kernel/gcov/clang.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2019 Google, Inc.
   4  * modified from kernel/gcov/gcc_4_7.c
   5  *
   6  * This software is licensed under the terms of the GNU General Public
   7  * License version 2, as published by the Free Software Foundation, and
   8  * may be copied, distributed, and modified under those terms.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  *
  16  * LLVM uses profiling data that's deliberately similar to GCC, but has a
  17  * very different way of exporting that data.  LLVM calls llvm_gcov_init() once
  18  * per module, and provides a couple of callbacks that we can use to ask for
  19  * more data.
  20  *
  21  * We care about the "writeout" callback, which in turn calls back into
  22  * compiler-rt/this module to dump all the gathered coverage data to disk:
  23  *
  24  *    llvm_gcda_start_file()
  25  *      llvm_gcda_emit_function()
  26  *      llvm_gcda_emit_arcs()
  27  *      llvm_gcda_emit_function()
  28  *      llvm_gcda_emit_arcs()
  29  *      [... repeats for each function ...]
  30  *    llvm_gcda_summary_info()
  31  *    llvm_gcda_end_file()
  32  *
  33  * This design is much more stateless and unstructured than gcc's, and is
  34  * intended to run at process exit.  This forces us to keep some local state
  35  * about which module we're dealing with at the moment.  On the other hand, it
  36  * also means we don't depend as much on how LLVM represents profiling data
  37  * internally.
  38  *
  39  * See LLVM's lib/Transforms/Instrumentation/GCOVProfiling.cpp for more
  40  * details on how this works, particularly GCOVProfiler::emitProfileArcs(),
  41  * GCOVProfiler::insertCounterWriteout(), and
  42  * GCOVProfiler::insertFlush().
  43  */
  44
  45 #define pr_fmt(fmt)     "gcov: " fmt
  46
  47 #include <linux/kernel.h>
  48 #include <linux/list.h>
  49 #include <linux/printk.h>
  50 #include <linux/ratelimit.h>
  51 #include <linux/seq_file.h>
  52 #include <linux/slab.h>
  53 #include <linux/vmalloc.h>
  54 #include "gcov.h"
  55
  56 typedef void (*llvm_gcov_callback)(void);
  57
  58 struct gcov_info {
  59         struct list_head head;
  60
  61         const char *filename;
  62         unsigned int version;
  63         u32 checksum;
  64
  65         struct list_head functions;
  66 };
  67
  68 struct gcov_fn_info {
  69         struct list_head head;
  70
  71         u32 ident;
  72         u32 checksum;
  73 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
  74         u8 use_extra_checksum;
  75 #endif
  76         u32 cfg_checksum;
  77
  78         u32 num_counters;
  79         u64 *counters;
  80 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
  81         const char *function_name;
  82 #endif
  83 };
  84
  85 static struct gcov_info *current_info;
  86
  87 static LIST_HEAD(clang_gcov_list);
  88
  89 void llvm_gcov_init(llvm_gcov_callback writeout, llvm_gcov_callback flush)
  90 {
  91         struct gcov_info *info = kzalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
  92
  93         if (!info)
  94                 return;
  95
  96         INIT_LIST_HEAD(&info->head);
  97         INIT_LIST_HEAD(&info->functions);
  98
  99         mutex_lock(&gcov_lock);
 100
 101         list_add_tail(&info->head, &clang_gcov_list);
 102         current_info = info;
 103         writeout();
 104         current_info = NULL;
 105         if (gcov_events_enabled)
 106                 gcov_event(GCOV_ADD, info);
 107
 108         mutex_unlock(&gcov_lock);
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcov_init);
 111
 112 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 113 void llvm_gcda_start_file(const char *orig_filename, const char version[4],
 114                 u32 checksum)
 115 {
 116         current_info->filename = orig_filename;
 117         memcpy(&current_info->version, version, sizeof(current_info->version));
 118         current_info->checksum = checksum;
 119 }
 120 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcda_start_file);
 121 #else
 122 void llvm_gcda_start_file(const char *orig_filename, u32 version, u32 checksum)
 123 {
 124         current_info->filename = orig_filename;
 125         current_info->version = version;
 126         current_info->checksum = checksum;
 127 }
 128 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcda_start_file);
 129 #endif
 130
 131 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 132 void llvm_gcda_emit_function(u32 ident, const char *function_name,
 133                 u32 func_checksum, u8 use_extra_checksum, u32 cfg_checksum)
 134 {
