Merge tag 'drm-intel-next-2024-02-07' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-intel...
[linux-2.6-microblaze.git] / lib / overflow_kunit.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
2 /*
3  * Test cases for arithmetic overflow checks. See:
4  * "Running tests with kunit_tool" at Documentation/dev-tools/kunit/start.rst
5  *      ./tools/testing/kunit/kunit.py run overflow [--raw_output]
6  */
7 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
8
9 #include <kunit/device.h>
10 #include <kunit/test.h>
11 #include <linux/device.h>
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/overflow.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/types.h>
18 #include <linux/vmalloc.h>
19
20 #define SKIP(cond, reason)              do {                    \
21         if (cond) {                                             \
22                 kunit_skip(test, reason);                       \
23                 return;                                         \
24         }                                                       \
25 } while (0)
26
27 /*
28  * Clang 11 and earlier generate unwanted libcalls for signed output
29  * on unsigned input.
30  */
31 #if defined(CONFIG_CC_IS_CLANG) && __clang_major__ <= 11
32 # define SKIP_SIGN_MISMATCH(t)  SKIP(t, "Clang 11 unwanted libcalls")
33 #else
34 # define SKIP_SIGN_MISMATCH(t)  do { } while (0)
35 #endif
36
37 /*
38  * Clang 13 and earlier generate unwanted libcalls for 64-bit tests on
39  * 32-bit hosts.
40  */
41 #if defined(CONFIG_CC_IS_CLANG) && __clang_major__ <= 13 &&     \
42     BITS_PER_LONG != 64
43 # define SKIP_64_ON_32(t)       SKIP(t, "Clang 13 unwanted libcalls")
44 #else
45 # define SKIP_64_ON_32(t)       do { } while (0)
46 #endif
47
48 #define DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(t1, t2, t)                      \
49         static const struct test_ ## t1 ## _ ## t2 ## __ ## t { \
50                 t1 a;                                           \
51                 t2 b;                                           \
52                 t sum, diff, prod;                              \
53                 bool s_of, d_of, p_of;                          \
54         } t1 ## _ ## t2 ## __ ## t ## _tests[]
55
56 #define DEFINE_TEST_ARRAY(t)    DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(t, t, t)
57
58 DEFINE_TEST_ARRAY(u8) = {
59         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
60         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
61         {0, 1, 1, U8_MAX, 0, false, true, false},
62         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
63         {0, U8_MAX, U8_MAX, 1, 0, false, true, false},
64         {U8_MAX, 0, U8_MAX, U8_MAX, 0, false, false, false},
65         {1, U8_MAX, 0, 2, U8_MAX, true, true, false},
66         {U8_MAX, 1, 0, U8_MAX-1, U8_MAX, true, false, false},
67         {U8_MAX, U8_MAX, U8_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
68
69         {U8_MAX, U8_MAX-1, U8_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
70         {U8_MAX-1, U8_MAX, U8_MAX-2, U8_MAX, 2, true, true, true},
71
72         {1U << 3, 1U << 3, 1U << 4, 0, 1U << 6, false, false, false},
73         {1U << 4, 1U << 4, 1U << 5, 0, 0, false, false, true},
74         {1U << 4, 1U << 3, 3*(1U << 3), 1U << 3, 1U << 7, false, false, false},
75         {1U << 7, 1U << 7, 0, 0, 0, true, false, true},
76
77         {48, 32, 80, 16, 0, false, false, true},
78         {128, 128, 0, 0, 0, true, false, true},
79         {123, 234, 101, 145, 110, true, true, true},
80 };
81 DEFINE_TEST_ARRAY(u16) = {
82         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
83         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
84         {0, 1, 1, U16_MAX, 0, false, true, false},
85         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
86         {0, U16_MAX, U16_MAX, 1, 0, false, true, false},
87         {U16_MAX, 0, U16_MAX, U16_MAX, 0, false, false, false},
88         {1, U16_MAX, 0, 2, U16_MAX, true, true, false},
89         {U16_MAX, 1, 0, U16_MAX-1, U16_MAX, true, false, false},
90         {U16_MAX, U16_MAX, U16_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
91
92         {U16_MAX, U16_MAX-1, U16_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
93         {U16_MAX-1, U16_MAX, U16_MAX-2, U16_MAX, 2, true, true, true},
94
95         {1U << 7, 1U << 7, 1U << 8, 0, 1U << 14, false, false, false},
96         {1U << 8, 1U << 8, 1U << 9, 0, 0, false, false, true},
97         {1U << 8, 1U << 7, 3*(1U << 7), 1U << 7, 1U << 15, false, false, false},
98         {1U << 15, 1U << 15, 0, 0, 0, true, false, true},
99
100         {123, 234, 357, 65425, 28782, false, true, false},
101         {1234, 2345, 3579, 64425, 10146, false, true, true},
102 };
103 DEFINE_TEST_ARRAY(u32) = {
104         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
105         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
106         {0, 1, 1, U32_MAX, 0, false, true, false},
107         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
108         {0, U32_MAX, U32_MAX, 1, 0, false, true, false},
109         {U32_MAX, 0, U32_MAX, U32_MAX, 0, false, false, false},
110         {1, U32_MAX, 0, 2, U32_MAX, true, true, false},
111         {U32_MAX, 1, 0, U32_MAX-1, U32_MAX, true, false, false},
112         {U32_MAX, U32_MAX, U32_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
113
114         {U32_MAX, U32_MAX-1, U32_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
115         {U32_MAX-1, U32_MAX, U32_MAX-2, U32_MAX, 2, true, true, true},
116
117         {1U << 15, 1U << 15, 1U << 16, 0, 1U << 30, false, false, false},
118         {1U << 16, 1U << 16, 1U << 17, 0, 0, false, false, true},
119         {1U << 16, 1U << 15, 3*(1U << 15), 1U << 15, 1U << 31, false, false, false},
120         {1U << 31, 1U << 31, 0, 0, 0, true, false, true},
121
122         {-2U, 1U, -1U, -3U, -2U, false, false, false},
123         {-4U, 5U, 1U, -9U, -20U, true, false, true},
124 };
125
126 DEFINE_TEST_ARRAY(u64) = {
127         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
128         {1, 1, 2, 0, 1, false, false, false},
129         {0, 1, 1, U64_MAX, 0, false, true, false},
130         {1, 0, 1, 1, 0, false, false, false},
131         {0, U64_MAX, U64_MAX, 1, 0, false, true, false},
132         {U64_MAX, 0, U64_MAX, U64_MAX, 0, false, false, false},
133         {1, U64_MAX, 0, 2, U64_MAX, true, true, false},
134         {U64_MAX, 1, 0, U64_MAX-1, U64_MAX, true, false, false},
135         {U64_MAX, U64_MAX, U64_MAX-1, 0, 1, true, false, true},
136
137         {U64_MAX, U64_MAX-1, U64_MAX-2, 1, 2, true, false, true},
138         {U64_MAX-1, U64_MAX, U64_MAX-2, U64_MAX, 2, true, true, true},
139
140         {1ULL << 31, 1ULL << 31, 1ULL << 32, 0, 1ULL << 62, false, false, false},
141         {1ULL << 32, 1ULL << 32, 1ULL << 33, 0, 0, false, false, true},
142         {1ULL << 32, 1ULL << 31, 3*(1ULL << 31), 1ULL << 31, 1ULL << 63, false, false, false},
143         {1ULL << 63, 1ULL << 63, 0, 0, 0, true, false, true},
144         {1000000000ULL /* 10^9 */, 10000000000ULL /* 10^10 */,
