Quelle  merge.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later

#define _GNU_SOURCE
#include "../kselftest_harness.h"
#include <linux/prctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/wait.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include "vm_util.h"
#include <linux/mman.h>

FIXTURE(merge)
{
 unsigned int page_size;
 char *carveout;
 struct procmap_fd procmap;
};

FIXTURE_SETUP(merge)
{
 self->page_size = psize();
 /* Carve out PROT_NONE region to map over. */
 self->carveout = mmap(NULL, 30 * self->page_size, PROT_NONE,
         MAP_ANON | MAP_PRIVATE, -1, 0);
 ASSERT_NE(self->carveout, MAP_FAILED);
 /* Setup PROCMAP_QUERY interface. */
 ASSERT_EQ(open_self_procmap(&self->procmap), 0);
}

FIXTURE_TEARDOWN(merge)
{
 ASSERT_EQ(munmap(self->carveout, 30 * self->page_size), 0);
 ASSERT_EQ(close_procmap(&self->procmap), 0);
 /*
 * Clear unconditionally, as some tests set this. It is no issue if this
 * fails (KSM may be disabled for instance).
 */
 prctl(PR_SET_MEMORY_MERGE, 0, 0, 0, 0);
}

TEST_F(merge, mprotect_unfaulted_left)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr;

 /*
 * Map 10 pages of R/W memory within. MAP_NORESERVE so we don't hit
 * merge failure due to lack of VM_ACCOUNT flag by mistake.
 *
 * |-----------------------|
 * |       unfaulted       |
 * |-----------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 10 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 /*
 * Now make the first 5 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *      RO          RW
 * |-----------|-----------|
 * | unfaulted | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(ptr, 5 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Fault in the first of the last 5 pages so it gets an anon_vma and
 * thus the whole VMA becomes 'faulted':
 *
 *      RO          RW
 * |-----------|-----------|
 * | unfaulted |  faulted  |
 * |-----------|-----------|
 */
 ptr[5 * page_size] = 'x';
 /*
 * Now mprotect() the RW region read-only, we should merge (though for
 * ~15 years we did not! :):
 *
 *             RO
 * |-----------------------|
 * |        faulted        |
 * |-----------------------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[5 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ), 0);

 /* Assert that the merge succeeded using PROCMAP_QUERY. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 10 * page_size);
}

TEST_F(merge, mprotect_unfaulted_right)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr;

 /*
 * |-----------------------|
 * |       unfaulted       |
 * |-----------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 10 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 /*
 * Now make the last 5 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *      RW          RO
 * |-----------|-----------|
 * | unfaulted | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[5 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Fault in the first of the first 5 pages so it gets an anon_vma and
 * thus the whole VMA becomes 'faulted':
 *
 *      RW          RO
 * |-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 */
 ptr[0] = 'x';
 /*
 * Now mprotect() the RW region read-only, we should merge:
 *
 *             RO
 * |-----------------------|
 * |        faulted        |
 * |-----------------------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(ptr, 5 * page_size, PROT_READ), 0);

 /* Assert that the merge succeeded using PROCMAP_QUERY. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 10 * page_size);
}

TEST_F(merge, mprotect_unfaulted_both)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr;

 /*
 * |-----------------------|
 * |       unfaulted       |
 * |-----------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[2 * page_size], 9 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 /*
 * Now make the first and last 3 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *      RO          RW          RO
 * |-----------|-----------|-----------|
 * | unfaulted | unfaulted | unfaulted |
 * |-----------|-----------|-----------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(ptr, 3 * page_size, PROT_READ), 0);
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[6 * page_size], 3 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Fault in the first of the middle 3 pages so it gets an anon_vma and
 * thus the whole VMA becomes 'faulted':
 *
 *      RO          RW          RO
 * |-----------|-----------|-----------|
 * | unfaulted |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|-----------|
 */
 ptr[3 * page_size] = 'x';
 /*
 * Now mprotect() the RW region read-only, we should merge:
 *
 *             RO
 * |-----------------------|
 * |        faulted        |
 * |-----------------------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[3 * page_size], 3 * page_size, PROT_READ), 0);