 135         struct gcov_fn_info *info = kzalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
 136
 137         if (!info)
 138                 return;
 139
 140         INIT_LIST_HEAD(&info->head);
 141         info->ident = ident;
 142         info->checksum = func_checksum;
 143         info->use_extra_checksum = use_extra_checksum;
 144         info->cfg_checksum = cfg_checksum;
 145         if (function_name)
 146                 info->function_name = kstrdup(function_name, GFP_KERNEL);
 147
 148         list_add_tail(&info->head, &current_info->functions);
 149 }
 150 #else
 151 void llvm_gcda_emit_function(u32 ident, u32 func_checksum, u32 cfg_checksum)
 152 {
 153         struct gcov_fn_info *info = kzalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
 154
 155         if (!info)
 156                 return;
 157
 158         INIT_LIST_HEAD(&info->head);
 159         info->ident = ident;
 160         info->checksum = func_checksum;
 161         info->cfg_checksum = cfg_checksum;
 162         list_add_tail(&info->head, &current_info->functions);
 163 }
 164 #endif
 165 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcda_emit_function);
 166
 167 void llvm_gcda_emit_arcs(u32 num_counters, u64 *counters)
 168 {
 169         struct gcov_fn_info *info = list_last_entry(&current_info->functions,
 170                         struct gcov_fn_info, head);
 171
 172         info->num_counters = num_counters;
 173         info->counters = counters;
 174 }
 175 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcda_emit_arcs);
 176
 177 void llvm_gcda_summary_info(void)
 178 {
 179 }
 180 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcda_summary_info);
 181
 182 void llvm_gcda_end_file(void)
 183 {
 184 }
 185 EXPORT_SYMBOL(llvm_gcda_end_file);
 186
 187 /**
 188  * gcov_info_filename - return info filename
 189  * @info: profiling data set
 190  */
 191 const char *gcov_info_filename(struct gcov_info *info)
 192 {
 193         return info->filename;
 194 }
 195
 196 /**
 197  * gcov_info_version - return info version
 198  * @info: profiling data set
 199  */
 200 unsigned int gcov_info_version(struct gcov_info *info)
 201 {
 202         return info->version;
 203 }
 204
 205 /**
 206  * gcov_info_next - return next profiling data set
 207  * @info: profiling data set
 208  *
 209  * Returns next gcov_info following @info or first gcov_info in the chain if
 210  * @info is %NULL.
 211  */
 212 struct gcov_info *gcov_info_next(struct gcov_info *info)
 213 {
 214         if (!info)
 215                 return list_first_entry_or_null(&clang_gcov_list,
 216                                 struct gcov_info, head);
 217         if (list_is_last(&info->head, &clang_gcov_list))
 218                 return NULL;
 219         return list_next_entry(info, head);
 220 }
 221
 222 /**
 223  * gcov_info_link - link/add profiling data set to the list
 224  * @info: profiling data set
 225  */
 226 void gcov_info_link(struct gcov_info *info)
 227 {
 228         list_add_tail(&info->head, &clang_gcov_list);
 229 }
 230
 231 /**
 232  * gcov_info_unlink - unlink/remove profiling data set from the list
 233  * @prev: previous profiling data set
 234  * @info: profiling data set
 235  */
 236 void gcov_info_unlink(struct gcov_info *prev, struct gcov_info *info)
 237 {
 238         /* Generic code unlinks while iterating. */
 239         __list_del_entry(&info->head);
 240 }
 241
 242 /**
 243  * gcov_info_within_module - check if a profiling data set belongs to a module
 244  * @info: profiling data set
 245  * @mod: module
 246  *
 247  * Returns true if profiling data belongs module, false otherwise.
 248  */
 249 bool gcov_info_within_module(struct gcov_info *info, struct module *mod)
 250 {
 251         return within_module((unsigned long)info->filename, mod);
 252 }
 253
 254 /* Symbolic links to be created for each profiling data file. */
 255 const struct gcov_link gcov_link[] = {
 256         { OBJ_TREE, "gcno" },   /* Link to .gcno file in $(objtree). */
 257         { 0, NULL},
 258 };
 259
 260 /**
 261  * gcov_info_reset - reset profiling data to zero
 262  * @info: profiling data set
 263  */
 264 void gcov_info_reset(struct gcov_info *info)
 265 {
 266         struct gcov_fn_info *fn;
 267
 268         list_for_each_entry(fn, &info->functions, head)
 269                 memset(fn->counters, 0,
 270                                 sizeof(fn->counters[0]) * fn->num_counters);
 271 }
 272
 273 /**
 274  * gcov_info_is_compatible - check if profiling data can be added
 275  * @info1: first profiling data set
 276  * @info2: second profiling data set
 277  *
 278  * Returns non-zero if profiling data can be added, zero otherwise.