145          11000000000ULL, 18446744064709551616ULL, 10000000000000000000ULL,
146          false, true, false},
147         {-15ULL, 10ULL, -5ULL, -25ULL, -150ULL, false, false, true},
148 };
149
150 DEFINE_TEST_ARRAY(s8) = {
151         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
152
153         {0, S8_MAX, S8_MAX, -S8_MAX, 0, false, false, false},
154         {S8_MAX, 0, S8_MAX, S8_MAX, 0, false, false, false},
155         {0, S8_MIN, S8_MIN, S8_MIN, 0, false, true, false},
156         {S8_MIN, 0, S8_MIN, S8_MIN, 0, false, false, false},
157
158         {-1, S8_MIN, S8_MAX, S8_MAX, S8_MIN, true, false, true},
159         {S8_MIN, -1, S8_MAX, -S8_MAX, S8_MIN, true, false, true},
160         {-1, S8_MAX, S8_MAX-1, S8_MIN, -S8_MAX, false, false, false},
161         {S8_MAX, -1, S8_MAX-1, S8_MIN, -S8_MAX, false, true, false},
162         {-1, -S8_MAX, S8_MIN, S8_MAX-1, S8_MAX, false, false, false},
163         {-S8_MAX, -1, S8_MIN, S8_MIN+2, S8_MAX, false, false, false},
164
165         {1, S8_MIN, -S8_MAX, -S8_MAX, S8_MIN, false, true, false},
166         {S8_MIN, 1, -S8_MAX, S8_MAX, S8_MIN, false, true, false},
167         {1, S8_MAX, S8_MIN, S8_MIN+2, S8_MAX, true, false, false},
168         {S8_MAX, 1, S8_MIN, S8_MAX-1, S8_MAX, true, false, false},
169
170         {S8_MIN, S8_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
171         {S8_MAX, S8_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
172
173         {-4, -32, -36, 28, -128, false, false, true},
174         {-4, 32, 28, -36, -128, false, false, false},
175 };
176
177 DEFINE_TEST_ARRAY(s16) = {
178         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
179
180         {0, S16_MAX, S16_MAX, -S16_MAX, 0, false, false, false},
181         {S16_MAX, 0, S16_MAX, S16_MAX, 0, false, false, false},
182         {0, S16_MIN, S16_MIN, S16_MIN, 0, false, true, false},
183         {S16_MIN, 0, S16_MIN, S16_MIN, 0, false, false, false},
184
185         {-1, S16_MIN, S16_MAX, S16_MAX, S16_MIN, true, false, true},
186         {S16_MIN, -1, S16_MAX, -S16_MAX, S16_MIN, true, false, true},
187         {-1, S16_MAX, S16_MAX-1, S16_MIN, -S16_MAX, false, false, false},
188         {S16_MAX, -1, S16_MAX-1, S16_MIN, -S16_MAX, false, true, false},
189         {-1, -S16_MAX, S16_MIN, S16_MAX-1, S16_MAX, false, false, false},
190         {-S16_MAX, -1, S16_MIN, S16_MIN+2, S16_MAX, false, false, false},
191
192         {1, S16_MIN, -S16_MAX, -S16_MAX, S16_MIN, false, true, false},
193         {S16_MIN, 1, -S16_MAX, S16_MAX, S16_MIN, false, true, false},
194         {1, S16_MAX, S16_MIN, S16_MIN+2, S16_MAX, true, false, false},
195         {S16_MAX, 1, S16_MIN, S16_MAX-1, S16_MAX, true, false, false},
196
197         {S16_MIN, S16_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
198         {S16_MAX, S16_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
199 };
200 DEFINE_TEST_ARRAY(s32) = {
201         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
202
203         {0, S32_MAX, S32_MAX, -S32_MAX, 0, false, false, false},
204         {S32_MAX, 0, S32_MAX, S32_MAX, 0, false, false, false},
205         {0, S32_MIN, S32_MIN, S32_MIN, 0, false, true, false},
206         {S32_MIN, 0, S32_MIN, S32_MIN, 0, false, false, false},
207
208         {-1, S32_MIN, S32_MAX, S32_MAX, S32_MIN, true, false, true},
209         {S32_MIN, -1, S32_MAX, -S32_MAX, S32_MIN, true, false, true},
210         {-1, S32_MAX, S32_MAX-1, S32_MIN, -S32_MAX, false, false, false},
211         {S32_MAX, -1, S32_MAX-1, S32_MIN, -S32_MAX, false, true, false},
212         {-1, -S32_MAX, S32_MIN, S32_MAX-1, S32_MAX, false, false, false},
213         {-S32_MAX, -1, S32_MIN, S32_MIN+2, S32_MAX, false, false, false},
214
215         {1, S32_MIN, -S32_MAX, -S32_MAX, S32_MIN, false, true, false},
216         {S32_MIN, 1, -S32_MAX, S32_MAX, S32_MIN, false, true, false},
217         {1, S32_MAX, S32_MIN, S32_MIN+2, S32_MAX, true, false, false},
218         {S32_MAX, 1, S32_MIN, S32_MAX-1, S32_MAX, true, false, false},
219
220         {S32_MIN, S32_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
221         {S32_MAX, S32_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
222 };
223
224 DEFINE_TEST_ARRAY(s64) = {
225         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
226
227         {0, S64_MAX, S64_MAX, -S64_MAX, 0, false, false, false},
228         {S64_MAX, 0, S64_MAX, S64_MAX, 0, false, false, false},
229         {0, S64_MIN, S64_MIN, S64_MIN, 0, false, true, false},
230         {S64_MIN, 0, S64_MIN, S64_MIN, 0, false, false, false},
231
232         {-1, S64_MIN, S64_MAX, S64_MAX, S64_MIN, true, false, true},
233         {S64_MIN, -1, S64_MAX, -S64_MAX, S64_MIN, true, false, true},
234         {-1, S64_MAX, S64_MAX-1, S64_MIN, -S64_MAX, false, false, false},
235         {S64_MAX, -1, S64_MAX-1, S64_MIN, -S64_MAX, false, true, false},
236         {-1, -S64_MAX, S64_MIN, S64_MAX-1, S64_MAX, false, false, false},
237         {-S64_MAX, -1, S64_MIN, S64_MIN+2, S64_MAX, false, false, false},
238
239         {1, S64_MIN, -S64_MAX, -S64_MAX, S64_MIN, false, true, false},
240         {S64_MIN, 1, -S64_MAX, S64_MAX, S64_MIN, false, true, false},
241         {1, S64_MAX, S64_MIN, S64_MIN+2, S64_MAX, true, false, false},
242         {S64_MAX, 1, S64_MIN, S64_MAX-1, S64_MAX, true, false, false},
243
244         {S64_MIN, S64_MIN, 0, 0, 0, true, false, true},
245         {S64_MAX, S64_MAX, -2, 0, 1, true, false, true},
246
247         {-1, -1, -2, 0, 1, false, false, false},
248         {-1, -128, -129, 127, 128, false, false, false},
249         {-128, -1, -129, -127, 128, false, false, false},
250         {0, -S64_MAX, -S64_MAX, S64_MAX, 0, false, false, false},
251 };
252
253 #define check_one_op(t, fmt, op, sym, a, b, r, of) do {                 \
254         int _a_orig = a, _a_bump = a + 1;                               \
255         int _b_orig = b, _b_bump = b + 1;                               \
256         bool _of;                                                       \
257         t _r;                                                           \
258                                                                         \
259         _of = check_ ## op ## _overflow(a, b, &_r);                     \
260         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _of, of,                              \
261                 "expected "fmt" "sym" "fmt" to%s overflow (type %s)\n", \
262                 a, b, of ? "" : " not", #t);                            \
263         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _r, r,                                \
264                 "expected "fmt" "sym" "fmt" == "fmt", got "fmt" (type %s)\n", \
265                 a, b, r, _r, #t);                                       \
266         /* Check for internal macro side-effects. */                    \
267         _of = check_ ## op ## _overflow(_a_orig++, _b_orig++, &_r);     \
268         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _a_orig, _a_bump, "Unexpected " #op " macro side-effect!\n"); \
269         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _b_orig, _b_bump, "Unexpected " #op " macro side-effect!\n"); \