 /* Assert that the merge succeeded using PROCMAP_QUERY. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 9 * page_size);
}

TEST_F(merge, mprotect_faulted_left_unfaulted_right)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr;

 /*
 * |-----------------------|
 * |       unfaulted       |
 * |-----------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[2 * page_size], 9 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 /*
 * Now make the last 3 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *             RW               RO
 * |-----------------------|-----------|
 * |       unfaulted       | unfaulted |
 * |-----------------------|-----------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[6 * page_size], 3 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Fault in the first of the first 6 pages so it gets an anon_vma and
 * thus the whole VMA becomes 'faulted':
 *
 *             RW               RO
 * |-----------------------|-----------|
 * |       unfaulted       | unfaulted |
 * |-----------------------|-----------|
 */
 ptr[0] = 'x';
 /*
 * Now make the first 3 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *      RO          RW          RO
 * |-----------|-----------|-----------|
 * |  faulted  |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|-----------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(ptr, 3 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Now mprotect() the RW region read-only, we should merge:
 *
 *             RO
 * |-----------------------|
 * |        faulted        |
 * |-----------------------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[3 * page_size], 3 * page_size, PROT_READ), 0);

 /* Assert that the merge succeeded using PROCMAP_QUERY. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 9 * page_size);
}

TEST_F(merge, mprotect_unfaulted_left_faulted_right)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr;

 /*
 * |-----------------------|
 * |       unfaulted       |
 * |-----------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[2 * page_size], 9 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 /*
 * Now make the first 3 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *      RO                RW
 * |-----------|-----------------------|
 * | unfaulted |       unfaulted       |
 * |-----------|-----------------------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(ptr, 3 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Fault in the first of the last 6 pages so it gets an anon_vma and
 * thus the whole VMA becomes 'faulted':
 *
 *      RO                RW
 * |-----------|-----------------------|
 * | unfaulted |        faulted        |
 * |-----------|-----------------------|
 */
 ptr[3 * page_size] = 'x';
 /*
 * Now make the last 3 pages read-only, splitting the VMA:
 *
 *      RO          RW          RO
 * |-----------|-----------|-----------|
 * | unfaulted |  faulted  |  faulted  |
 * |-----------|-----------|-----------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[6 * page_size], 3 * page_size, PROT_READ), 0);
 /*
 * Now mprotect() the RW region read-only, we should merge:
 *
 *             RO
 * |-----------------------|
 * |        faulted        |
 * |-----------------------|
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(&ptr[3 * page_size], 3 * page_size, PROT_READ), 0);

 /* Assert that the merge succeeded using PROCMAP_QUERY. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 9 * page_size);
}

TEST_F(merge, forked_target_vma)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 pid_t pid;
 char *ptr, *ptr2;
 int i;

 /*
 * |-----------|
 * | unfaulted |
 * |-----------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in process.
 *
 * |-----------|
 * |  faulted  |
 * |-----------|
 */
 ptr[0] = 'x';

 pid = fork();
 ASSERT_NE(pid, -1);

 if (pid != 0) {
  wait(NULL);
  return;
 }

 /* Child process below: */

 /* Reopen for child. */
 ASSERT_EQ(close_procmap(&self->procmap), 0);
 ASSERT_EQ(open_self_procmap(&self->procmap), 0);

 /* unCOWing everything does not cause the AVC to go away. */
 for (i = 0; i < 5 * page_size; i += page_size)
  ptr[i] = 'x';

 /*
 * Map in adjacent VMA in child.
 *
 *     forked
 * |-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 *      ptr         ptr2
 */
 ptr2 = mmap(&ptr[5 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /* Make sure not merged. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 5 * page_size);
}