 279  */
 280 int gcov_info_is_compatible(struct gcov_info *info1, struct gcov_info *info2)
 281 {
 282         struct gcov_fn_info *fn_ptr1 = list_first_entry_or_null(
 283                         &info1->functions, struct gcov_fn_info, head);
 284         struct gcov_fn_info *fn_ptr2 = list_first_entry_or_null(
 285                         &info2->functions, struct gcov_fn_info, head);
 286
 287         if (info1->checksum != info2->checksum)
 288                 return false;
 289         if (!fn_ptr1)
 290                 return fn_ptr1 == fn_ptr2;
 291         while (!list_is_last(&fn_ptr1->head, &info1->functions) &&
 292                 !list_is_last(&fn_ptr2->head, &info2->functions)) {
 293                 if (fn_ptr1->checksum != fn_ptr2->checksum)
 294                         return false;
 295 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 296                 if (fn_ptr1->use_extra_checksum != fn_ptr2->use_extra_checksum)
 297                         return false;
 298                 if (fn_ptr1->use_extra_checksum &&
 299                         fn_ptr1->cfg_checksum != fn_ptr2->cfg_checksum)
 300                         return false;
 301 #else
 302                 if (fn_ptr1->cfg_checksum != fn_ptr2->cfg_checksum)
 303                         return false;
 304 #endif
 305                 fn_ptr1 = list_next_entry(fn_ptr1, head);
 306                 fn_ptr2 = list_next_entry(fn_ptr2, head);
 307         }
 308         return list_is_last(&fn_ptr1->head, &info1->functions) &&
 309                 list_is_last(&fn_ptr2->head, &info2->functions);
 310 }
 311
 312 /**
 313  * gcov_info_add - add up profiling data
 314  * @dest: profiling data set to which data is added
 315  * @source: profiling data set which is added
 316  *
 317  * Adds profiling counts of @source to @dest.
 318  */
 319 void gcov_info_add(struct gcov_info *dst, struct gcov_info *src)
 320 {
 321         struct gcov_fn_info *dfn_ptr;
 322         struct gcov_fn_info *sfn_ptr = list_first_entry_or_null(&src->functions,
 323                         struct gcov_fn_info, head);
 324
 325         list_for_each_entry(dfn_ptr, &dst->functions, head) {
 326                 u32 i;
 327
 328                 for (i = 0; i < sfn_ptr->num_counters; i++)
 329                         dfn_ptr->counters[i] += sfn_ptr->counters[i];
 330         }
 331 }
 332
 333 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 334 static struct gcov_fn_info *gcov_fn_info_dup(struct gcov_fn_info *fn)
 335 {
 336         size_t cv_size; /* counter values size */
 337         struct gcov_fn_info *fn_dup = kmemdup(fn, sizeof(*fn),
 338                         GFP_KERNEL);
 339         if (!fn_dup)
 340                 return NULL;
 341         INIT_LIST_HEAD(&fn_dup->head);
 342
 343         fn_dup->function_name = kstrdup(fn->function_name, GFP_KERNEL);
 344         if (!fn_dup->function_name)
 345                 goto err_name;
 346
 347         cv_size = fn->num_counters * sizeof(fn->counters[0]);
 348         fn_dup->counters = vmalloc(cv_size);
 349         if (!fn_dup->counters)
 350                 goto err_counters;
 351         memcpy(fn_dup->counters, fn->counters, cv_size);
 352
 353         return fn_dup;
 354
 355 err_counters:
 356         kfree(fn_dup->function_name);
 357 err_name:
 358         kfree(fn_dup);
 359         return NULL;
 360 }
 361 #else
 362 static struct gcov_fn_info *gcov_fn_info_dup(struct gcov_fn_info *fn)
 363 {
 364         size_t cv_size; /* counter values size */
 365         struct gcov_fn_info *fn_dup = kmemdup(fn, sizeof(*fn),
 366                         GFP_KERNEL);
 367         if (!fn_dup)
 368                 return NULL;
 369         INIT_LIST_HEAD(&fn_dup->head);
 370
 371         cv_size = fn->num_counters * sizeof(fn->counters[0]);
 372         fn_dup->counters = vmalloc(cv_size);
 373         if (!fn_dup->counters) {
 374                 kfree(fn_dup);
 375                 return NULL;
 376         }
 377
 378         memcpy(fn_dup->counters, fn->counters, cv_size);
 379
 380         return fn_dup;
 381 }
 382 #endif
 383
 384 /**
 385  * gcov_info_dup - duplicate profiling data set
 386  * @info: profiling data set to duplicate
 387  *
 388  * Return newly allocated duplicate on success, %NULL on error.
