xref: /openbsd/regress/sys/dev/kcov/kcov.c (revision 3bb8297c)
1*3bb8297cSanton /*	$OpenBSD: kcov.c,v 1.6 2019/01/03 08:51:31 anton Exp $	*/
245297697Santon 
345297697Santon /*
445297697Santon  * Copyright (c) 2018 Anton Lindqvist <anton@openbsd.org>
545297697Santon  *
645297697Santon  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
745297697Santon  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
845297697Santon  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
945297697Santon  *
1045297697Santon  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
1145297697Santon  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
1245297697Santon  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
1345297697Santon  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
1445297697Santon  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
1545297697Santon  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
1645297697Santon  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
1745297697Santon  */
1845297697Santon 
1945297697Santon #include <sys/ioctl.h>
2045297697Santon #include <sys/kcov.h>
2145297697Santon #include <sys/mman.h>
2245297697Santon #include <sys/wait.h>
2345297697Santon 
2445297697Santon #include <err.h>
2545297697Santon #include <errno.h>
2645297697Santon #include <fcntl.h>
27aad1a0fbSanton #include <pthread.h>
2845297697Santon #include <stdio.h>
2945297697Santon #include <stdlib.h>
309257d67bSanton #include <string.h>
3145297697Santon #include <unistd.h>
3245297697Santon 
330e2965f9Santon static int test_close(int, int);
340e2965f9Santon static int test_coverage(int, int);
350e2965f9Santon static int test_dying(int, int);
360e2965f9Santon static int test_exec(int, int);
370e2965f9Santon static int test_fork(int, int);
380e2965f9Santon static int test_open(int, int);
390e2965f9Santon static int test_state(int, int);
4045297697Santon 
41*3bb8297cSanton static int check_coverage(const unsigned long *, int, unsigned long, int);
4245297697Santon static void do_syscall(void);
43*3bb8297cSanton static void dump(const unsigned long *, int mode);
4445297697Santon static void kcov_disable(int);
450e2965f9Santon static void kcov_enable(int, int);
4645297697Santon static int kcov_open(void);
4745297697Santon static __dead void usage(void);
4845297697Santon 
4945297697Santon static const char *self;
5045297697Santon static unsigned long bufsize = 256 << 10;
5145297697Santon 
5245297697Santon int
5345297697Santon main(int argc, char *argv[])
5445297697Santon {
5545297697Santon 	struct {
5645297697Santon 		const char *name;
570e2965f9Santon 		int (*fn)(int, int);
5845297697Santon 		int coverage;		/* test must produce coverage */
5945297697Santon 	} tests[] = {
6045297697Santon 		{ "close",	test_close,	0 },
61e3865369Santon 		{ "coverage",	test_coverage,	1 },
62aad1a0fbSanton 		{ "dying",	test_dying,	1 },
63e3865369Santon 		{ "exec",	test_exec,	1 },
64e3865369Santon 		{ "fork",	test_fork,	1 },
65e3865369Santon 		{ "open",	test_open,	0 },
66e3865369Santon 		{ "state",	test_state,	1 },
6745297697Santon 		{ NULL,		NULL,		0 },
6845297697Santon 	};
6945297697Santon 	unsigned long *cover;
7045297697Santon 	int c, fd, i;
719257d67bSanton 	int error = 0;
720e2965f9Santon 	int mode = 0;
7345297697Santon 	int prereq = 0;
7445297697Santon 	int reexec = 0;
7545297697Santon 	int verbose = 0;
7645297697Santon 
7745297697Santon 	self = argv[0];
7845297697Santon 
790e2965f9Santon 	while ((c = getopt(argc, argv, "Em:pv")) != -1)
8045297697Santon 		switch (c) {
8145297697Santon 		case 'E':
8245297697Santon 			reexec = 1;
8345297697Santon 			break;
840e2965f9Santon 		case 'm':
850e2965f9Santon 			if (strcmp(optarg, "pc") == 0)
860e2965f9Santon 				mode = KCOV_MODE_TRACE_PC;
870e2965f9Santon 			else
880e2965f9Santon 				errx(1, "unknown mode %s", optarg);
890e2965f9Santon 			break;
9045297697Santon 		case 'p':
9145297697Santon 			prereq = 1;
9245297697Santon 			break;
9345297697Santon 		case 'v':
9445297697Santon 			verbose = 1;
9545297697Santon 			break;
9645297697Santon 		default:
9745297697Santon 			usage();
9845297697Santon 		}
