contrib/netbsd-tests/lib/libc/sys/t_mmap.c

   1 /* $NetBSD: t_mmap.c,v 1.7 2012/06/14 17:47:58 bouyer Exp $ */
   2
   3 /*-
   4  * Copyright (c) 2011 The NetBSD Foundation, Inc.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
   8  * by Jukka Ruohonen.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
  20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
  23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  */
  31
  32 /*-
  33  * Copyright (c)2004 YAMAMOTO Takashi,
  34  * All rights reserved.
  35  *
  36  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  37  * modification, are permitted provided that the following conditions
  38  * are met:
  39  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  40  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  41  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  43  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  44  *
  45  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  46  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  47  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  48  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  49  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  50  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  51  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  52  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  53  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  54  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  55  * SUCH DAMAGE.
  56  */
  57 #include <sys/cdefs.h>
  58 __RCSID("$NetBSD: t_mmap.c,v 1.7 2012/06/14 17:47:58 bouyer Exp $");
  59
  60 #include <sys/param.h>
  61 #include <sys/mman.h>
  62 #include <sys/socket.h>
  63 #include <sys/sysctl.h>
  64 #include <sys/wait.h>
  65
  66 #include <atf-c.h>
  67 #include <errno.h>
  68 #include <fcntl.h>
  69 #include <signal.h>
  70 #include <stdio.h>
  71 #include <stdlib.h>
  72 #include <string.h>
  73 #include <unistd.h>
  74 #include <paths.h>
  75 #ifdef __NetBSD__
  76 #include <machine/disklabel.h>
  77 #endif
  78
  79 #ifdef __FreeBSD__
  80 #include <sys/disklabel.h>
  81 #include <sys/stat.h>
  82 #include <stdint.h>
  83 #endif
  84
  85 static long     page = 0;
  86 static char     path[] = "mmap";
  87 static void     map_check(void *, int);
  88 static void     map_sighandler(int);
  89 static void     testloan(void *, void *, char, int);
  90
  91 #define BUFSIZE (32 * 1024)     /* enough size to trigger sosend_loan */
  92
  93 static void
  94 map_check(void *map, int flag)
  95 {
  96
  97         if (flag != 0) {
  98                 ATF_REQUIRE(map == MAP_FAILED);
  99                 return;
 100         }
 101
 102         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 103         ATF_REQUIRE(munmap(map, page) == 0);
 104 }
 105
 106 void
 107 testloan(void *vp, void *vp2, char pat, int docheck)
 108 {
 109         char buf[BUFSIZE];
 110         char backup[BUFSIZE];
 111         ssize_t nwritten;
 112         ssize_t nread;
 113         int fds[2];
 114         int val;
 115
 116         val = BUFSIZE;
 117
 118         if (docheck != 0)
 119                 (void)memcpy(backup, vp, BUFSIZE);
 120
 121         if (socketpair(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, PF_UNSPEC, fds) != 0)
 122                 atf_tc_fail("socketpair() failed");
 123
 124         val = BUFSIZE;
 125
 126         if (setsockopt(fds[1], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &val, sizeof(val)) != 0)
 127                 atf_tc_fail("setsockopt() failed, SO_RCVBUF");
 128
 129         val = BUFSIZE;
 130
 131         if (setsockopt(fds[0], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &val, sizeof(val)) != 0)
 132                 atf_tc_fail("setsockopt() failed, SO_SNDBUF");
 133
 134         if (fcntl(fds[0], F_SETFL, O_NONBLOCK) != 0)
 135                 atf_tc_fail("fcntl() failed");
 136
 137         nwritten = write(fds[0], (char *)vp + page, BUFSIZE - page);
 138
 139         if (nwritten == -1)
 140                 atf_tc_fail("write() failed");
 141
 142         /* Break loan. */
 143         (void)memset(vp2, pat, BUFSIZE);
 144
 145         nread = read(fds[1], buf + page, BUFSIZE - page);
 146
 147         if (nread == -1)
 148                 atf_tc_fail("read() failed");
 149
 150         if (nread != nwritten)
 151                 atf_tc_fail("too short read");
 152
 153         if (docheck != 0 && memcmp(backup, buf + page, nread) != 0)
 154                 atf_tc_fail("data mismatch");
 155
 156         ATF_REQUIRE(close(fds[0]) == 0);
 157         ATF_REQUIRE(close(fds[1]) == 0);
 158 }
 159
 160 static void