270 } while (0)
271
272 #define DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(n, t, fmt)                               \
273 static void do_test_ ## n(struct kunit *test, const struct test_ ## n *p) \
274 {                                                                       \
275         check_one_op(t, fmt, add, "+", p->a, p->b, p->sum, p->s_of);    \
276         check_one_op(t, fmt, add, "+", p->b, p->a, p->sum, p->s_of);    \
277         check_one_op(t, fmt, sub, "-", p->a, p->b, p->diff, p->d_of);   \
278         check_one_op(t, fmt, mul, "*", p->a, p->b, p->prod, p->p_of);   \
279         check_one_op(t, fmt, mul, "*", p->b, p->a, p->prod, p->p_of);   \
280 }                                                                       \
281                                                                         \
282 static void n ## _overflow_test(struct kunit *test) {                   \
283         unsigned i;                                                     \
284                                                                         \
285         SKIP_64_ON_32(__same_type(t, u64));                             \
286         SKIP_64_ON_32(__same_type(t, s64));                             \
287         SKIP_SIGN_MISMATCH(__same_type(n ## _tests[0].a, u32) &&        \
288                            __same_type(n ## _tests[0].b, u32) &&        \
289                            __same_type(n ## _tests[0].sum, int));       \
290                                                                         \
291         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(n ## _tests); ++i)                   \
292                 do_test_ ## n(test, &n ## _tests[i]);                   \
293         kunit_info(test, "%zu %s arithmetic tests finished\n",          \
294                 ARRAY_SIZE(n ## _tests), #n);                           \
295 }
296
297 #define DEFINE_TEST_FUNC(t, fmt)                                        \
298         DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(t ## _ ## t ## __ ## t, t, fmt)
299
300 DEFINE_TEST_FUNC(u8, "%d");
301 DEFINE_TEST_FUNC(s8, "%d");
302 DEFINE_TEST_FUNC(u16, "%d");
303 DEFINE_TEST_FUNC(s16, "%d");
304 DEFINE_TEST_FUNC(u32, "%u");
305 DEFINE_TEST_FUNC(s32, "%d");
306 DEFINE_TEST_FUNC(u64, "%llu");
307 DEFINE_TEST_FUNC(s64, "%lld");
308
309 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(u32, u32, u8) = {
310         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
311         {U8_MAX, 2, 1, U8_MAX - 2, U8_MAX - 1, true, false, true},
312         {U8_MAX + 1, 0, 0, 0, 0, true, true, false},
313 };
314 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(u32_u32__u8, u8, "%d");
315
316 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(u32, u32, int) = {
317         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
318         {U32_MAX, 0, -1, -1, 0, true, true, false},
319 };
320 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(u32_u32__int, int, "%d");
321
322 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(u8, u8, int) = {
323         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
324         {U8_MAX, U8_MAX, 2 * U8_MAX, 0, U8_MAX * U8_MAX, false, false, false},
325         {1, 2, 3, -1, 2, false, false, false},
326 };
327 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(u8_u8__int, int, "%d");
328
329 DEFINE_TEST_ARRAY_TYPED(int, int, u8) = {
330         {0, 0, 0, 0, 0, false, false, false},
331         {1, 2, 3, U8_MAX, 2, false, true, false},
332         {-1, 0, U8_MAX, U8_MAX, 0, true, true, false},
333 };
334 DEFINE_TEST_FUNC_TYPED(int_int__u8, u8, "%d");
335
336 /* Args are: value, shift, type, expected result, overflow expected */
337 #define TEST_ONE_SHIFT(a, s, t, expect, of)     do {                    \
338         typeof(a) __a = (a);                                            \
339         typeof(s) __s = (s);                                            \
340         t __e = (expect);                                               \
341         t __d;                                                          \
342         bool __of = check_shl_overflow(__a, __s, &__d);                 \
343         if (__of != of) {                                               \
344                 KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __of, of,                     \
345                         "expected (%s)(%s << %s) to%s overflow\n",      \
346                         #t, #a, #s, of ? "" : " not");                  \
347         } else if (!__of && __d != __e) {                               \
348                 KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __d, __e,                     \
349                         "expected (%s)(%s << %s) == %s\n",              \
350                         #t, #a, #s, #expect);                           \
351                 if ((t)-1 < 0)                                          \
352                         kunit_info(test, "got %lld\n", (s64)__d);       \
353                 else                                                    \
354                         kunit_info(test, "got %llu\n", (u64)__d);       \
355         }                                                               \
356         count++;                                                        \
357 } while (0)
358
359 static void shift_sane_test(struct kunit *test)
360 {
361         int count = 0;
362
363         /* Sane shifts. */
364         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u8, 1 << 0, false);
365         TEST_ONE_SHIFT(1, 4, u8, 1 << 4, false);
366         TEST_ONE_SHIFT(1, 7, u8, 1 << 7, false);
367         TEST_ONE_SHIFT(0xF, 4, u8, 0xF << 4, false);
368         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u16, 1 << 0, false);
369         TEST_ONE_SHIFT(1, 10, u16, 1 << 10, false);
370         TEST_ONE_SHIFT(1, 15, u16, 1 << 15, false);
371         TEST_ONE_SHIFT(0xFF, 8, u16, 0xFF << 8, false);
372         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, int, 1 << 0, false);
373         TEST_ONE_SHIFT(1, 16, int, 1 << 16, false);
374         TEST_ONE_SHIFT(1, 30, int, 1 << 30, false);
375         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, s32, 1 << 0, false);
376         TEST_ONE_SHIFT(1, 16, s32, 1 << 16, false);
377         TEST_ONE_SHIFT(1, 30, s32, 1 << 30, false);
378         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, unsigned int, 1U << 0, false);
379         TEST_ONE_SHIFT(1, 20, unsigned int, 1U << 20, false);
380         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, unsigned int, 1U << 31, false);
381         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFU, 16, unsigned int, 0xFFFFU << 16, false);
382         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u32, 1U << 0, false);
383         TEST_ONE_SHIFT(1, 20, u32, 1U << 20, false);
384         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, u32, 1U << 31, false);
385         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFU, 16, u32, 0xFFFFU << 16, false);
386         TEST_ONE_SHIFT(1, 0, u64, 1ULL << 0, false);
387         TEST_ONE_SHIFT(1, 40, u64, 1ULL << 40, false);