TEST_F(merge, forked_source_vma)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 pid_t pid;
 char *ptr, *ptr2;
 int i;

 /*
 * |-----------|------------|
 * | unfaulted | <unmapped> |
 * |-----------|------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in process.
 *
 * |-----------|------------|
 * |  faulted  | <unmapped> |
 * |-----------|------------|
 */
 ptr[0] = 'x';

 pid = fork();
 ASSERT_NE(pid, -1);

 if (pid != 0) {
  wait(NULL);
  return;
 }

 /* Child process below: */

 /* Reopen for child. */
 ASSERT_EQ(close_procmap(&self->procmap), 0);
 ASSERT_EQ(open_self_procmap(&self->procmap), 0);

 /* unCOWing everything does not cause the AVC to go away. */
 for (i = 0; i < 5 * page_size; i += page_size)
  ptr[i] = 'x';

 /*
 * Map in adjacent VMA in child, ptr2 after ptr, but incompatible.
 *
 *   forked RW      RWX
 * |-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 *      ptr        ptr2
 */
 ptr2 = mmap(&carveout[6 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED | MAP_NORESERVE, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /* Make sure not merged. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr2));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr2);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr2 + 5 * page_size);

 /*
 * Now mprotect forked region to RWX so it becomes the source for the
 * merge to unfaulted region:
 *
 *  forked RWX      RWX
 * |-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 *      ptr         ptr2
 *
 * This should NOT result in a merge, as ptr was forked.
 */
 ASSERT_EQ(mprotect(ptr, 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC), 0);
 /* Again, make sure not merged. */
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr2));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr2);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr2 + 5 * page_size);
}

TEST_F(merge, handle_uprobe_upon_merged_vma)
{
 const size_t attr_sz = sizeof(struct perf_event_attr);
 unsigned int page_size = self->page_size;
 const char *probe_file = "./foo";
 char *carveout = self->carveout;
 struct perf_event_attr attr;
 unsigned long type;
 void *ptr1, *ptr2;
 int fd;

 fd = open(probe_file, O_RDWR|O_CREAT, 0600);
 ASSERT_GE(fd, 0);

 ASSERT_EQ(ftruncate(fd, page_size), 0);
 if (read_sysfs("/sys/bus/event_source/devices/uprobe/type", &type) != 0) {
  SKIP(goto out, "Failed to read uprobe sysfs file, skipping");
 }

 memset(&attr, 0, attr_sz);
 attr.size = attr_sz;
 attr.type = type;
 attr.config1 = (__u64)(long)probe_file;
 attr.config2 = 0x0;

 ASSERT_GE(syscall(__NR_perf_event_open, &attr, 0, -1, -1, 0), 0);

 ptr1 = mmap(&carveout[page_size], 10 * page_size, PROT_EXEC,
      MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, fd, 0);
 ASSERT_NE(ptr1, MAP_FAILED);

 ptr2 = mremap(ptr1, page_size, 2 * page_size,
        MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr1 + 5 * page_size);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_NE(mremap(ptr2, page_size, page_size,
    MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr1), MAP_FAILED);

out:
 close(fd);
 remove(probe_file);
}

TEST_F(merge, ksm_merge)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2;
 int err;

 /*
 * Map two R/W immediately adjacent to one another, they should
 * trivially merge:
 *
 * |-----------|-----------|
 * |    R/W    |    R/W    |
 * |-----------|-----------|
 *      ptr         ptr2
 */

 ptr = mmap(&carveout[page_size], page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 ptr2 = mmap(&carveout[2 * page_size], page_size,
      PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 2 * page_size);

 /* Unmap the second half of this merged VMA. */
 ASSERT_EQ(munmap(ptr2, page_size), 0);

 /* OK, now enable global KSM merge. We clear this on test teardown. */
 err = prctl(PR_SET_MEMORY_MERGE, 1, 0, 0, 0);
 if (err == -1) {
  int errnum = errno;