9945297697Santon 	argc -= optind;
10045297697Santon 	argv += optind;
10145297697Santon 
10245297697Santon 	if (prereq) {
10345297697Santon 		fd = kcov_open();
10445297697Santon 		close(fd);
10545297697Santon 		return 0;
10645297697Santon 	}
10745297697Santon 
10845297697Santon 	if (reexec) {
10945297697Santon 		do_syscall();
11045297697Santon 		return 0;
11145297697Santon 	}
11245297697Santon 
1130e2965f9Santon 	if (mode == 0 || argc != 1)
1149257d67bSanton 		usage();
1159257d67bSanton 	for (i = 0; tests[i].name != NULL; i++)
1169257d67bSanton 		if (strcmp(argv[0], tests[i].name) == 0)
1179257d67bSanton 			break;
1189257d67bSanton 	if (tests[i].name == NULL)
1199257d67bSanton 		errx(1, "%s: no such test", argv[0]);
1209257d67bSanton 
12145297697Santon 	fd = kcov_open();
12245297697Santon 	if (ioctl(fd, KIOSETBUFSIZE, &bufsize) == -1)
12345297697Santon 		err(1, "ioctl: KIOSETBUFSIZE");
12445297697Santon 	cover = mmap(NULL, bufsize * sizeof(unsigned long),
12545297697Santon 	    PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
12645297697Santon 	if (cover == MAP_FAILED)
12745297697Santon 		err(1, "mmap");
12845297697Santon 
12945297697Santon 	*cover = 0;
1300e2965f9Santon 	error = tests[i].fn(fd, mode);
13145297697Santon 	if (verbose)
132*3bb8297cSanton 		dump(cover, mode);
133*3bb8297cSanton 	if (check_coverage(cover, mode, bufsize, tests[i].coverage))
1349257d67bSanton 		error = 1;
13545297697Santon 
13645297697Santon 	if (munmap(cover, bufsize * sizeof(unsigned long)) == -1)
13745297697Santon 		err(1, "munmap");
13845297697Santon 	close(fd);
13945297697Santon 
1409257d67bSanton 	return error;
14145297697Santon }
14245297697Santon 
14345297697Santon static __dead void
14445297697Santon usage(void)
14545297697Santon {
1460e2965f9Santon 	fprintf(stderr, "usage: kcov [-Epv] -t mode test\n");
14745297697Santon 	exit(1);
14845297697Santon }
14945297697Santon 
15045297697Santon static void
15145297697Santon do_syscall(void)
15245297697Santon {
15345297697Santon 	getpid();
15445297697Santon }
15545297697Santon 
156*3bb8297cSanton static int
157*3bb8297cSanton check_coverage(const unsigned long *cover, int mode, unsigned long maxsize,
158*3bb8297cSanton     int nonzero)
159*3bb8297cSanton {
160*3bb8297cSanton 	int error = 0;
161*3bb8297cSanton 
162*3bb8297cSanton 	if (nonzero && cover[0] == 0) {
163*3bb8297cSanton 		warnx("coverage empty (count=0)\n");
164*3bb8297cSanton 		return 1;
165*3bb8297cSanton 	} else if (!nonzero && cover[0] != 0) {
166*3bb8297cSanton 		warnx("coverage not empty (count=%lu)\n", *cover);
167*3bb8297cSanton 		return 1;
168*3bb8297cSanton 	} else if (cover[0] >= maxsize) {
169*3bb8297cSanton 		warnx("coverage overflow (count=%lu, max=%lu)\n", *cover, maxsize);
170*3bb8297cSanton 		return 1;
171*3bb8297cSanton 	}
172*3bb8297cSanton 
173*3bb8297cSanton 	return error;
174*3bb8297cSanton }
175*3bb8297cSanton 
17645297697Santon static void
177*3bb8297cSanton dump(const unsigned long *cover, int mode)
17845297697Santon {
17945297697Santon 	unsigned long i;
180*3bb8297cSanton 	int stride = 1;
18145297697Santon 
18245297697Santon 	for (i = 0; i < cover[0]; i++)
183*3bb8297cSanton 		printf("%p\n", (void *)cover[i * stride + 1]);
18445297697Santon }
18545297697Santon 
18645297697Santon static int
18745297697Santon kcov_open(void)
18845297697Santon {
18945297697Santon 	int fd;
19045297697Santon 
19145297697Santon 	fd = open("/dev/kcov", O_RDWR);
19245297697Santon 	if (fd == -1)
19345297697Santon 		err(1, "open: /dev/kcov");
19445297697Santon 	return fd;
19545297697Santon }
19645297697Santon 
19745297697Santon static void
1980e2965f9Santon kcov_enable(int fd, int mode)
19945297697Santon {
2000e2965f9Santon 	if (ioctl(fd, KIOENABLE, &mode) == -1)
20145297697Santon 		err(1, "ioctl: KIOENABLE");
20245297697Santon }
20345297697Santon 
20445297697Santon static void
20545297697Santon kcov_disable(int fd)
20645297697Santon {
20745297697Santon 	if (ioctl(fd, KIODISABLE) == -1)
20845297697Santon 		err(1, "ioctl: KIODISABLE");
20945297697Santon }
21045297697Santon 
21145297697Santon /*
21245297697Santon  * Close before mmap.