388         TEST_ONE_SHIFT(1, 63, u64, 1ULL << 63, false);
389         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFULL, 32, u64, 0xFFFFFFFFULL << 32, false);
390
391         /* Sane shift: start and end with 0, without a too-wide shift. */
392         TEST_ONE_SHIFT(0, 7, u8, 0, false);
393         TEST_ONE_SHIFT(0, 15, u16, 0, false);
394         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, unsigned int, 0, false);
395         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, u32, 0, false);
396         TEST_ONE_SHIFT(0, 63, u64, 0, false);
397
398         /* Sane shift: start and end with 0, without reaching signed bit. */
399         TEST_ONE_SHIFT(0, 6, s8, 0, false);
400         TEST_ONE_SHIFT(0, 14, s16, 0, false);
401         TEST_ONE_SHIFT(0, 30, int, 0, false);
402         TEST_ONE_SHIFT(0, 30, s32, 0, false);
403         TEST_ONE_SHIFT(0, 62, s64, 0, false);
404
405         kunit_info(test, "%d sane shift tests finished\n", count);
406 }
407
408 static void shift_overflow_test(struct kunit *test)
409 {
410         int count = 0;
411
412         /* Overflow: shifted the bit off the end. */
413         TEST_ONE_SHIFT(1, 8, u8, 0, true);
414         TEST_ONE_SHIFT(1, 16, u16, 0, true);
415         TEST_ONE_SHIFT(1, 32, unsigned int, 0, true);
416         TEST_ONE_SHIFT(1, 32, u32, 0, true);
417         TEST_ONE_SHIFT(1, 64, u64, 0, true);
418
419         /* Overflow: shifted into the signed bit. */
420         TEST_ONE_SHIFT(1, 7, s8, 0, true);
421         TEST_ONE_SHIFT(1, 15, s16, 0, true);
422         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, int, 0, true);
423         TEST_ONE_SHIFT(1, 31, s32, 0, true);
424         TEST_ONE_SHIFT(1, 63, s64, 0, true);
425
426         /* Overflow: high bit falls off unsigned types. */
427         /* 10010110 */
428         TEST_ONE_SHIFT(150, 1, u8, 0, true);
429         /* 1000100010010110 */
430         TEST_ONE_SHIFT(34966, 1, u16, 0, true);
431         /* 10000100000010001000100010010110 */
432         TEST_ONE_SHIFT(2215151766U, 1, u32, 0, true);
433         TEST_ONE_SHIFT(2215151766U, 1, unsigned int, 0, true);
434         /* 1000001000010000010000000100000010000100000010001000100010010110 */
435         TEST_ONE_SHIFT(9372061470395238550ULL, 1, u64, 0, true);
436
437         /* Overflow: bit shifted into signed bit on signed types. */
438         /* 01001011 */
439         TEST_ONE_SHIFT(75, 1, s8, 0, true);
440         /* 0100010001001011 */
441         TEST_ONE_SHIFT(17483, 1, s16, 0, true);
442         /* 01000010000001000100010001001011 */
443         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 1, s32, 0, true);
444         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 1, int, 0, true);
445         /* 0100000100001000001000000010000001000010000001000100010001001011 */
446         TEST_ONE_SHIFT(4686030735197619275LL, 1, s64, 0, true);
447
448         /* Overflow: bit shifted past signed bit on signed types. */
449         /* 01001011 */
450         TEST_ONE_SHIFT(75, 2, s8, 0, true);
451         /* 0100010001001011 */
452         TEST_ONE_SHIFT(17483, 2, s16, 0, true);
453         /* 01000010000001000100010001001011 */
454         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 2, s32, 0, true);
455         TEST_ONE_SHIFT(1107575883, 2, int, 0, true);
456         /* 0100000100001000001000000010000001000010000001000100010001001011 */
457         TEST_ONE_SHIFT(4686030735197619275LL, 2, s64, 0, true);
458
459         kunit_info(test, "%d overflow shift tests finished\n", count);
460 }
461
462 static void shift_truncate_test(struct kunit *test)
463 {
464         int count = 0;
465
466         /* Overflow: values larger than destination type. */
467         TEST_ONE_SHIFT(0x100, 0, u8, 0, true);
468         TEST_ONE_SHIFT(0xFF, 0, s8, 0, true);
469         TEST_ONE_SHIFT(0x10000U, 0, u16, 0, true);
470         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFU, 0, s16, 0, true);
471         TEST_ONE_SHIFT(0x100000000ULL, 0, u32, 0, true);
472         TEST_ONE_SHIFT(0x100000000ULL, 0, unsigned int, 0, true);
473         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFUL, 0, s32, 0, true);
474         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFUL, 0, int, 0, true);
475         TEST_ONE_SHIFT(0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL, 0, s64, 0, true);
476
477         /* Overflow: shifted at or beyond entire type's bit width. */
478         TEST_ONE_SHIFT(0, 8, u8, 0, true);
479         TEST_ONE_SHIFT(0, 9, u8, 0, true);
480         TEST_ONE_SHIFT(0, 8, s8, 0, true);
481         TEST_ONE_SHIFT(0, 9, s8, 0, true);
482         TEST_ONE_SHIFT(0, 16, u16, 0, true);
483         TEST_ONE_SHIFT(0, 17, u16, 0, true);
484         TEST_ONE_SHIFT(0, 16, s16, 0, true);
485         TEST_ONE_SHIFT(0, 17, s16, 0, true);
486         TEST_ONE_SHIFT(0, 32, u32, 0, true);
487         TEST_ONE_SHIFT(0, 33, u32, 0, true);
488         TEST_ONE_SHIFT(0, 32, int, 0, true);
489         TEST_ONE_SHIFT(0, 33, int, 0, true);
490         TEST_ONE_SHIFT(0, 32, s32, 0, true);
491         TEST_ONE_SHIFT(0, 33, s32, 0, true);
492         TEST_ONE_SHIFT(0, 64, u64, 0, true);
493         TEST_ONE_SHIFT(0, 65, u64, 0, true);
494         TEST_ONE_SHIFT(0, 64, s64, 0, true);
495         TEST_ONE_SHIFT(0, 65, s64, 0, true);
496
497         kunit_info(test, "%d truncate shift tests finished\n", count);
498 }
499
500 static void shift_nonsense_test(struct kunit *test)
501 {
502         int count = 0;
503
504         /* Nonsense: negative initial value. */
505         TEST_ONE_SHIFT(-1, 0, s8, 0, true);
506         TEST_ONE_SHIFT(-1, 0, u8, 0, true);
507         TEST_ONE_SHIFT(-5, 0, s16, 0, true);
508         TEST_ONE_SHIFT(-5, 0, u16, 0, true);
509         TEST_ONE_SHIFT(-10, 0, int, 0, true);
510         TEST_ONE_SHIFT(-10, 0, unsigned int, 0, true);
511         TEST_ONE_SHIFT(-100, 0, s32, 0, true);
512         TEST_ONE_SHIFT(-100, 0, u32, 0, true);
513         TEST_ONE_SHIFT(-10000, 0, s64, 0, true);
514         TEST_ONE_SHIFT(-10000, 0, u64, 0, true);
515
516         /* Nonsense: negative shift values. */
517         TEST_ONE_SHIFT(0, -5, s8, 0, true);
518         TEST_ONE_SHIFT(0, -5, u8, 0, true);
519         TEST_ONE_SHIFT(0, -10, s16, 0, true);
520         TEST_ONE_SHIFT(0, -10, u16, 0, true);
521         TEST_ONE_SHIFT(0, -15, int, 0, true);
522         TEST_ONE_SHIFT(0, -15, unsigned int, 0, true);
523         TEST_ONE_SHIFT(0, -20, s32, 0, true);
524         TEST_ONE_SHIFT(0, -20, u32, 0, true);
525         TEST_ONE_SHIFT(0, -30, s64, 0, true);
526         TEST_ONE_SHIFT(0, -30, u64, 0, true);
527
528         /*
529          * Corner case: for unsigned types, we fail when we've shifted
530          * through the entire width of bits. For signed types, we might
531          * want to match this behavior, but that would mean noticing if
532          * we shift through all but the signed bit, and this is not
533          * currently detected (but we'll notice an overflow into the
534          * signed bit). So, for now, we will test this condition but
535          * mark it as not expected to overflow.
