android: add MTE tests
To run them, connect an MTE-enabled device via adb and execute `atest HMallocTest:MemtagTest`. Since these tests are not deterministic (and neither is hardened_malloc itself), it's better to run them multiple times, e.g. `atest --iterations 30 HMallocTest:MemtagTest`. There are also CTS tests that are useful for checking correctness of the Android integration: `atest CtsTaggingHostTestCases`pull/226/head
parent
5137d2da4d
commit
576328b1b4
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@ -0,0 +1,25 @@
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java_test_host {
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name: "HMallocTest",
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srcs: [
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"src/**/*.java",
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],
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libs: [
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"tradefed",
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"compatibility-tradefed",
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"compatibility-host-util",
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],
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static_libs: [
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"cts-host-utils",
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"frameworks-base-hostutils",
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],
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test_suites: [
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"general-tests",
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],
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data_device_bins_64: [
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"memtag_test",
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],
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}
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@ -0,0 +1,13 @@
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
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<configuration description="hardened_malloc test">
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<target_preparer class="com.android.compatibility.common.tradefed.targetprep.FilePusher">
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<option name="cleanup" value="true" />
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<option name="push" value="memtag_test->/data/local/tmp/memtag_test" />
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</target_preparer>
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<test class="com.android.compatibility.common.tradefed.testtype.JarHostTest" >
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<option name="jar" value="HMallocTest.jar" />
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</test>
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</configuration>
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@ -0,0 +1,16 @@
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cc_test {
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name: "memtag_test",
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srcs: ["memtag_test.cc"],
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cflags: [
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"-Wall",
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"-Werror",
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"-Wextra",
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"-O0",
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],
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compile_multilib: "64",
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sanitize: {
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memtag_heap: true,
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},
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}
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@ -0,0 +1,204 @@
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// needed to uncondionally enable assertions
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#undef NDEBUG
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#include <assert.h>
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#include <malloc.h>
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#include <stdio.h>
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#include <stdint.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <sys/utsname.h>
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#include <unistd.h>
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#include <map>
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#include <string>
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#include <unordered_map>
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using namespace std;
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using u8 = uint8_t;
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using uptr = uintptr_t;
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using u64 = uint64_t;
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const size_t DEFAULT_ALLOC_SIZE = 8;
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const size_t CANARY_SIZE = 8;
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void do_context_switch() {
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utsname s;
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uname(&s);
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}
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u8 get_pointer_tag(void *ptr) {
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return (((uptr) ptr) >> 56) & 0xf;
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}
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void *untag_pointer(void *ptr) {
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const uintptr_t mask = UINTPTR_MAX >> 8;
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return (void *) ((uintptr_t) ptr & mask);
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}
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void tag_distinctness() {
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if (rand() & 1) {
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// make allocations in all of used size classes and free half of them
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const int max = 21000;
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void *ptrs[max];
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for (int i = 0; i < max; ++i) {
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ptrs[i] = malloc(max);
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}
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for (int i = 1; i < max; i += 2) {
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free(ptrs[i]);
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}
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}
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const size_t cnt = 3000;
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const size_t iter_cnt = 5;
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const size_t alloc_cnt = cnt * iter_cnt;