 161 map_sighandler(int signo)
 162 {
 163         _exit(signo);
 164 }
 165
 166 #ifdef __NetBSD__
 167 ATF_TC(mmap_block);
 168 ATF_TC_HEAD(mmap_block, tc)
 169 {
 170         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mmap(2) with a block device");
 171         atf_tc_set_md_var(tc, "require.user", "root");
 172 }
 173
 174 ATF_TC_BODY(mmap_block, tc)
 175 {
 176         static const int mib[] = { CTL_HW, HW_DISKNAMES };
 177         static const unsigned int miblen = __arraycount(mib);
 178         char *map, *dk, *drives, dev[PATH_MAX];
 179         size_t len;
 180         int fd = -1;
 181
 182         atf_tc_skip("The test case causes a panic (PR kern/38889, kern/46592)");
 183
 184         ATF_REQUIRE(sysctl(mib, miblen, NULL, &len, NULL, 0) == 0);
 185         drives = malloc(len);
 186         ATF_REQUIRE(drives != NULL);
 187         ATF_REQUIRE(sysctl(mib, miblen, drives, &len, NULL, 0) == 0);
 188         for (dk = strtok(drives, " "); dk != NULL; dk = strtok(NULL, " ")) {
 189                 sprintf(dev, _PATH_DEV "%s%c", dk, 'a'+RAW_PART);
 190                 fprintf(stderr, "trying: %s\n", dev);
 191
 192                 if ((fd = open(dev, O_RDONLY)) >= 0) {
 193                         (void)fprintf(stderr, "using %s\n", dev);
 194                         break;
 195                 }
 196         }
 197         free(drives);
 198
 199         if (fd < 0)
 200                 atf_tc_skip("failed to find suitable block device");
 201
 202         map = mmap(NULL, 4096, PROT_READ, MAP_FILE, fd, 0);
 203         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 204
 205         (void)fprintf(stderr, "first byte %x\n", *map);
 206         ATF_REQUIRE(close(fd) == 0);
 207         (void)fprintf(stderr, "first byte %x\n", *map);
 208
 209         ATF_REQUIRE(munmap(map, 4096) == 0);
 210 }
 211 #endif
 212
 213 ATF_TC(mmap_err);
 214 ATF_TC_HEAD(mmap_err, tc)
 215 {
 216         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test error conditions of mmap(2)");
 217 }
 218
 219 ATF_TC_BODY(mmap_err, tc)
 220 {
 221         size_t addr = SIZE_MAX;
 222         void *map;
 223
 224         errno = 0;
 225         map = mmap(NULL, 3, PROT_READ, MAP_FILE|MAP_PRIVATE, -1, 0);
 226
 227         ATF_REQUIRE(map == MAP_FAILED);
 228         ATF_REQUIRE(errno == EBADF);
 229
 230         errno = 0;
 231         map = mmap(&addr, page, PROT_READ, MAP_FIXED|MAP_PRIVATE, -1, 0);
 232
 233         ATF_REQUIRE(map == MAP_FAILED);
 234         ATF_REQUIRE(errno == EINVAL);
 235
 236         errno = 0;
 237         map = mmap(NULL, page, PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, INT_MAX, 0);
 238
 239         ATF_REQUIRE(map == MAP_FAILED);
 240         ATF_REQUIRE(errno == EINVAL);
 241 }
 242
 243 ATF_TC_WITH_CLEANUP(mmap_loan);
 244 ATF_TC_HEAD(mmap_loan, tc)
 245 {
 246         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test uvm page loanout with mmap(2)");
 247 }
 248
 249 ATF_TC_BODY(mmap_loan, tc)
 250 {
 251         char buf[BUFSIZE];
 252         char *vp, *vp2;
 253         int fd;
 254
 255         fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT, 0600);
 256         ATF_REQUIRE(fd >= 0);
 257
 258         (void)memset(buf, 'x', sizeof(buf));
 259         (void)write(fd, buf, sizeof(buf));
 260
 261         vp = mmap(NULL, BUFSIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
 262             MAP_FILE | MAP_PRIVATE, fd, 0);
 263
 264         ATF_REQUIRE(vp != MAP_FAILED);
 265
 266         vp2 = vp;
 267
 268         testloan(vp, vp2, 'A', 0);
 269         testloan(vp, vp2, 'B', 1);
 270
 271         ATF_REQUIRE(munmap(vp, BUFSIZE) == 0);
 272
 273         vp = mmap(NULL, BUFSIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
 274             MAP_FILE | MAP_SHARED, fd, 0);
 275
 276         vp2 = mmap(NULL, BUFSIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
 277             MAP_FILE | MAP_SHARED, fd, 0);
 278
 279         ATF_REQUIRE(vp != MAP_FAILED);
 280         ATF_REQUIRE(vp2 != MAP_FAILED);
 281
 282         testloan(vp, vp2, 'E', 1);
 283
 284         ATF_REQUIRE(munmap(vp, BUFSIZE) == 0);
 285         ATF_REQUIRE(munmap(vp2, BUFSIZE) == 0);
 286 }
 287
 288 ATF_TC_CLEANUP(mmap_loan, tc)
 289 {
 290         (void)unlink(path);
 291 }
 292
 293 ATF_TC_WITH_CLEANUP(mmap_prot_1);
 294 ATF_TC_HEAD(mmap_prot_1, tc)
 295 {
 296         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mmap(2) protections, #1");
 297 }
 298
 299 ATF_TC_BODY(mmap_prot_1, tc)
 300 {
 301         void *map;
 302         int fd;
 303
 304         /*
 305          * Open a file write-only and try to
 306          * map it read-only. This should fail.