536          */
537         TEST_ONE_SHIFT(0, 7, s8, 0, false);
538         TEST_ONE_SHIFT(0, 15, s16, 0, false);
539         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, int, 0, false);
540         TEST_ONE_SHIFT(0, 31, s32, 0, false);
541         TEST_ONE_SHIFT(0, 63, s64, 0, false);
542
543         kunit_info(test, "%d nonsense shift tests finished\n", count);
544 }
545 #undef TEST_ONE_SHIFT
546
547 /*
548  * Deal with the various forms of allocator arguments. See comments above
549  * the DEFINE_TEST_ALLOC() instances for mapping of the "bits".
550  */
551 #define alloc_GFP                (GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN)
552 #define alloc010(alloc, arg, sz) alloc(sz, alloc_GFP)
553 #define alloc011(alloc, arg, sz) alloc(sz, alloc_GFP, NUMA_NO_NODE)
554 #define alloc000(alloc, arg, sz) alloc(sz)
555 #define alloc001(alloc, arg, sz) alloc(sz, NUMA_NO_NODE)
556 #define alloc110(alloc, arg, sz) alloc(arg, sz, alloc_GFP)
557 #define free0(free, arg, ptr)    free(ptr)
558 #define free1(free, arg, ptr)    free(arg, ptr)
559
560 /* Wrap around to 16K */
561 #define TEST_SIZE               (5 * 4096)
562
563 #define DEFINE_TEST_ALLOC(func, free_func, want_arg, want_gfp, want_node)\
564 static void test_ ## func (struct kunit *test, void *arg)               \
565 {                                                                       \
566         volatile size_t a = TEST_SIZE;                                  \
567         volatile size_t b = (SIZE_MAX / TEST_SIZE) + 1;                 \
568         void *ptr;                                                      \
569                                                                         \
570         /* Tiny allocation test. */                                     \
571         ptr = alloc ## want_arg ## want_gfp ## want_node (func, arg, 1);\
572         KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL_MSG(test, ptr,                     \
573                             #func " failed regular allocation?!\n");    \
574         free ## want_arg (free_func, arg, ptr);                         \
575                                                                         \
576         /* Wrapped allocation test. */                                  \
577         ptr = alloc ## want_arg ## want_gfp ## want_node (func, arg,    \
578                                                           a * b);       \
579         KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL_MSG(test, ptr,                     \
580                             #func " unexpectedly failed bad wrapping?!\n"); \
581         free ## want_arg (free_func, arg, ptr);                         \
582                                                                         \
583         /* Saturated allocation test. */                                \
584         ptr = alloc ## want_arg ## want_gfp ## want_node (func, arg,    \
585                                                    array_size(a, b));   \
586         if (ptr) {                                                      \
587                 KUNIT_FAIL(test, #func " missed saturation!\n");        \
588                 free ## want_arg (free_func, arg, ptr);                 \
589         }                                                               \
590 }
591
592 /*
593  * Allocator uses a trailing node argument --------+  (e.g. kmalloc_node())
594  * Allocator uses the gfp_t argument -----------+  |  (e.g. kmalloc())
595  * Allocator uses a special leading argument +  |  |  (e.g. devm_kmalloc())
596  *                                           |  |  |
597  */
598 DEFINE_TEST_ALLOC(kmalloc,       kfree,      0, 1, 0);
599 DEFINE_TEST_ALLOC(kmalloc_node,  kfree,      0, 1, 1);
600 DEFINE_TEST_ALLOC(kzalloc,       kfree,      0, 1, 0);
601 DEFINE_TEST_ALLOC(kzalloc_node,  kfree,      0, 1, 1);
602 DEFINE_TEST_ALLOC(__vmalloc,     vfree,      0, 1, 0);
603 DEFINE_TEST_ALLOC(kvmalloc,      kvfree,     0, 1, 0);
604 DEFINE_TEST_ALLOC(kvmalloc_node, kvfree,     0, 1, 1);
605 DEFINE_TEST_ALLOC(kvzalloc,      kvfree,     0, 1, 0);
606 DEFINE_TEST_ALLOC(kvzalloc_node, kvfree,     0, 1, 1);
607 DEFINE_TEST_ALLOC(devm_kmalloc,  devm_kfree, 1, 1, 0);
608 DEFINE_TEST_ALLOC(devm_kzalloc,  devm_kfree, 1, 1, 0);
609
610 static void overflow_allocation_test(struct kunit *test)
611 {
612         const char device_name[] = "overflow-test";
613         struct device *dev;
614         int count = 0;
615
616 #define check_allocation_overflow(alloc)        do {    \
617         count++;                                        \
618         test_ ## alloc(test, dev);                      \
619 } while (0)
620
621         /* Create dummy device for devm_kmalloc()-family tests. */
622         dev = kunit_device_register(test, device_name);
623         KUNIT_ASSERT_FALSE_MSG(test, IS_ERR(dev),
624                                "Cannot register test device\n");
625
626         check_allocation_overflow(kmalloc);
627         check_allocation_overflow(kmalloc_node);
628         check_allocation_overflow(kzalloc);
629         check_allocation_overflow(kzalloc_node);
630         check_allocation_overflow(__vmalloc);
631         check_allocation_overflow(kvmalloc);
632         check_allocation_overflow(kvmalloc_node);
633         check_allocation_overflow(kvzalloc);
634         check_allocation_overflow(kvzalloc_node);
635         check_allocation_overflow(devm_kmalloc);
636         check_allocation_overflow(devm_kzalloc);
637
638         kunit_info(test, "%d allocation overflow tests finished\n", count);
639 #undef check_allocation_overflow
640 }
641
642 struct __test_flex_array {
643         unsigned long flags;
644         size_t count;
645         unsigned long data[];
646 };
647
648 static void overflow_size_helpers_test(struct kunit *test)
649 {
650         /* Make sure struct_size() can be used in a constant expression. */
651         u8 ce_array[struct_size_t(struct __test_flex_array, data, 55)];
652         struct __test_flex_array *obj;
653         int count = 0;
654         int var;
655         volatile int unconst = 0;
656
657         /* Verify constant expression against runtime version. */
658         var = 55;
659         OPTIMIZER_HIDE_VAR(var);
660         KUNIT_EXPECT_EQ(test, sizeof(ce_array), struct_size(obj, data, var));
661
662 #define check_one_size_helper(expected, func, args...)  do {    \
663         size_t _r = func(args);                                 \
664         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, _r, expected,                 \
665                 "expected " #func "(" #args ") to return %zu but got %zu instead\n", \
666                 (size_t)(expected), _r);                        \
667         count++;                                                \
668 } while (0)
669
670         var = 4;
671         check_one_size_helper(20,       size_mul, var++, 5);
672         check_one_size_helper(20,       size_mul, 4, var++);
673         check_one_size_helper(0,        size_mul, 0, 3);
674         check_one_size_helper(0,        size_mul, 3, 0);
675         check_one_size_helper(6,        size_mul, 2, 3);
676         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_mul, SIZE_MAX,  1);
677         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_mul, SIZE_MAX,  3);
678         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_mul, SIZE_MAX, -3);
679
680         var = 4;
681         check_one_size_helper(9,        size_add, var++, 5);
682         check_one_size_helper(9,        size_add, 4, var++);
683         check_one_size_helper(9,        size_add, 9, 0);
684         check_one_size_helper(9,        size_add, 0, 9);
685         check_one_size_helper(5,        size_add, 2, 3);
686         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_add, SIZE_MAX,  1);
687         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_add, SIZE_MAX,  3);
688         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_add, SIZE_MAX, -3);
689
690         var = 4;
691         check_one_size_helper(1,        size_sub, var--, 3);
692         check_one_size_helper(1,        size_sub, 4, var--);
693         check_one_size_helper(1,        size_sub, 3, 2);
694         check_one_size_helper(9,        size_sub, 9, 0);
695         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 9, -3);
696         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 0, 9);
697         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 2, 3);
698         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, SIZE_MAX,  0);
699         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, SIZE_MAX, 10);
700         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 0,  SIZE_MAX);
701         check_one_size_helper(SIZE_MAX, size_sub, 14, SIZE_MAX);
702         check_one_size_helper(SIZE_MAX - 2, size_sub, SIZE_MAX - 1,  1);
703         check_one_size_helper(SIZE_MAX - 4, size_sub, SIZE_MAX - 1,  3);
704         check_one_size_helper(1,                size_sub, SIZE_MAX - 1, -3);
705
706         var = 4;
707         check_one_size_helper(4 * sizeof(*obj->data),
708                               flex_array_size, obj, data, var++);
709         check_one_size_helper(5 * sizeof(*obj->data),
710                               flex_array_size, obj, data, var++);
711         check_one_size_helper(0, flex_array_size, obj, data, 0 + unconst);
712         check_one_size_helper(sizeof(*obj->data),
713                               flex_array_size, obj, data, 1 + unconst);
714         check_one_size_helper(7 * sizeof(*obj->data),
715                               flex_array_size, obj, data, 7 + unconst);
716         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
717                               flex_array_size, obj, data, -1 + unconst);
718         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
719                               flex_array_size, obj, data, SIZE_MAX - 4 + unconst);