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const int sizes[] = { 16, 160, 10240, 20480 };
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for (size_t size_idx = 0; size_idx < sizeof(sizes) / sizeof(int); ++size_idx) {
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const size_t full_alloc_size = sizes[size_idx];
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||||||
|
const size_t alloc_size = full_alloc_size - CANARY_SIZE;
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unordered_map<uptr, u8> map;
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map.reserve(alloc_cnt);
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for (size_t iter = 0; iter < iter_cnt; ++iter) {
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uptr allocations[cnt];
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for (size_t i = 0; i < cnt; ++i) {
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u8 *p = (u8 *) malloc(alloc_size);
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uptr addr = (uptr) untag_pointer(p);
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u8 tag = get_pointer_tag(p);
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assert(tag >= 1 && tag <= 14);
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// check most recent tags of left and right neighbors
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auto left = map.find(addr - full_alloc_size);
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if (left != map.end()) {
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assert(left->second != tag);
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}
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|
auto right = map.find(addr + full_alloc_size);
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||||||
|
if (right != map.end()) {
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|
assert(right->second != tag);
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|
}
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// check previous tag of this slot
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auto prev = map.find(addr);
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if (prev != map.end()) {
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assert(prev->second != tag);
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map.erase(addr);
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}
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map.emplace(addr, tag);
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for (size_t j = 0; j < alloc_size; ++j) {
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// check that slot is zeroed
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assert(p[j] == 0);
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|
// check that slot is readable and writable
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|
p[j]++;
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}
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allocations[i] = addr;
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// async tag check failures are reported on context switch
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do_context_switch();
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|
}
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for (size_t i = 0; i < cnt; ++i) {
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free((void *) allocations[i]);
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}
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}
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|
}
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|
}
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u8* alloc_default() {
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if (rand() & 1) {
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||||||
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int cnt = rand() & 0x3f;
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||||||
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for (int i = 0; i < cnt; ++i) {
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||||||
|
(void) malloc(DEFAULT_ALLOC_SIZE);
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}
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}
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return (u8 *) malloc(DEFAULT_ALLOC_SIZE);
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|
}
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|
volatile u8 u8_var;
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void read_after_free() {
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u8 *p = alloc_default();
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free(p);
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volatile u8 v = p[0];
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(void) v;
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}
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void write_after_free() {
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|
u8 *p = alloc_default();
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|
free(p);
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|
p[0] = 1;
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|
}
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||||||
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|
void underflow_read() {
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|
u8 *p = alloc_default();
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|
volatile u8 v = p[-1];
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|
(void) v;
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|
}
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||||||
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|
void underflow_write() {
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|
u8 *p = alloc_default();
|
||||||
|
p[-1] = 1;
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|
}
|
||||||
|
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||||||
|
void overflow_read() {
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||||||
|
u8 *p = alloc_default();
|
||||||
|
volatile u8 v = p[DEFAULT_ALLOC_SIZE + CANARY_SIZE];
|
||||||
|
(void) v;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void overflow_write() {
|
||||||
|
u8 *p = alloc_default();
|
||||||
|
p[DEFAULT_ALLOC_SIZE + CANARY_SIZE] = 1;
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
void untagged_read() {
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||||||
|
u8 *p = alloc_default();
|
||||||
|
p = (u8 *) untag_pointer(p);
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||||||
|
volatile u8 v = p[0];
|
||||||
|
(void) v;
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void untagged_write() {
|
||||||
|
u8 *p = alloc_default();
|
||||||
|
p = (u8 *) untag_pointer(p);
|
||||||
|
p[0] = 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
map<string, function<void()>> tests = {
|
||||||
|
#define TEST(s) { #s, s }
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||||||
|
TEST(tag_distinctness),
|
||||||
|
TEST(read_after_free),
|
||||||
|
TEST(write_after_free),
|
||||||
|
TEST(overflow_read),
|
||||||
|
