xref: /linux/tools/testing/selftests/mm/pkey-helpers.h (revision 3ea5eb68b9d624935108b5e696859304edfac202)
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _PKEYS_HELPER_H
3 #define _PKEYS_HELPER_H
4 #define _GNU_SOURCE
5 #include <string.h>
6 #include <stdarg.h>
7 #include <stdio.h>
8 #include <stdint.h>
9 #include <stdbool.h>
10 #include <signal.h>
11 #include <assert.h>
12 #include <stdlib.h>
13 #include <ucontext.h>
14 #include <sys/mman.h>
15 
16 #include "../kselftest.h"
17 
18 /* Define some kernel-like types */
19 #define  u8 __u8
20 #define u16 __u16
21 #define u32 __u32
22 #define u64 __u64
23 
24 #define PTR_ERR_ENOTSUP ((void *)-ENOTSUP)
25 
26 #ifndef DEBUG_LEVEL
27 #define DEBUG_LEVEL 0
28 #endif
29 #define DPRINT_IN_SIGNAL_BUF_SIZE 4096
30 extern int dprint_in_signal;
31 extern char dprint_in_signal_buffer[DPRINT_IN_SIGNAL_BUF_SIZE];
32 
33 extern int test_nr;
34 extern int iteration_nr;
35 
36 #ifdef __GNUC__
37 __printf(1, 2)
38 #endif
39 static inline void sigsafe_printf(const char *format, ...)
40 {
41 	va_list ap;
42 
43 	if (!dprint_in_signal) {
44 		va_start(ap, format);
45 		vprintf(format, ap);
46 		va_end(ap);
47 	} else {
48 		int ret;
49 		/*
50 		 * No printf() functions are signal-safe.
51 		 * They deadlock easily. Write the format
52 		 * string to get some output, even if
53 		 * incomplete.
54 		 */
55 		ret = write(1, format, strlen(format));
56 		if (ret < 0)
57 			exit(1);
58 	}
59 }
60 #define dprintf_level(level, args...) do {	\
61 	if (level <= DEBUG_LEVEL)		\
62 		sigsafe_printf(args);		\
63 } while (0)
64 #define dprintf0(args...) dprintf_level(0, args)
65 #define dprintf1(args...) dprintf_level(1, args)
66 #define dprintf2(args...) dprintf_level(2, args)
67 #define dprintf3(args...) dprintf_level(3, args)
68 #define dprintf4(args...) dprintf_level(4, args)
69 
70 extern void abort_hooks(void);
71 #define pkey_assert(condition) do {		\
72 	if (!(condition)) {			\
73 		dprintf0("assert() at %s::%d test_nr: %d iteration: %d\n", \
74 				__FILE__, __LINE__,	\
75 				test_nr, iteration_nr);	\
76 		dprintf0("errno at assert: %d", errno);	\
77 		abort_hooks();			\
78 		exit(__LINE__);			\
79 	}					\
80 } while (0)
81 
82 #define barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")
83 #ifndef noinline
84 # define noinline __attribute__((noinline))
85 #endif
86 
87 noinline int read_ptr(int *ptr)
88 {
89 	/* Keep GCC from optimizing this away somehow */
90 	barrier();
91 	return *ptr;
92 }
93 
94 void expected_pkey_fault(int pkey);
95 int sys_pkey_alloc(unsigned long flags, unsigned long init_val);
96 int sys_pkey_free(unsigned long pkey);
97 int mprotect_pkey(void *ptr, size_t size, unsigned long orig_prot,
98 		unsigned long pkey);
99 void record_pkey_malloc(void *ptr, long size, int prot);
100 
101 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__) /* arch */
102 #include "pkey-x86.h"
103 #elif defined(__powerpc64__) /* arch */
104 #include "pkey-powerpc.h"
105 #elif defined(__aarch64__) /* arch */
106 #include "pkey-arm64.h"
107 #else /* arch */
108 #error Architecture not supported
109 #endif /* arch */
110 
111 #ifndef PKEY_MASK
112 #define PKEY_MASK	(PKEY_DISABLE_ACCESS | PKEY_DISABLE_WRITE)
113 #endif
114 
115 #ifndef set_pkey_bits
116 static inline u64 set_pkey_bits(u64 reg, int pkey, u64 flags)
117 {
118 	u32 shift = pkey_bit_position(pkey);
119 	/* mask out bits from pkey in old value */
