Quelle  zt-ptrace.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2021 ARM Limited.
 */
#include <errno.h>
#include <stdbool.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/auxv.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/uio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <asm/sigcontext.h>
#include <asm/ptrace.h>

#include "../../kselftest.h"

/* <linux/elf.h> and <sys/auxv.h> don't like each other, so: */
#ifndef NT_ARM_ZA
#define NT_ARM_ZA 0x40c
#endif
#ifndef NT_ARM_ZT
#define NT_ARM_ZT 0x40d
#endif

#define EXPECTED_TESTS 3

static int sme_vl;

static void fill_buf(char *buf, size_t size)
{
 int i;

 for (i = 0; i < size; i++)
  buf[i] = random();
}

static int do_child(void)
{
 if (ptrace(PTRACE_TRACEME, -1, NULL, NULL))
  ksft_exit_fail_msg("ptrace(PTRACE_TRACEME) failed: %s (%d)\n",
       strerror(errno), errno);

 if (raise(SIGSTOP))
  ksft_exit_fail_msg("raise(SIGSTOP) failed: %s (%d)\n",
       strerror(errno), errno);

 return EXIT_SUCCESS;
}

static struct user_za_header *get_za(pid_t pid, void **buf, size_t *size)
{
 struct user_za_header *za;
 void *p;
 size_t sz = sizeof(*za);
 struct iovec iov;

 while (1) {
  if (*size < sz) {
   p = realloc(*buf, sz);
   if (!p) {
    errno = ENOMEM;
    goto error;
   }

   *buf = p;
   *size = sz;
  }

  iov.iov_base = *buf;
  iov.iov_len = sz;
  if (ptrace(PTRACE_GETREGSET, pid, NT_ARM_ZA, &iov))
   goto error;

  za = *buf;
  if (za->size <= sz)
   break;

  sz = za->size;
 }

 return za;

error:
 return NULL;
}

static int set_za(pid_t pid, const struct user_za_header *za)
{
 struct iovec iov;

 iov.iov_base = (void *)za;
 iov.iov_len = za->size;
 return ptrace(PTRACE_SETREGSET, pid, NT_ARM_ZA, &iov);
}

static int get_zt(pid_t pid, char zt[ZT_SIG_REG_BYTES])
{
 struct iovec iov;

 iov.iov_base = zt;
 iov.iov_len = ZT_SIG_REG_BYTES;
 return ptrace(PTRACE_GETREGSET, pid, NT_ARM_ZT, &iov);
}


static int set_zt(pid_t pid, const char zt[ZT_SIG_REG_BYTES])
{
 struct iovec iov;

 iov.iov_base = (void *)zt;
 iov.iov_len = ZT_SIG_REG_BYTES;
 return ptrace(PTRACE_SETREGSET, pid, NT_ARM_ZT, &iov);
}

/* Reading with ZA disabled returns all zeros */
static void ptrace_za_disabled_read_zt(pid_t child)
{
 struct user_za_header za;
 char zt[ZT_SIG_REG_BYTES];
 int ret, i;
 bool fail = false;

 /* Disable PSTATE.ZA using the ZA interface */
 memset(&za, 0, sizeof(za));
 za.vl = sme_vl;
 za.size = sizeof(za);

 ret = set_za(child, &za);
 if (ret != 0) {
  ksft_print_msg("Failed to disable ZA\n");
  fail = true;
 }

 /* Read back ZT */
 ret = get_zt(child, zt);
 if (ret != 0) {
  ksft_print_msg("Failed to read ZT\n");
  fail = true;
 }

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zt); i++) {
  if (zt[i]) {
   ksft_print_msg("zt[%d]: 0x%x != 0\n", i, zt[i]);
   fail = true;
  }
 }

 ksft_test_result(!fail, "ptrace_za_disabled_read_zt\n");
}

/* Writing then reading ZT should return the data written */
static void ptrace_set_get_zt(pid_t child)
{
 char zt_in[ZT_SIG_REG_BYTES];
 char zt_out[ZT_SIG_REG_BYTES];
 int ret, i;
 bool fail = false;

 fill_buf(zt_in, sizeof(zt_in));

 ret = set_zt(child, zt_in);
 if (ret != 0) {
  ksft_print_msg("Failed to set ZT\n");
  fail = true;
 }

 ret = get_zt(child, zt_out);
 if (ret != 0) {
  ksft_print_msg("Failed to read ZT\n");
  fail = true;
 }