TEST(overflow_write),
|
||||||
|
TEST(underflow_read),
|
||||||
|
TEST(underflow_write),
|
||||||
|
TEST(untagged_read),
|
||||||
|
TEST(untagged_write),
|
||||||
|
#undef TEST
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc, char **argv) {
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|
setbuf(stdout, NULL);
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||||||
|
assert(argc == 2);
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||||||
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||||||
|
auto test_name = string(argv[1]);
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||||||
|
auto test_fn = tests[test_name];
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|
assert(test_fn != nullptr);
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||||||
|
assert(mallopt(M_BIONIC_SET_HEAP_TAGGING_LEVEL, M_HEAP_TAGGING_LEVEL_ASYNC) == 1);
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||||||
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||||||
|
test_fn();
|
||||||
|
do_context_switch();
|
||||||
|
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||||||
|
return 0;
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|
}
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@ -0,0 +1,136 @@
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|
package grapheneos.hmalloc;
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||||||
|
import com.android.tradefed.device.DeviceNotAvailableException;
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|
import com.android.tradefed.testtype.DeviceJUnit4ClassRunner;
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|
import com.android.tradefed.testtype.junit4.BaseHostJUnit4Test;
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||||||
|
import org.junit.Test;
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|
import org.junit.runner.RunWith;
|
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|
import java.io.IOException;
|
||||||
|
import java.util.ArrayList;
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|
|
||||||
|
import static org.junit.Assert.assertEquals;
|
||||||
|
import static org.junit.Assert.fail;
|
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|
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||||||
|
@RunWith(DeviceJUnit4ClassRunner.class)
|
||||||
|
public class MemtagTest extends BaseHostJUnit4Test {
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|
private static final String TEST_BINARY = "/data/local/tmp/memtag_test";
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|
enum Result {
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|
SUCCESS,
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|
// it's expected that the device is configured to use asymm MTE tag checking mode
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ASYNC_MTE_ERROR,
|
||||||
|
SYNC_MTE_ERROR,
|
||||||
|
}
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|
private static final int SEGV_EXIT_CODE = 139;
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|
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|
private void runTest(String name, Result expectedResult) throws DeviceNotAvailableException {
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||||||
|
var args = new ArrayList<String>();
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|
args.add(TEST_BINARY);
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|
args.add(name);
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|
var device = getDevice();
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|
long deviceDate = device.getDeviceDate();
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||||||
|
String cmdLine = String.join(" ", args);
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||||||
|
var result = device.executeShellV2Command(cmdLine);
|
||||||
|
|
||||||
|
int expectedExitCode = expectedResult == Result.SUCCESS ? 0 : SEGV_EXIT_CODE;
|
||||||
|
|
||||||
|
assertEquals("process exit code", expectedExitCode, result.getExitCode().intValue());
|
||||||
|
|
||||||
|
if (expectedResult == Result.SUCCESS) {
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||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
try {
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||||||
|
// wait a bit for debuggerd to capture the crash
|
||||||
|
Thread.sleep(50);
|
||||||
|
} catch (InterruptedException e) {
|
||||||
|
throw new IllegalStateException(e);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
try (var logcat = device.getLogcatSince(deviceDate)) {
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||||||
|
try (var s = logcat.createInputStream()) {
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||||||
|
String[] lines = new String(s.readAllBytes()).split("\n");
|
||||||
|
boolean foundCmd = false;
|
||||||
|
String cmd = "Cmdline: " + cmdLine;
|
||||||
|
String expectedSignalCode = switch (expectedResult) {
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||||||
|
case ASYNC_MTE_ERROR -> "SEGV_MTEAERR";
|
||||||
|
case SYNC_MTE_ERROR -> "SEGV_MTESERR";
|
||||||
|
default -> throw new IllegalStateException(expectedResult.name());
|
||||||
|
};
|
||||||
|
for (String line : lines) {
|
||||||
|
if (!foundCmd) {
|
||||||
|
if (line.contains(cmd)) {
|
||||||
|
foundCmd = true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (line.contains("signal 11 (SIGSEGV), code")) {
|
||||||
|
if (!line.contains(expectedSignalCode)) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (line.contains("backtrace")) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fail("missing " + expectedSignalCode + " crash in logcat");
|
||||||
|
} catch (IOException e) {
|
||||||
|
throw new IllegalStateException(e);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void tag_distinctness() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("tag_distinctness", Result.SUCCESS);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void read_after_free() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("read_after_free", Result.SYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void write_after_free() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("write_after_free", Result.ASYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void underflow_read() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("underflow_read", Result.SYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void underflow_write() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("underflow_write", Result.ASYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void overflow_read() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("overflow_read", Result.SYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void overflow_write() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("overflow_write", Result.ASYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void untagged_read() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("untagged_read", Result.SYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void untagged_write() throws DeviceNotAvailableException {
|
||||||
|
runTest("untagged_write", Result.ASYNC_MTE_ERROR);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
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