120 	reg &= ~((u64)PKEY_MASK << shift);
121 	/* OR in new bits for pkey */
122 	reg |= (flags & PKEY_MASK) << shift;
123 	return reg;
124 }
125 #endif
126 
127 #ifndef get_pkey_bits
128 static inline u64 get_pkey_bits(u64 reg, int pkey)
129 {
130 	u32 shift = pkey_bit_position(pkey);
131 	/*
132 	 * shift down the relevant bits to the lowest two, then
133 	 * mask off all the other higher bits
134 	 */
135 	return ((reg >> shift) & PKEY_MASK);
136 }
137 #endif
138 
139 extern u64 shadow_pkey_reg;
140 
141 static inline u64 _read_pkey_reg(int line)
142 {
143 	u64 pkey_reg = __read_pkey_reg();
144 
145 	dprintf4("read_pkey_reg(line=%d) pkey_reg: %016llx"
146 			" shadow: %016llx\n",
147 			line, pkey_reg, shadow_pkey_reg);
148 	assert(pkey_reg == shadow_pkey_reg);
149 
150 	return pkey_reg;
151 }
152 
153 #define read_pkey_reg() _read_pkey_reg(__LINE__)
154 
155 static inline void write_pkey_reg(u64 pkey_reg)
156 {
157 	dprintf4("%s() changing %016llx to %016llx\n", __func__,
158 			__read_pkey_reg(), pkey_reg);
159 	/* will do the shadow check for us: */
160 	read_pkey_reg();
161 	__write_pkey_reg(pkey_reg);
162 	shadow_pkey_reg = pkey_reg;
163 	dprintf4("%s(%016llx) pkey_reg: %016llx\n", __func__,
164 			pkey_reg, __read_pkey_reg());
165 }
166 
167 /*
168  * These are technically racy. since something could
169  * change PKEY register between the read and the write.
170  */
171 static inline void __pkey_access_allow(int pkey, int do_allow)
172 {
173 	u64 pkey_reg = read_pkey_reg();
174 	int bit = pkey * 2;
175 
176 	if (do_allow)
177 		pkey_reg &= (1<<bit);
178 	else
179 		pkey_reg |= (1<<bit);
180 
181 	dprintf4("pkey_reg now: %016llx\n", read_pkey_reg());
182 	write_pkey_reg(pkey_reg);
183 }
184 
185 static inline void __pkey_write_allow(int pkey, int do_allow_write)
186 {
187 	u64 pkey_reg = read_pkey_reg();
188 	int bit = pkey * 2 + 1;
189 
190 	if (do_allow_write)
191 		pkey_reg &= (1<<bit);
192 	else
193 		pkey_reg |= (1<<bit);
194 
195 	write_pkey_reg(pkey_reg);
196 	dprintf4("pkey_reg now: %016llx\n", read_pkey_reg());
197 }
198 
199 #define ALIGN_UP(x, align_to)	(((x) + ((align_to)-1)) & ~((align_to)-1))
200 #define ALIGN_DOWN(x, align_to) ((x) & ~((align_to)-1))
201 #define ALIGN_PTR_UP(p, ptr_align_to)	\
202 	((typeof(p))ALIGN_UP((unsigned long)(p), ptr_align_to))
203 #define ALIGN_PTR_DOWN(p, ptr_align_to)	\
204 	((typeof(p))ALIGN_DOWN((unsigned long)(p), ptr_align_to))
205 #define __stringify_1(x...)     #x
206 #define __stringify(x...)       __stringify_1(x)
207 
208 static inline u32 *siginfo_get_pkey_ptr(siginfo_t *si)
209 {
210 #ifdef si_pkey
211 	return &si->si_pkey;
212 #else
213 	return (u32 *)(((u8 *)si) + si_pkey_offset);
214 #endif
215 }
216 
217 static inline int kernel_has_pkeys(void)
218 {
219 	/* try allocating a key and see if it succeeds */
220 	int ret = sys_pkey_alloc(0, 0);
221 	if (ret <= 0) {
222 		return 0;
223 	}
224 	sys_pkey_free(ret);
225 	return 1;
226 }
227 
228 static inline int is_pkeys_supported(void)
229 {
230 	/* check if the cpu supports pkeys */
231 	if (!cpu_has_pkeys()) {
232 		dprintf1("SKIP: %s: no CPU support\n", __func__);
233 		return 0;
234 	}
235 
236 	/* check if the kernel supports pkeys */
237 	if (!kernel_has_pkeys()) {
238 		dprintf1("SKIP: %s: no kernel support\n", __func__);
239 		return 0;
240 	}
241 
242 	return 1;
243 }
244 
245 #endif /* _PKEYS_HELPER_H */
246