720
721         var = 4;
722         check_one_size_helper(sizeof(*obj) + (4 * sizeof(*obj->data)),
723                               struct_size, obj, data, var++);
724         check_one_size_helper(sizeof(*obj) + (5 * sizeof(*obj->data)),
725                               struct_size, obj, data, var++);
726         check_one_size_helper(sizeof(*obj), struct_size, obj, data, 0 + unconst);
727         check_one_size_helper(sizeof(*obj) + sizeof(*obj->data),
728                               struct_size, obj, data, 1 + unconst);
729         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
730                               struct_size, obj, data, -3 + unconst);
731         check_one_size_helper(SIZE_MAX,
732                               struct_size, obj, data, SIZE_MAX - 3 + unconst);
733
734         kunit_info(test, "%d overflow size helper tests finished\n", count);
735 #undef check_one_size_helper
736 }
737
738 static void overflows_type_test(struct kunit *test)
739 {
740         int count = 0;
741         unsigned int var;
742
743 #define __TEST_OVERFLOWS_TYPE(func, arg1, arg2, of)     do {            \
744         bool __of = func(arg1, arg2);                                   \
745         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __of, of,                             \
746                 "expected " #func "(" #arg1 ", " #arg2 " to%s overflow\n",\
747                 of ? "" : " not");                                      \
748         count++;                                                        \
749 } while (0)
750
751 /* Args are: first type, second type, value, overflow expected */
752 #define TEST_OVERFLOWS_TYPE(__t1, __t2, v, of) do {                     \
753         __t1 t1 = (v);                                                  \
754         __t2 t2;                                                        \
755         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, t1, t2, of);            \
756         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, t1, __t2, of);          \
757         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type_constexpr, t1, t2, of);  \
758         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type_constexpr, t1, __t2, of);\
759 } while (0)
760
761         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, u8, U8_MAX, false);
762         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, u16, U8_MAX, false);
763         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s8, U8_MAX, true);
764         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s8, S8_MAX, false);
765         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s8, (u8)S8_MAX + 1, true);
766         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u8, s16, U8_MAX, false);
767         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u8, S8_MAX, false);
768         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u8, -1, true);
769         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u8, S8_MIN, true);
770         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u16, S8_MAX, false);
771         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u16, -1, true);
772         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u16, S8_MIN, true);
773         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u32, S8_MAX, false);
774         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u32, -1, true);
775         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u32, S8_MIN, true);
776 #if BITS_PER_LONG == 64
777         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u64, S8_MAX, false);
778         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u64, -1, true);
779         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, u64, S8_MIN, true);
780 #endif
781         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s8, S8_MAX, false);
782         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s8, S8_MIN, false);
783         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s16, S8_MAX, false);
784         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s8, s16, S8_MIN, false);
785         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u8, U8_MAX, false);
786         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u8, (u16)U8_MAX + 1, true);
787         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u8, U16_MAX, true);
788         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s8, S8_MAX, false);
789         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s8, (u16)S8_MAX + 1, true);
790         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s8, U16_MAX, true);
791         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s16, S16_MAX, false);
792         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s16, (u16)S16_MAX + 1, true);
793         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s16, U16_MAX, true);
794         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, u32, U16_MAX, false);
795         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u16, s32, U16_MAX, false);
796         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, U8_MAX, false);
797         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, (s16)U8_MAX + 1, true);
798         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, -1, true);
799         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u8, S16_MIN, true);
800         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u16, S16_MAX, false);
801         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u16, -1, true);
802         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u16, S16_MIN, true);
803         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u32, S16_MAX, false);
804         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u32, -1, true);
805         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u32, S16_MIN, true);
806 #if BITS_PER_LONG == 64
807         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u64, S16_MAX, false);
808         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u64, -1, true);
809         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, u64, S16_MIN, true);
810 #endif
811         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S8_MAX, false);
812         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S8_MIN, false);
813         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, (s16)S8_MAX + 1, true);
814         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, (s16)S8_MIN - 1, true);
815         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S16_MAX, true);
816         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s8, S16_MIN, true);
817         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s16, S16_MAX, false);
818         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s16, S16_MIN, false);
819         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s32, S16_MAX, false);
820         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s16, s32, S16_MIN, false);
821         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u8, U8_MAX, false);
822         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u8, (u32)U8_MAX + 1, true);
823         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u8, U32_MAX, true);
824         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s8, S8_MAX, false);
825         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s8, (u32)S8_MAX + 1, true);
826         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s8, U32_MAX, true);
827         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u16, U16_MAX, false);
828         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u16, U16_MAX + 1, true);
829         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u16, U32_MAX, true);
830         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s16, S16_MAX, false);
831         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s16, (u32)S16_MAX + 1, true);
832         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s16, U32_MAX, true);
833         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u32, U32_MAX, false);
834         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s32, S32_MAX, false);
835         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s32, U32_MAX, true);
836         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s32, (u32)S32_MAX + 1, true);
837 #if BITS_PER_LONG == 64
838         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, u64, U32_MAX, false);
839         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u32, s64, U32_MAX, false);
840 #endif
841         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, U8_MAX, false);
842         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, (s32)U8_MAX + 1, true);
843         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, S32_MAX, true);
844         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, -1, true);
845         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u8, S32_MIN, true);
846         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, U16_MAX, false);
847         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, (s32)U16_MAX + 1, true);
848         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, S32_MAX, true);
849         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, -1, true);
850         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u16, S32_MIN, true);
851         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u32, S32_MAX, false);
852         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u32, -1, true);
853         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u32, S32_MIN, true);