  /* Only non-failure case... */
  ASSERT_EQ(errnum, EINVAL);
  /* ...but indicates we should skip. */
  SKIP(return, "KSM memory merging not supported, skipping.");
 }

 /*
 * Now map a VMA adjacent to the existing that was just made
 * VM_MERGEABLE, this should merge as well.
 */
 ptr2 = mmap(&carveout[2 * page_size], page_size,
      PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 2 * page_size);

 /* Now this VMA altogether. */
 ASSERT_EQ(munmap(ptr, 2 * page_size), 0);

 /* Try the same operation as before, asserting this also merges fine. */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 ptr2 = mmap(&carveout[2 * page_size], page_size,
      PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);
 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 2 * page_size);
}

TEST_F(merge, mremap_unfaulted_to_faulted)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2;

 /*
 * Map two distinct areas:
 *
 * |-----------|  |-----------|
 * | unfaulted |  | unfaulted |
 * |-----------|  |-----------|
 *      ptr            ptr2
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 ptr2 = mmap(&carveout[7 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /* Offset ptr2 further away. */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr2 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in ptr:
 *                \
 * |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  \  | unfaulted |
 * |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr       \       ptr2
 */
 ptr[0] = 'x';

 /*
 * Now move ptr2 adjacent to ptr:
 *
 * |-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |
 * |-----------|-----------|
 *      ptr         ptr2
 *
 * It should merge:
 *
 * |----------------------|
 * |       faulted        |
 * |----------------------|
 *            ptr
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 10 * page_size);
}

TEST_F(merge, mremap_unfaulted_behind_faulted)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2;

 /*
 * Map two distinct areas:
 *
 * |-----------|  |-----------|
 * | unfaulted |  | unfaulted |
 * |-----------|  |-----------|
 *      ptr            ptr2
 */
 ptr = mmap(&carveout[6 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 ptr2 = mmap(&carveout[14 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /* Offset ptr2 further away. */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr2 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in ptr:
 *                \
 * |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  \  | unfaulted |
 * |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr       \       ptr2
 */
 ptr[0] = 'x';

 /*
 * Now move ptr2 adjacent, but behind, ptr:
 *
 * |-----------|-----------|
 * | unfaulted |  faulted  |
 * |-----------|-----------|
 *      ptr2        ptr
 *
 * It should merge:
 *
 * |----------------------|
 * |       faulted        |
 * |----------------------|
 *            ptr2
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &carveout[page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr2));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr2);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr2 + 10 * page_size);
}

TEST_F(merge, mremap_unfaulted_between_faulted)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2, *ptr3;

 /*
 * Map three distinct areas:
 *
 * |-----------|  |-----------|  |-----------|
 * | unfaulted |  | unfaulted |  | unfaulted |
 * |-----------|  |-----------|  |-----------|
 *      ptr            ptr2           ptr3
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 ptr2 = mmap(&carveout[7 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);
 ptr3 = mmap(&carveout[14 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 /* Offset ptr3 further away. */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr3 + page_size * 2000);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 /* Offset ptr2 further away. */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr2 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in ptr, ptr3:
 *                \                 \
 * |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  \  | unfaulted |  \  |  faulted  |
 * |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr       \       ptr2      \       ptr3
 */
 ptr[0] = 'x';
 ptr3[0] = 'x';

 /*
 * Move ptr3 back into place, leaving a place for ptr2:
 *                                        \
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |           |  faulted  |  \  | unfaulted |
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr                     ptr3      \       ptr2
 */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[10 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 /*
 * Finally, move ptr2 into place:
 *
 * |-----------|-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |  faulted  |
 * |-----------|-----------|-----------|
 *      ptr        ptr2         ptr3
 *
 * It should merge, but only ptr, ptr2:
 *
 * |-----------------------|-----------|
 * |        faulted        | unfaulted |
 * |-----------------------|-----------|
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 10 * page_size);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr3));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr3);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr3 + 5 * page_size);
}