21345297697Santon  */
21445297697Santon static int
2150e2965f9Santon test_close(int oldfd, int mode)
21645297697Santon {
21745297697Santon 	int fd;
21845297697Santon 
21945297697Santon 	fd = kcov_open();
22045297697Santon 	close(fd);
22145297697Santon 	return 0;
22245297697Santon }
22345297697Santon 
22445297697Santon /*
22545297697Santon  * Coverage of current thread.
22645297697Santon  */
22745297697Santon static int
2280e2965f9Santon test_coverage(int fd, int mode)
22945297697Santon {
2300e2965f9Santon 	kcov_enable(fd, mode);
23145297697Santon 	do_syscall();
23245297697Santon 	kcov_disable(fd);
23345297697Santon 	return 0;
23445297697Santon }
23545297697Santon 
236aad1a0fbSanton static void *
237aad1a0fbSanton closer(void *arg)
238aad1a0fbSanton {
239aad1a0fbSanton 	int fd = *((int *)arg);
240aad1a0fbSanton 
241aad1a0fbSanton 	close(fd);
242aad1a0fbSanton 	return NULL;
243aad1a0fbSanton }
244aad1a0fbSanton 
245aad1a0fbSanton /*
246aad1a0fbSanton  * Close kcov descriptor in another thread during tracing.
247aad1a0fbSanton  */
248aad1a0fbSanton static int
2490e2965f9Santon test_dying(int fd, int mode)
250aad1a0fbSanton {
251aad1a0fbSanton 	pthread_t th;
252aad1a0fbSanton 	int error;
253aad1a0fbSanton 
2540e2965f9Santon 	kcov_enable(fd, mode);
255aad1a0fbSanton 
256aad1a0fbSanton 	if ((error = pthread_create(&th, NULL, closer, &fd)))
257aad1a0fbSanton 		errc(1, error, "pthread_create");
258aad1a0fbSanton 	if ((error = pthread_join(th, NULL)))
259aad1a0fbSanton 		errc(1, error, "pthread_join");
260aad1a0fbSanton 
261aad1a0fbSanton 	if (close(fd) == -1) {
262aad1a0fbSanton 		if (errno != EBADF)
263aad1a0fbSanton 			err(1, "close");
264aad1a0fbSanton 	} else {
265aad1a0fbSanton 		warnx("expected kcov descriptor to be closed");
266aad1a0fbSanton 		return 1;
267aad1a0fbSanton 	}
268aad1a0fbSanton 
269aad1a0fbSanton 	return 0;
270aad1a0fbSanton }
271aad1a0fbSanton 
27245297697Santon /*
27345297697Santon  * Coverage of thread after exec.
27445297697Santon  */
27545297697Santon static int
2760e2965f9Santon test_exec(int fd, int mode)
27745297697Santon {
27845297697Santon 	pid_t pid;
27945297697Santon 	int status;
28045297697Santon 
28145297697Santon 	pid = fork();
28245297697Santon 	if (pid == -1)
28345297697Santon 		err(1, "fork");
28445297697Santon 	if (pid == 0) {
2850e2965f9Santon 		kcov_enable(fd, mode);
28645297697Santon 		execlp(self, self, "-E", NULL);
28745297697Santon 		_exit(1);
28845297697Santon 	}
28945297697Santon 
29045297697Santon 	if (waitpid(pid, &status, 0) == -1)
29145297697Santon 		err(1, "waitpid");
29245297697Santon 	if (WIFSIGNALED(status)) {
29345297697Santon 		warnx("terminated by signal (%d)", WTERMSIG(status));
29445297697Santon 		return 1;
29545297697Santon 	} else if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
29645297697Santon 		warnx("non-zero exit (%d)", WEXITSTATUS(status));
29745297697Santon 		return 1;
29845297697Santon 	}
29945297697Santon 
30045297697Santon 	/* Upon exit, the kcov descriptor must be reusable again. */
3010e2965f9Santon 	kcov_enable(fd, mode);
30245297697Santon 	kcov_disable(fd);
30345297697Santon 
30445297697Santon 	return 0;
30545297697Santon }
30645297697Santon 
30745297697Santon /*
30845297697Santon  * Coverage of thread after fork.