 307          */
 308         fd = open(path, O_WRONLY | O_CREAT, 0700);
 309
 310         if (fd < 0)
 311                 return;
 312
 313         ATF_REQUIRE(write(fd, "XXX", 3) == 3);
 314
 315         map = mmap(NULL, 3, PROT_READ, MAP_FILE|MAP_PRIVATE, fd, 0);
 316         map_check(map, 1);
 317
 318         map = mmap(NULL, 3, PROT_WRITE, MAP_FILE|MAP_PRIVATE, fd, 0);
 319         map_check(map, 0);
 320
 321         ATF_REQUIRE(close(fd) == 0);
 322 }
 323
 324 ATF_TC_CLEANUP(mmap_prot_1, tc)
 325 {
 326         (void)unlink(path);
 327 }
 328
 329 ATF_TC(mmap_prot_2);
 330 ATF_TC_HEAD(mmap_prot_2, tc)
 331 {
 332         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mmap(2) protections, #2");
 333 }
 334
 335 ATF_TC_BODY(mmap_prot_2, tc)
 336 {
 337         char buf[2];
 338         void *map;
 339         pid_t pid;
 340         int sta;
 341
 342         /*
 343          * Make a PROT_NONE mapping and try to access it.
 344          * If we catch a SIGSEGV, all works as expected.
 345          */
 346         map = mmap(NULL, page, PROT_NONE, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
 347         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 348
 349         pid = fork();
 350         ATF_REQUIRE(pid >= 0);
 351
 352         if (pid == 0) {
 353                 ATF_REQUIRE(signal(SIGSEGV, map_sighandler) != SIG_ERR);
 354                 ATF_REQUIRE(strlcpy(buf, map, sizeof(buf)) != 0);
 355         }
 356
 357         (void)wait(&sta);
 358
 359         ATF_REQUIRE(WIFEXITED(sta) != 0);
 360         ATF_REQUIRE(WEXITSTATUS(sta) == SIGSEGV);
 361         ATF_REQUIRE(munmap(map, page) == 0);
 362 }
 363
 364 ATF_TC_WITH_CLEANUP(mmap_prot_3);
 365 ATF_TC_HEAD(mmap_prot_3, tc)
 366 {
 367         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mmap(2) protections, #3");
 368 }
 369
 370 ATF_TC_BODY(mmap_prot_3, tc)
 371 {
 372         char buf[2];
 373         int fd, sta;
 374         void *map;
 375         pid_t pid;
 376
 377         /*
 378          * Open a file, change the permissions
 379          * to read-only, and try to map it as
 380          * PROT_NONE. This should succeed, but
 381          * the access should generate SIGSEGV.