 389  */
 390 struct gcov_info *gcov_info_dup(struct gcov_info *info)
 391 {
 392         struct gcov_info *dup;
 393         struct gcov_fn_info *fn;
 394
 395         dup = kmemdup(info, sizeof(*dup), GFP_KERNEL);
 396         if (!dup)
 397                 return NULL;
 398         INIT_LIST_HEAD(&dup->head);
 399         INIT_LIST_HEAD(&dup->functions);
 400         dup->filename = kstrdup(info->filename, GFP_KERNEL);
 401         if (!dup->filename)
 402                 goto err;
 403
 404         list_for_each_entry(fn, &info->functions, head) {
 405                 struct gcov_fn_info *fn_dup = gcov_fn_info_dup(fn);
 406
 407                 if (!fn_dup)
 408                         goto err;
 409                 list_add_tail(&fn_dup->head, &dup->functions);
 410         }
 411
 412         return dup;
 413
 414 err:
 415         gcov_info_free(dup);
 416         return NULL;
 417 }
 418
 419 /**
 420  * gcov_info_free - release memory for profiling data set duplicate
 421  * @info: profiling data set duplicate to free
 422  */
 423 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 424 void gcov_info_free(struct gcov_info *info)
 425 {
 426         struct gcov_fn_info *fn, *tmp;
 427
 428         list_for_each_entry_safe(fn, tmp, &info->functions, head) {
 429                 kfree(fn->function_name);
 430                 vfree(fn->counters);
 431                 list_del(&fn->head);
 432                 kfree(fn);
 433         }
 434         kfree(info->filename);
 435         kfree(info);
 436 }
 437 #else
 438 void gcov_info_free(struct gcov_info *info)
 439 {
 440         struct gcov_fn_info *fn, *tmp;
 441
 442         list_for_each_entry_safe(fn, tmp, &info->functions, head) {
 443                 vfree(fn->counters);
 444                 list_del(&fn->head);
 445                 kfree(fn);
 446         }
 447         kfree(info->filename);
 448         kfree(info);
 449 }
 450 #endif
 451
 452 #define ITER_STRIDE     PAGE_SIZE
 453
 454 /**
 455  * struct gcov_iterator - specifies current file position in logical records
 456  * @info: associated profiling data
 457  * @buffer: buffer containing file data
 458  * @size: size of buffer
 459  * @pos: current position in file
 460  */
 461 struct gcov_iterator {
 462         struct gcov_info *info;
 463         void *buffer;
 464         size_t size;
 465         loff_t pos;
 466 };
 467
 468 /**
 469  * store_gcov_u32 - store 32 bit number in gcov format to buffer
 470  * @buffer: target buffer or NULL
 471  * @off: offset into the buffer
 472  * @v: value to be stored
 473  *
 474  * Number format defined by gcc: numbers are recorded in the 32 bit
 475  * unsigned binary form of the endianness of the machine generating the
 476  * file. Returns the number of bytes stored. If @buffer is %NULL, doesn't
 477  * store anything.
 478  */
 479 static size_t store_gcov_u32(void *buffer, size_t off, u32 v)
 480 {
 481         u32 *data;
 482
 483         if (buffer) {
 484                 data = buffer + off;
 485                 *data = v;
 486         }
 487
 488         return sizeof(*data);
 489 }
 490
 491 /**
 492  * store_gcov_u64 - store 64 bit number in gcov format to buffer
 493  * @buffer: target buffer or NULL
 494  * @off: offset into the buffer
 495  * @v: value to be stored
 496  *
 497  * Number format defined by gcc: numbers are recorded in the 32 bit
 498  * unsigned binary form of the endianness of the machine generating the
 499  * file. 64 bit numbers are stored as two 32 bit numbers, the low part
 500  * first. Returns the number of bytes stored. If @buffer is %NULL, doesn't store
 501  * anything.
 502  */
 503 static size_t store_gcov_u64(void *buffer, size_t off, u64 v)
 504 {
 505         u32 *data;
 506
 507         if (buffer) {
 508                 data = buffer + off;
 509
 510                 data[0] = (v & 0xffffffffUL);
 511                 data[1] = (v >> 32);
 512         }
 513
 514         return sizeof(*data) * 2;
 515 }
 516
 517 /**
 518  * convert_to_gcda - convert profiling data set to gcda file format
 519  * @buffer: the buffer to store file data or %NULL if no data should be stored
 520  * @info: profiling data set to be converted
 521  *
 522  * Returns the number of bytes that were/would have been stored into the buffer.