TEST_F(merge, mremap_unfaulted_between_faulted_unfaulted)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2, *ptr3;

 /*
 * Map three distinct areas:
 *
 * |-----------|  |-----------|  |-----------|
 * | unfaulted |  | unfaulted |  | unfaulted |
 * |-----------|  |-----------|  |-----------|
 *      ptr            ptr2           ptr3
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);
 ptr2 = mmap(&carveout[7 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);
 ptr3 = mmap(&carveout[14 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 /* Offset ptr3 further away. */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr3 + page_size * 2000);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);


 /* Offset ptr2 further away. */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr2 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in ptr:
 *                \                 \
 * |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  \  | unfaulted |  \  | unfaulted |
 * |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr       \       ptr2      \       ptr3
 */
 ptr[0] = 'x';

 /*
 * Move ptr3 back into place, leaving a place for ptr2:
 *                                        \
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |           | unfaulted |  \  | unfaulted |
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr                     ptr3      \       ptr2
 */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[10 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 /*
 * Finally, move ptr2 into place:
 *
 * |-----------|-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted | unfaulted |
 * |-----------|-----------|-----------|
 *      ptr        ptr2         ptr3
 *
 * It should merge:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 15 * page_size);
}

TEST_F(merge, mremap_unfaulted_between_correctly_placed_faulted)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2;

 /*
 * Map one larger area:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |            unfaulted              |
 * |-----------------------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 15 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in ptr:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 */
 ptr[0] = 'x';

 /*
 * Unmap middle:
 *
 * |-----------|           |-----------|
 * |  faulted  |           |  faulted  |
 * |-----------|           |-----------|
 *
 * Now the faulted areas are compatible with each other (anon_vma the
 * same, vma->vm_pgoff equal to virtual page offset).
 */
 ASSERT_EQ(munmap(&ptr[5 * page_size], 5 * page_size), 0);

 /*
 * Map a new area, ptr2:
 *                                        \
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |           |  faulted  |  \  | unfaulted |
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr                               \       ptr2
 */
 ptr2 = mmap(&carveout[20 * page_size], 5 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
      MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Finally, move ptr2 into place:
 *
 * |-----------|-----------|-----------|
 * |  faulted  | unfaulted |  faulted  |
 * |-----------|-----------|-----------|
 *      ptr        ptr2         ptr3
 *
 * It should merge:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 15 * page_size);
}

TEST_F(merge, mremap_correct_placed_faulted)
{
 unsigned int page_size = self->page_size;
 char *carveout = self->carveout;
 struct procmap_fd *procmap = &self->procmap;
 char *ptr, *ptr2, *ptr3;

 /*
 * Map one larger area:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |            unfaulted              |
 * |-----------------------------------|
 */
 ptr = mmap(&carveout[page_size], 15 * page_size, PROT_READ | PROT_WRITE,
     MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_FIXED, -1, 0);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 /*
 * Fault in ptr:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 */
 ptr[0] = 'x';

 /*
 * Offset the final and middle 5 pages further away:
 *                \                 \
 * |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  \  |  faulted  |  \  |  faulted  |
 * |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr       \       ptr2      \       ptr3
 */
 ptr3 = &ptr[10 * page_size];
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr3 + page_size * 2000);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);
 ptr2 = &ptr[5 * page_size];
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr2 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Move ptr2 into its correct place:
 *                            \
 * |-----------|-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  faulted  |  \  |  faulted  |
 * |-----------|-----------|  /  |-----------|
 *      ptr         ptr2      \       ptr3
 *
 * It should merge:
 *                            \
 * |-----------------------|  /  |-----------|
 * |        faulted        |  \  |  faulted  |
 * |-----------------------|  /  |-----------|
 *            ptr             \       ptr3
 */

 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 10 * page_size);