30945297697Santon  */
31045297697Santon static int
3110e2965f9Santon test_fork(int fd, int mode)
31245297697Santon {
31345297697Santon 	pid_t pid;
31445297697Santon 	int status;
31545297697Santon 
31645297697Santon 	pid = fork();
31745297697Santon 	if (pid == -1)
31845297697Santon 		err(1, "fork");
31945297697Santon 	if (pid == 0) {
3200e2965f9Santon 		kcov_enable(fd, mode);
32145297697Santon 		do_syscall();
32245297697Santon 		_exit(0);
32345297697Santon 	}
32445297697Santon 
32545297697Santon 	if (waitpid(pid, &status, 0) == -1)
32645297697Santon 		err(1, "waitpid");
32745297697Santon 	if (WIFSIGNALED(status)) {
32845297697Santon 		warnx("terminated by signal (%d)", WTERMSIG(status));
32945297697Santon 		return 1;
33045297697Santon 	} else if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
33145297697Santon 		warnx("non-zero exit (%d)", WEXITSTATUS(status));
33245297697Santon 		return 1;
33345297697Santon 	}
33445297697Santon 
33545297697Santon 	/* Upon exit, the kcov descriptor must be reusable again. */
3360e2965f9Santon 	kcov_enable(fd, mode);
33745297697Santon 	kcov_disable(fd);
33845297697Santon 
33945297697Santon 	return 0;
34045297697Santon }
34145297697Santon 
34245297697Santon /*
343e3865369Santon  * Open /dev/kcov more than once.
34445297697Santon  */
34545297697Santon static int
3460e2965f9Santon test_open(int oldfd, int mode)
347e3865369Santon {
348e3865369Santon 	unsigned long *cover;
349e3865369Santon 	int fd;
350*3bb8297cSanton 	int error = 0;
351e3865369Santon 
352e3865369Santon 	fd = kcov_open();
353e3865369Santon 	if (ioctl(fd, KIOSETBUFSIZE, &bufsize) == -1)
354e3865369Santon 		err(1, "ioctl: KIOSETBUFSIZE");
355e3865369Santon 	cover = mmap(NULL, bufsize * sizeof(unsigned long),
356e3865369Santon 	    PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
357e3865369Santon 	if (cover == MAP_FAILED)
358e3865369Santon 		err(1, "mmap");
359e3865369Santon 
3600e2965f9Santon 	kcov_enable(fd, mode);
361e3865369Santon 	do_syscall();
362e3865369Santon 	kcov_disable(fd);
363e3865369Santon 
364*3bb8297cSanton 	error = check_coverage(cover, mode, bufsize, 1);
365*3bb8297cSanton 
366e3865369Santon 	if (munmap(cover, bufsize * sizeof(unsigned long)))
367e3865369Santon 		err(1, "munmap");
368e3865369Santon 	close(fd);
369*3bb8297cSanton 
370*3bb8297cSanton 	return error;
371e3865369Santon }
372e3865369Santon 
373e3865369Santon /*
374e3865369Santon  * State transitions.
375e3865369Santon  */
376e3865369Santon static int
3770e2965f9Santon test_state(int fd, int mode)
37845297697Santon {
3790e2965f9Santon 	if (ioctl(fd, KIOENABLE, &mode) == -1) {
3800e2965f9Santon 		warn("KIOSETBUFSIZE -> KIOENABLE");
38145297697Santon 		return 1;
38245297697Santon 	}
38345297697Santon 	if (ioctl(fd, KIODISABLE) == -1) {
3840e2965f9Santon 		warn("KIOENABLE -> KIODISABLE");
38545297697Santon 		return 1;
38645297697Santon 	}
38745297697Santon 	if (ioctl(fd, KIOSETBUFSIZE, 0) != -1) {
38845297697Santon 		warnx("KIOSETBUFSIZE -> KIOSETBUFSIZE");
38945297697Santon 		return 1;
39045297697Santon 	}
39145297697Santon 	if (ioctl(fd, KIODISABLE) != -1) {
39245297697Santon 		warnx("KIOSETBUFSIZE -> KIODISABLE");
39345297697Santon 		return 1;
39445297697Santon 	}
39545297697Santon 
3960e2965f9Santon 	kcov_enable(fd, mode);
3970e2965f9Santon 	if (ioctl(fd, KIOENABLE, &mode) != -1) {
39845297697Santon 		warnx("KIOENABLE -> KIOENABLE");
39945297697Santon 		return 1;
40045297697Santon 	}
40145297697Santon 	if (ioctl(fd, KIOSETBUFSIZE, 0) != -1) {
40245297697Santon 		warnx("KIOENABLE -> KIOSETBUFSIZE");
40345297697Santon 		return 1;
40445297697Santon 	}
40545297697Santon 	kcov_disable(fd);
40645297697Santon 
40745297697Santon 	return 0;
40845297697Santon }
409