\n");
+
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with private mapping, sync error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with private mapping, sync error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_SYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with shared mapping, sync error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_SYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with shared mapping, sync error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_ASYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with private mapping, async error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_ASYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with private mapping, async error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_ASYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with shared mapping, async error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_anonymous_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_ASYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check anonymous memory with shared mapping, async error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with private mapping, sync error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with private mapping, sync error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_SYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with shared mapping, sync error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_SYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with shared mapping, sync error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_ASYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with private mapping, async error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_ASYNC_ERR, MAP_PRIVATE, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with private mapping, async error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MMAP, MTE_ASYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with shared mapping, async error mode, mmap memory and tag check on\n");
+       evaluate_test(check_file_memory_mapping(USE_MPROTECT, MTE_ASYNC_ERR, MAP_SHARED, TAG_CHECK_ON),
+       "Check file memory with shared mapping, async error mode, mmap/mprotect memory and tag check on\n");
+
+       evaluate_test(check_clear_prot_mte_flag(USE_MMAP, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE),
+       "Check clear PROT_MTE flags with private mapping, sync error mode and mmap memory\n");
+       evaluate_test(check_clear_prot_mte_flag(USE_MPROTECT, MTE_SYNC_ERR, MAP_PRIVATE),
+       "Check clear PROT_MTE flags with private mapping and sync error mode and mmap/mprotect memory\n");
+
+       mte_restore_setup();
+       ksft_print_cnts();
+       return ksft_get_fail_cnt() == 0 ? KSFT_PASS : KSFT_FAIL;
+}