854 #if BITS_PER_LONG == 64
855         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u64, S32_MAX, false);
856         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u64, -1, true);
857         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, u64, S32_MIN, true);
858 #endif
859         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S8_MAX, false);
860         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S8_MIN, false);
861         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, (s32)S8_MAX + 1, true);
862         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, (s32)S8_MIN - 1, true);
863         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S32_MAX, true);
864         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s8, S32_MIN, true);
865         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S16_MAX, false);
866         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S16_MIN, false);
867         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, (s32)S16_MAX + 1, true);
868         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, (s32)S16_MIN - 1, true);
869         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S32_MAX, true);
870         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s16, S32_MIN, true);
871         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s32, S32_MAX, false);
872         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s32, S32_MIN, false);
873 #if BITS_PER_LONG == 64
874         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s64, S32_MAX, false);
875         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s32, s64, S32_MIN, false);
876         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u8, U64_MAX, true);
877         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u8, U8_MAX, false);
878         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u8, (u64)U8_MAX + 1, true);
879         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u16, U64_MAX, true);
880         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u16, U16_MAX, false);
881         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u16, (u64)U16_MAX + 1, true);
882         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u32, U64_MAX, true);
883         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u32, U32_MAX, false);
884         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u32, (u64)U32_MAX + 1, true);
885         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, u64, U64_MAX, false);
886         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s8, S8_MAX, false);
887         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s8, (u64)S8_MAX + 1, true);
888         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s8, U64_MAX, true);
889         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s16, S16_MAX, false);
890         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s16, (u64)S16_MAX + 1, true);
891         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s16, U64_MAX, true);
892         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s32, S32_MAX, false);
893         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s32, (u64)S32_MAX + 1, true);
894         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s32, U64_MAX, true);
895         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s64, S64_MAX, false);
896         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s64, U64_MAX, true);
897         TEST_OVERFLOWS_TYPE(u64, s64, (u64)S64_MAX + 1, true);
898         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, S64_MAX, true);
899         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, S64_MIN, true);
900         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, -1, true);
901         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, U8_MAX, false);
902         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u8, (s64)U8_MAX + 1, true);
903         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, S64_MAX, true);
904         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, S64_MIN, true);
905         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, -1, true);
906         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, U16_MAX, false);
907         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u16, (s64)U16_MAX + 1, true);
908         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, S64_MAX, true);
909         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, S64_MIN, true);
910         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, -1, true);
911         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, U32_MAX, false);
912         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u32, (s64)U32_MAX + 1, true);
913         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u64, S64_MAX, false);
914         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u64, S64_MIN, true);
915         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, u64, -1, true);
916         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, S8_MAX, false);
917         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, S8_MIN, false);
918         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, (s64)S8_MAX + 1, true);
919         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, (s64)S8_MIN - 1, true);
920         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s8, S64_MAX, true);
921         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, S16_MAX, false);
922         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, S16_MIN, false);
923         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, (s64)S16_MAX + 1, true);
924         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, (s64)S16_MIN - 1, true);
925         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s16, S64_MAX, true);
926         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, S32_MAX, false);
927         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, S32_MIN, false);
928         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, (s64)S32_MAX + 1, true);
929         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, (s64)S32_MIN - 1, true);
930         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s32, S64_MAX, true);
931         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s64, S64_MAX, false);
932         TEST_OVERFLOWS_TYPE(s64, s64, S64_MIN, false);
933 #endif
934
935         /* Check for macro side-effects. */
936         var = INT_MAX - 1;
937         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, var++, int, false);
938         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, var++, int, false);
939         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(__overflows_type, var++, int, true);
940         var = INT_MAX - 1;
941         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(overflows_type, var++, int, false);
942         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(overflows_type, var++, int, false);
943         __TEST_OVERFLOWS_TYPE(overflows_type, var++, int, true);
944
945         kunit_info(test, "%d overflows_type() tests finished\n", count);
946 #undef TEST_OVERFLOWS_TYPE
947 #undef __TEST_OVERFLOWS_TYPE
948 }
949
950 static void same_type_test(struct kunit *test)
951 {
952         int count = 0;
953         int var;
954
955 #define TEST_SAME_TYPE(t1, t2, same)                    do {    \
956         typeof(t1) __t1h = type_max(t1);                        \
957         typeof(t1) __t1l = type_min(t1);                        \
958         typeof(t2) __t2h = type_max(t2);                        \
959         typeof(t2) __t2l = type_min(t2);                        \
960         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t1, __t1h));    \
961         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t1, __t1l));    \
962         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t1h, t1));    \
963         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t1l, t1));    \
964         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t2, __t2h));    \
965         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(t2, __t2l));    \
966         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t2h, t2));    \
967         KUNIT_EXPECT_EQ(test, true, __same_type(__t2l, t2));    \
968         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t1, t2));       \
969         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t2, __t1h));    \
970         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t2, __t1l));    \
971         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t1h, t2));    \
972         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t1l, t2));    \
973         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t1, __t2h));    \
974         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(t1, __t2l));    \
975         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t2h, t1));    \
976         KUNIT_EXPECT_EQ(test, same, __same_type(__t2l, t1));    \
977 } while (0)
978
979 #if BITS_PER_LONG == 64
980 # define TEST_SAME_TYPE64(base, t, m)   TEST_SAME_TYPE(base, t, m)
981 #else
982 # define TEST_SAME_TYPE64(base, t, m)   do { } while (0)
983 #endif
984
985 #define TEST_TYPE_SETS(base, mu8, mu16, mu32, ms8, ms16, ms32, mu64, ms64) \
986 do {                                                                    \
987         TEST_SAME_TYPE(base,  u8,  mu8);                                \
988         TEST_SAME_TYPE(base, u16, mu16);                                \
989         TEST_SAME_TYPE(base, u32, mu32);                                \
990         TEST_SAME_TYPE(base,  s8,  ms8);                                \