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zt_in); i++) {
  if (zt_in[i] != zt_out[i]) {
   ksft_print_msg("zt[%d]: 0x%x != 0x%x\n", i, 
           zt_in[i], zt_out[i]);
   fail = true;
  }
 }

 ksft_test_result(!fail, "ptrace_set_get_zt\n");
}

/* Writing ZT should set PSTATE.ZA */
static void ptrace_enable_za_via_zt(pid_t child)
{
 struct user_za_header za_in;
 struct user_za_header *za_out;
 char zt[ZT_SIG_REG_BYTES];
 char *za_data;
 size_t za_out_size;
 int ret, i, vq;
 bool fail = false;

 /* Disable PSTATE.ZA using the ZA interface */
 memset(&za_in, 0, sizeof(za_in));
 za_in.vl = sme_vl;
 za_in.size = sizeof(za_in);

 ret = set_za(child, &za_in);
 if (ret != 0) {
  ksft_print_msg("Failed to disable ZA\n");
  fail = true;
 }

 /* Write ZT */
 fill_buf(zt, sizeof(zt));
 ret = set_zt(child, zt);
 if (ret != 0) {
  ksft_print_msg("Failed to set ZT\n");
  fail = true;
 }

 /* Read back ZA and check for register data */
 za_out = NULL;
 za_out_size = 0;
 if (get_za(child, (void **)&za_out, &za_out_size)) {
  /* Should have an unchanged VL */
  if (za_out->vl != sme_vl) {
   ksft_print_msg("VL changed from %d to %d\n",
           sme_vl, za_out->vl);
   fail = true;
  }
  vq = __sve_vq_from_vl(za_out->vl);
  za_data = (char *)za_out + ZA_PT_ZA_OFFSET;

  /* Should have register data */
  if (za_out->size < ZA_PT_SIZE(vq)) {
   ksft_print_msg("ZA data less than expected: %u < %u\n",
           za_out->size, (unsigned int)ZA_PT_SIZE(vq));
   fail = true;
   vq = 0;
  }

  /* That register data should be non-zero */
  for (i = 0; i < ZA_PT_ZA_SIZE(vq); i++) {
   if (za_data[i]) {
    ksft_print_msg("ZA byte %d is %x\n",
            i, za_data[i]);
    fail = true;
   }
  }
 } else {
  ksft_print_msg("Failed to read ZA\n");
  fail = true;
 }

 ksft_test_result(!fail, "ptrace_enable_za_via_zt\n");
}

static int do_parent(pid_t child)
{
 int ret = EXIT_FAILURE;
 pid_t pid;
 int status;
 siginfo_t si;

 /* Attach to the child */
 while (1) {
  int sig;

  pid = wait(&status);
  if (pid == -1) {
   perror("wait");
   goto error;
  }

  /*
 * This should never happen but it's hard to flag in
 * the framework.
 */
  if (pid != child)
   continue;

  if (WIFEXITED(status) || WIFSIGNALED(status))
   ksft_exit_fail_msg("Child died unexpectedly\n");

  if (!WIFSTOPPED(status))
   goto error;

  sig = WSTOPSIG(status);

  if (ptrace(PTRACE_GETSIGINFO, pid, NULL, &si)) {
   if (errno == ESRCH)
    goto disappeared;

   if (errno == EINVAL) {
    sig = 0; /* bust group-stop */
    goto cont;
   }

   ksft_test_result_fail("PTRACE_GETSIGINFO: %s\n",
           strerror(errno));
   goto error;
  }

  if (sig == SIGSTOP && si.si_code == SI_TKILL &&
      si.si_pid == pid)
   break;

 cont:
  if (ptrace(PTRACE_CONT, pid, NULL, sig)) {
   if (errno == ESRCH)
    goto disappeared;

   ksft_test_result_fail("PTRACE_CONT: %s\n",
           strerror(errno));
   goto error;
  }
 }

 ksft_print_msg("Parent is %d, child is %d\n", getpid(), child);

 ptrace_za_disabled_read_zt(child);
 ptrace_set_get_zt(child);
 ptrace_enable_za_via_zt(child);

 ret = EXIT_SUCCESS;

error:
 kill(child, SIGKILL);

disappeared:
 return ret;
}

int main(void)
{
 int ret = EXIT_SUCCESS;
 pid_t child;

 srandom(getpid());

 ksft_print_header();

 if (!(getauxval(AT_HWCAP2) & HWCAP2_SME2)) {
  ksft_set_plan(1);
  ksft_exit_skip("SME2 not available\n");
 }

 /* We need a valid SME VL to enable/disable ZA */
 sme_vl = prctl(PR_SME_GET_VL);
 if (sme_vl == -1) {
  ksft_set_plan(1);
  ksft_exit_skip("Failed to read SME VL: %d (%s)\n",
          errno, strerror(errno));
 }

 ksft_set_plan(EXPECTED_TESTS);

 child = fork();
 if (!child)
  return do_child();

 if (do_parent(child))
  ret = EXIT_FAILURE;

 ksft_print_cnts();

 return ret;
}