 /*
 * Now move ptr out of place:
 *                            \                 \
 *             |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *             |  faulted  |  \  |  faulted  |  \  |  faulted  |
 *             |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *                  ptr2      \       ptr       \       ptr3
 */
 ptr = sys_mremap(ptr, 5 * page_size, 5 * page_size,
    MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 /*
 * Now move ptr back into place:
 *                            \
 * |-----------|-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |  faulted  |  \  |  faulted  |
 * |-----------|-----------|  /  |-----------|
 *      ptr         ptr2      \       ptr3
 *
 * It should merge:
 *                            \
 * |-----------------------|  /  |-----------|
 * |        faulted        |  \  |  faulted  |
 * |-----------------------|  /  |-----------|
 *            ptr             \       ptr3
 */
 ptr = sys_mremap(ptr, 5 * page_size, 5 * page_size,
    MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &carveout[page_size]);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 10 * page_size);

 /*
 * Now move ptr out of place again:
 *                            \                 \
 *             |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *             |  faulted  |  \  |  faulted  |  \  |  faulted  |
 *             |-----------|  /  |-----------|  /  |-----------|
 *                  ptr2      \       ptr       \       ptr3
 */
 ptr = sys_mremap(ptr, 5 * page_size, 5 * page_size,
    MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 /*
 * Now move ptr3 back into place:
 *                                        \
 *             |-----------|-----------|  /  |-----------|
 *             |  faulted  |  faulted  |  \  |  faulted  |
 *             |-----------|-----------|  /  |-----------|
 *                  ptr2        ptr3      \       ptr
 *
 * It should merge:
 *                                        \
 *             |-----------------------|  /  |-----------|
 *             |        faulted        |  \  |  faulted  |
 *             |-----------------------|  /  |-----------|
 *                        ptr2            \       ptr
 */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr2[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr2));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr2);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr2 + 10 * page_size);

 /*
 * Now move ptr back into place:
 *
 * |-----------|-----------------------|
 * |  faulted  |        faulted        |
 * |-----------|-----------------------|
 *      ptr               ptr2
 *
 * It should merge:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 *                  ptr
 */
 ptr = sys_mremap(ptr, 5 * page_size, 5 * page_size,
    MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &carveout[page_size]);
 ASSERT_NE(ptr, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 15 * page_size);

 /*
 * Now move ptr2 out of the way:
 *                                        \
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 * |  faulted  |           |  faulted  |  \  |  faulted  |
 * |-----------|           |-----------|  /  |-----------|
 *      ptr                     ptr3      \       ptr2
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr2 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 /*
 * Now move it back:
 *
 * |-----------|-----------|-----------|
 * |  faulted  |  faulted  |  faulted  |
 * |-----------|-----------|-----------|
 *      ptr         ptr2        ptr3
 *
 * It should merge:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 *                  ptr
 */
 ptr2 = sys_mremap(ptr2, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[5 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr2, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 15 * page_size);

 /*
 * Move ptr3 out of place:
 *                                        \
 * |-----------------------|              /  |-----------|
 * |        faulted        |              \  |  faulted  |
 * |-----------------------|              /  |-----------|
 *            ptr                         \       ptr3
 */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, ptr3 + page_size * 1000);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 /*
 * Now move it back:
 *
 * |-----------|-----------|-----------|
 * |  faulted  |  faulted  |  faulted  |
 * |-----------|-----------|-----------|
 *      ptr         ptr2        ptr3
 *
 * It should merge:
 *
 * |-----------------------------------|
 * |              faulted              |
 * |-----------------------------------|
 *                  ptr
 */
 ptr3 = sys_mremap(ptr3, 5 * page_size, 5 * page_size,
     MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED, &ptr[10 * page_size]);
 ASSERT_NE(ptr3, MAP_FAILED);

 ASSERT_TRUE(find_vma_procmap(procmap, ptr));
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_start, (unsigned long)ptr);
 ASSERT_EQ(procmap->query.vma_end, (unsigned long)ptr + 15 * page_size);
}

TEST_HARNESS_MAIN