991         TEST_SAME_TYPE(base, s16, ms16);                                \
992         TEST_SAME_TYPE(base, s32, ms32);                                \
993         TEST_SAME_TYPE64(base, u64, mu64);                              \
994         TEST_SAME_TYPE64(base, s64, ms64);                              \
995 } while (0)
996
997         TEST_TYPE_SETS(u8,   true, false, false, false, false, false, false, false);
998         TEST_TYPE_SETS(u16, false,  true, false, false, false, false, false, false);
999         TEST_TYPE_SETS(u32, false, false,  true, false, false, false, false, false);
1000         TEST_TYPE_SETS(s8,  false, false, false,  true, false, false, false, false);
1001         TEST_TYPE_SETS(s16, false, false, false, false,  true, false, false, false);
1002         TEST_TYPE_SETS(s32, false, false, false, false, false,  true, false, false);
1003 #if BITS_PER_LONG == 64
1004         TEST_TYPE_SETS(u64, false, false, false, false, false, false,  true, false);
1005         TEST_TYPE_SETS(s64, false, false, false, false, false, false, false,  true);
1006 #endif
1007
1008         /* Check for macro side-effects. */
1009         var = 4;
1010         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1011         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, __same_type(var++, int));
1012         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1013         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, __same_type(int, var++));
1014         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1015         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, __same_type(var++, var++));
1016         KUNIT_EXPECT_EQ(test, var, 4);
1017
1018         kunit_info(test, "%d __same_type() tests finished\n", count);
1019
1020 #undef TEST_TYPE_SETS
1021 #undef TEST_SAME_TYPE64
1022 #undef TEST_SAME_TYPE
1023 }
1024
1025 static void castable_to_type_test(struct kunit *test)
1026 {
1027         int count = 0;
1028
1029 #define TEST_CASTABLE_TO_TYPE(arg1, arg2, pass) do {    \
1030         bool __pass = castable_to_type(arg1, arg2);             \
1031         KUNIT_EXPECT_EQ_MSG(test, __pass, pass,                 \
1032                 "expected castable_to_type(" #arg1 ", " #arg2 ") to%s pass\n",\
1033                 pass ? "" : " not");                            \
1034         count++;                                                \
1035 } while (0)
1036
1037         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u8, true);
1038         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u16, true);
1039         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u32, true);
1040         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, s8, true);
1041         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, s16, true);
1042         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, s32, true);
1043         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s8, true);
1044         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s16, true);
1045         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s32, true);
1046 #if BITS_PER_LONG == 64
1047         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(16, u64, true);
1048         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(-16, s64, true);
1049 #endif
1050
1051 #define TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(width)        do {                            \
1052         u ## width u ## width ## var = 0;                                       \
1053         s ## width s ## width ## var = 0;                                       \
1054                                                                                 \
1055         /* Constant expressions that fit types. */                              \
1056         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), u ## width, true);          \
1057         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(u ## width), u ## width, true);          \
1058         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), u ## width ## var, true);   \
1059         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(u ## width), u ## width ## var, true);   \
1060         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(s ## width), s ## width, true);          \
1061         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(s ## width), s ## width, true);          \
1062         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(s ## width), s ## width ## var, true);   \
1063         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(u ## width), s ## width ## var, true);   \
1064         /* Constant expressions that do not fit types. */                       \
1065         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), s ## width, false);         \
1066         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_max(u ## width), s ## width ## var, false);  \
1067         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(s ## width), u ## width, false);         \
1068         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(type_min(s ## width), u ## width ## var, false);  \
1069         /* Non-constant expression with mismatched type. */                     \
1070         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(s ## width ## var, u ## width, false);            \
1071         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(u ## width ## var, s ## width, false);            \
1072 } while (0)
1073
1074 #define TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(width)      do {                            \
1075         unsigned long big = U ## width ## _MAX;                                 \
1076         signed long small = S ## width ## _MIN;                                 \
1077         u ## width u ## width ## var = 0;                                       \
1078         s ## width s ## width ## var = 0;                                       \
1079                                                                                 \
1080         /* Constant expression in range. */                                     \
1081         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(U ## width ## _MAX, u ## width, true);            \
1082         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(U ## width ## _MAX, u ## width ## var, true);     \
1083         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(S ## width ## _MIN, s ## width, true);            \
1084         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(S ## width ## _MIN, s ## width ## var, true);     \
1085         /* Constant expression out of range. */                                 \
1086         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((unsigned long)U ## width ## _MAX + 1, u ## width, false); \
1087         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((unsigned long)U ## width ## _MAX + 1, u ## width ## var, false); \
1088         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((signed long)S ## width ## _MIN - 1, s ## width, false); \
1089         TEST_CASTABLE_TO_TYPE((signed long)S ## width ## _MIN - 1, s ## width ## var, false); \
1090         /* Non-constant expression with mismatched type. */                     \
1091         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(big, u ## width, false);                          \
1092         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(big, u ## width ## var, false);                   \
1093         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(small, s ## width, false);                        \
1094         TEST_CASTABLE_TO_TYPE(small, s ## width ## var, false);                 \
1095 } while (0)
1096
1097         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(8);
1098         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(16);
1099         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(32);
1100 #if BITS_PER_LONG == 64
1101         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR(64);
1102 #endif
1103
1104         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(8);
1105         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(16);
1106 #if BITS_PER_LONG == 64
1107         TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE(32);
1108 #endif
1109         kunit_info(test, "%d castable_to_type() tests finished\n", count);
1110
1111 #undef TEST_CASTABLE_TO_TYPE_RANGE
1112 #undef TEST_CASTABLE_TO_TYPE_VAR
1113 #undef TEST_CASTABLE_TO_TYPE
1114 }
1115
1116 static struct kunit_case overflow_test_cases[] = {
1117         KUNIT_CASE(u8_u8__u8_overflow_test),
1118         KUNIT_CASE(s8_s8__s8_overflow_test),
1119         KUNIT_CASE(u16_u16__u16_overflow_test),
1120         KUNIT_CASE(s16_s16__s16_overflow_test),
1121         KUNIT_CASE(u32_u32__u32_overflow_test),
1122         KUNIT_CASE(s32_s32__s32_overflow_test),
1123         KUNIT_CASE(u64_u64__u64_overflow_test),
1124         KUNIT_CASE(s64_s64__s64_overflow_test),
1125         KUNIT_CASE(u32_u32__int_overflow_test),
1126         KUNIT_CASE(u32_u32__u8_overflow_test),
1127         KUNIT_CASE(u8_u8__int_overflow_test),
1128         KUNIT_CASE(int_int__u8_overflow_test),
1129         KUNIT_CASE(shift_sane_test),
1130         KUNIT_CASE(shift_overflow_test),
1131         KUNIT_CASE(shift_truncate_test),
1132         KUNIT_CASE(shift_nonsense_test),
1133         KUNIT_CASE(overflow_allocation_test),
1134         KUNIT_CASE(overflow_size_helpers_test),
1135         KUNIT_CASE(overflows_type_test),
1136         KUNIT_CASE(same_type_test),
1137         KUNIT_CASE(castable_to_type_test),
1138         {}
1139 };
1140
1141 static struct kunit_suite overflow_test_suite = {
1142         .name = "overflow",
1143         .test_cases = overflow_test_cases,
1144 };
1145
1146 kunit_test_suite(overflow_test_suite);
1147
1148 MODULE_LICENSE("Dual MIT/GPL");