 523  */
 524 static size_t convert_to_gcda(char *buffer, struct gcov_info *info)
 525 {
 526         struct gcov_fn_info *fi_ptr;
 527         size_t pos = 0;
 528
 529         /* File header. */
 530         pos += store_gcov_u32(buffer, pos, GCOV_DATA_MAGIC);
 531         pos += store_gcov_u32(buffer, pos, info->version);
 532         pos += store_gcov_u32(buffer, pos, info->checksum);
 533
 534         list_for_each_entry(fi_ptr, &info->functions, head) {
 535                 u32 i;
 536
 537                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, GCOV_TAG_FUNCTION);
 538 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 539                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos,
 540                         fi_ptr->use_extra_checksum ? 3 : 2);
 541 #else
 542                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, 3);
 543 #endif
 544                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, fi_ptr->ident);
 545                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, fi_ptr->checksum);
 546 #if CONFIG_CLANG_VERSION < 110000
 547                 if (fi_ptr->use_extra_checksum)
 548                         pos += store_gcov_u32(buffer, pos, fi_ptr->cfg_checksum);
 549 #else
 550                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, fi_ptr->cfg_checksum);
 551 #endif
 552
 553                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, GCOV_TAG_COUNTER_BASE);
 554                 pos += store_gcov_u32(buffer, pos, fi_ptr->num_counters * 2);
 555                 for (i = 0; i < fi_ptr->num_counters; i++)
 556                         pos += store_gcov_u64(buffer, pos, fi_ptr->counters[i]);
 557         }
 558
 559         return pos;
 560 }
 561
 562 /**
 563  * gcov_iter_new - allocate and initialize profiling data iterator
 564  * @info: profiling data set to be iterated
 565  *
 566  * Return file iterator on success, %NULL otherwise.
 567  */
 568 struct gcov_iterator *gcov_iter_new(struct gcov_info *info)
 569 {
 570         struct gcov_iterator *iter;
 571
 572         iter = kzalloc(sizeof(struct gcov_iterator), GFP_KERNEL);
 573         if (!iter)
 574                 goto err_free;
 575
 576         iter->info = info;
 577         /* Dry-run to get the actual buffer size. */
 578         iter->size = convert_to_gcda(NULL, info);
 579         iter->buffer = vmalloc(iter->size);
 580         if (!iter->buffer)
 581                 goto err_free;
 582
 583         convert_to_gcda(iter->buffer, info);
 584
 585         return iter;
 586
 587 err_free:
 588         kfree(iter);
 589         return NULL;
 590 }
 591
 592
 593 /**
 594  * gcov_iter_get_info - return profiling data set for given file iterator
 595  * @iter: file iterator
 596  */
 597 void gcov_iter_free(struct gcov_iterator *iter)
 598 {
 599         vfree(iter->buffer);
 600         kfree(iter);
 601 }
 602
 603 /**
 604  * gcov_iter_get_info - return profiling data set for given file iterator
 605  * @iter: file iterator
 606  */
 607 struct gcov_info *gcov_iter_get_info(struct gcov_iterator *iter)
 608 {
 609         return iter->info;
 610 }
 611
 612 /**
 613  * gcov_iter_start - reset file iterator to starting position
 614  * @iter: file iterator
 615  */
 616 void gcov_iter_start(struct gcov_iterator *iter)
 617 {
 618         iter->pos = 0;
 619 }
 620
 621 /**
 622  * gcov_iter_next - advance file iterator to next logical record
 623  * @iter: file iterator
 624  *
 625  * Return zero if new position is valid, non-zero if iterator has reached end.
 626  */
 627 int gcov_iter_next(struct gcov_iterator *iter)
 628 {
 629         if (iter->pos < iter->size)
 630                 iter->pos += ITER_STRIDE;
 631
 632         if (iter->pos >= iter->size)
 633                 return -EINVAL;
 634
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 /**
 639  * gcov_iter_write - write data for current pos to seq_file
 640  * @iter: file iterator
 641  * @seq: seq_file handle
 642  *
 643  * Return zero on success, non-zero otherwise.
 644  */
 645 int gcov_iter_write(struct gcov_iterator *iter, struct seq_file *seq)
 646 {
 647         size_t len;
 648
 649         if (iter->pos >= iter->size)
 650                 return -EINVAL;
 651
 652         len = ITER_STRIDE;
 653         if (iter->pos + len > iter->size)
 654                 len = iter->size - iter->pos;
 655
 656         seq_write(seq, iter->buffer + iter->pos, len);
 657
 658         return 0;
 659 }