 382          */
 383         fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT, 0700);
 384
 385         if (fd < 0)
 386                 return;
 387
 388         ATF_REQUIRE(write(fd, "XXX", 3) == 3);
 389         ATF_REQUIRE(close(fd) == 0);
 390         ATF_REQUIRE(chmod(path, 0444) == 0);
 391
 392         fd = open(path, O_RDONLY);
 393         ATF_REQUIRE(fd != -1);
 394
 395         map = mmap(NULL, 3, PROT_NONE, MAP_FILE | MAP_SHARED, fd, 0);
 396         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 397
 398         pid = fork();
 399
 400         ATF_REQUIRE(pid >= 0);
 401
 402         if (pid == 0) {
 403                 ATF_REQUIRE(signal(SIGSEGV, map_sighandler) != SIG_ERR);
 404                 ATF_REQUIRE(strlcpy(buf, map, sizeof(buf)) != 0);
 405         }
 406
 407         (void)wait(&sta);
 408
 409         ATF_REQUIRE(WIFEXITED(sta) != 0);
 410         ATF_REQUIRE(WEXITSTATUS(sta) == SIGSEGV);
 411         ATF_REQUIRE(munmap(map, 3) == 0);
 412 }
 413
 414 ATF_TC_CLEANUP(mmap_prot_3, tc)
 415 {
 416         (void)unlink(path);
 417 }
 418
 419 ATF_TC_WITH_CLEANUP(mmap_truncate);
 420 ATF_TC_HEAD(mmap_truncate, tc)
 421 {
 422         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mmap(2) and ftruncate(2)");
 423 }
 424
 425 ATF_TC_BODY(mmap_truncate, tc)
 426 {
 427         char *map;
 428         long i;
 429         int fd;
 430
 431         fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT, 0700);
 432
 433         if (fd < 0)
 434                 return;
 435
 436         /*
 437          * See that ftruncate(2) works
 438          * while the file is mapped.
 439          */
 440         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, page) == 0);
 441
 442         map = mmap(NULL, page, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_FILE|MAP_PRIVATE,
 443              fd, 0);
 444         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 445
 446         for (i = 0; i < page; i++)
 447                 map[i] = 'x';
 448
 449         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, 0) == 0);
 450         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, page / 8) == 0);
 451         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, page / 4) == 0);
 452         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, page / 2) == 0);
 453         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, page / 12) == 0);
 454         ATF_REQUIRE(ftruncate(fd, page / 64) == 0);
 455
 456         ATF_REQUIRE(close(fd) == 0);
 457 }
 458
 459 ATF_TC_CLEANUP(mmap_truncate, tc)
 460 {
 461         (void)unlink(path);
 462 }
 463
 464 ATF_TC(mmap_va0);
 465 ATF_TC_HEAD(mmap_va0, tc)
 466 {
 467         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mmap(2) and vm.user_va0_disable");
 468 }
 469
 470 ATF_TC_BODY(mmap_va0, tc)
 471 {
 472         int flags = MAP_ANON | MAP_FIXED | MAP_PRIVATE;
 473         size_t len = sizeof(int);
 474         void *map;
 475         int val;
 476
 477         /*
 478          * Make an anonymous fixed mapping at zero address. If the address
 479          * is restricted as noted in security(7), the syscall should fail.
 480          */
 481 #ifdef __FreeBSD__
 482         if (sysctlbyname("security.bsd.map_at_zero", &val, &len, NULL, 0) != 0)
 483                 atf_tc_fail("failed to read security.bsd.map_at_zero");
 484         val = !val; /* 1 == enable  map at zero */
 485 #endif
 486 #ifdef __NetBSD__
 487         if (sysctlbyname("vm.user_va0_disable", &val, &len, NULL, 0) != 0)
 488                 atf_tc_fail("failed to read vm.user_va0_disable");
 489 #endif
 490
 491         map = mmap(NULL, page, PROT_EXEC, flags, -1, 0);
 492         map_check(map, val);
 493
 494         map = mmap(NULL, page, PROT_READ, flags, -1, 0);
 495         map_check(map, val);
 496
 497         map = mmap(NULL, page, PROT_WRITE, flags, -1, 0);
 498         map_check(map, val);
 499
 500         map = mmap(NULL, page, PROT_READ|PROT_WRITE, flags, -1, 0);
 501         map_check(map, val);
 502
 503         map = mmap(NULL, page, PROT_EXEC|PROT_READ|PROT_WRITE, flags, -1, 0);
 504         map_check(map, val);
 505 }
 506
 507 ATF_TP_ADD_TCS(tp)
 508 {
 509         page = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 510         ATF_REQUIRE(page >= 0);
 511
 512 #ifdef __NetBSD__
 513         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_block);
 514 #endif
 515         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_err);
 516         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_loan);
 517         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_prot_1);
 518         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_prot_2);
 519         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_prot_3);
 520         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_truncate);
 521         ATF_TP_ADD_TC(tp, mmap_va0);
 522
 523         return atf_no_error();
 524 }