llvm/test/Instrumentation/MemorySanitizer/msan_asm_conservative.ll

   1 ; Test for handling of asm constraints in MSan instrumentation.
   2 ; RUN: opt < %s -msan-check-access-address=0 -msan-handle-asm-conservative=0 -S -passes=msan 2>&1 | \
   3 ; RUN:   FileCheck %s
   4 ; RUN: opt < %s -msan-check-access-address=0 -msan-handle-asm-conservative=1 -S -passes=msan 2>&1 | \
   5 ; RUN:   FileCheck --check-prefixes=CHECK,USER-CONS %s
   6 ; RUN: opt < %s -msan-kernel=1 -msan-check-access-address=0                    \
   7 ; RUN:   -msan-handle-asm-conservative=0 -S -passes=msan 2>&1 | FileCheck      \
   8 ; RUN:   --check-prefixes=CHECK,KMSAN %s
   9 ; RUN: opt < %s -msan-kernel=1 -msan-check-access-address=0                    \
  10 ; RUN:   -msan-handle-asm-conservative=1 -S -passes=msan 2>&1 | FileCheck      \
  11 ; RUN:   --check-prefixes=CHECK,KMSAN,CHECK-CONS %s
  12
  13 target datalayout = "e-m:e-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
  14 target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"
  15
  16 %struct.pair = type { i32, i32 }
  17
  18 @id1 = common dso_local global i32 0, align 4
  19 @is1 = common dso_local global i32 0, align 4
  20 @id2 = common dso_local global i32 0, align 4
  21 @is2 = common dso_local global i32 0, align 4
  22 @id3 = common dso_local global i32 0, align 4
  23 @pair2 = common dso_local global %struct.pair zeroinitializer, align 4
  24 @pair1 = common dso_local global %struct.pair zeroinitializer, align 4
  25 @c2 = common dso_local global i8 0, align 1
  26 @c1 = common dso_local global i8 0, align 1
  27 @memcpy_d1 = common dso_local global ptr null, align 8
  28 @memcpy_d2 = common dso_local global ptr null, align 8
  29 @memcpy_s1 = common dso_local global ptr null, align 8
  30 @memcpy_s2 = common dso_local global ptr null, align 8
  31
  32 ; The functions below were generated from a C source that contains declarations like follows:
  33 ;   void f1() {
  34 ;     asm("" : "=r" (id1) : "r" (is1));
  35 ;   }
  36 ; with corresponding input/output constraints.
  37 ; Note that the assembly statement is always empty, as MSan doesn't look at it anyway.
  38
  39 ; One input register, one output register:
  40 ;   asm("" : "=r" (id1) : "r" (is1));
  41 define dso_local void @f_1i_1o_reg() sanitize_memory {
  42 entry:
  43   %0 = load i32, ptr @is1, align 4
  44   %1 = call i32 asm "", "=r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %0)
  45   store i32 %1, ptr @id1, align 4
  46   ret void
  47 }
  48
  49 ; CHECK-LABEL: @f_1i_1o_reg
  50 ; CHECK: [[IS1_F1:%.*]] = load i32, ptr @is1, align 4
  51 ; CHECK: call void @__msan_warning
  52 ; CHECK: call i32 asm "",{{.*}}(i32 [[IS1_F1]])
  53 ; KMSAN: [[PACK1_F1:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id1{{.*}})
  54 ; KMSAN: [[EXT1_F1:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK1_F1]], 0
  55 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT1_F1]]
  56
  57
  58 ; Two input registers, two output registers:
  59 ;   asm("" : "=r" (id1), "=r" (id2) : "r" (is1), "r"(is2));
  60 define dso_local void @f_2i_2o_reg() sanitize_memory {
  61 entry:
  62   %0 = load i32, ptr @is1, align 4
  63   %1 = load i32, ptr @is2, align 4
  64   %2 = call { i32, i32 } asm "", "=r,=r,r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %0, i32 %1)
  65   %asmresult = extractvalue { i32, i32 } %2, 0
  66   %asmresult1 = extractvalue { i32, i32 } %2, 1
  67   store i32 %asmresult, ptr @id1, align 4
  68   store i32 %asmresult1, ptr @id2, align 4
  69   ret void
  70 }
  71
  72 ; CHECK-LABEL: @f_2i_2o_reg
  73 ; CHECK: [[IS1_F2:%.*]] = load i32, ptr @is1, align 4
  74 ; CHECK: [[IS2_F2:%.*]] = load i32, ptr @is2, align 4
  75 ; CHECK: call void @__msan_warning
  76 ; KMSAN: call void @__msan_warning
  77 ; CHECK: call { i32, i32 } asm "",{{.*}}(i32 [[IS1_F2]], i32 [[IS2_F2]])
  78 ; KMSAN: [[PACK1_F2:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id1{{.*}})
  79 ; KMSAN: [[EXT1_F2:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK1_F2]], 0
  80 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT1_F2]]
  81 ; KMSAN: [[PACK2_F2:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id2{{.*}})
  82 ; KMSAN: [[EXT2_F2:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK2_F2]], 0
  83 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT2_F2]]
  84
  85 ; Input same as output, used twice:
  86 ;   asm("" : "=r" (id1), "=r" (id2) : "r" (id1), "r" (id2));
  87 define dso_local void @f_2i_2o_reuse2_reg() sanitize_memory {
  88 entry:
  89   %0 = load i32, ptr @id1, align 4
  90   %1 = load i32, ptr @id2, align 4
  91   %2 = call { i32, i32 } asm "", "=r,=r,r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %0, i32 %1)
  92   %asmresult = extractvalue { i32, i32 } %2, 0
  93   %asmresult1 = extractvalue { i32, i32 } %2, 1
  94   store i32 %asmresult, ptr @id1, align 4
  95   store i32 %asmresult1, ptr @id2, align 4
  96   ret void
  97 }
  98
  99 ; CHECK-LABEL: @f_2i_2o_reuse2_reg
 100 ; CHECK: [[ID1_F3:%.*]] = load i32, ptr @id1, align 4
 101 ; CHECK: [[ID2_F3:%.*]] = load i32, ptr @id2, align 4
 102 ; CHECK: call void @__msan_warning
 103 ; KMSAN: call void @__msan_warning
 104 ; CHECK: call { i32, i32 } asm "",{{.*}}(i32 [[ID1_F3]], i32 [[ID2_F3]])
 105 ; KMSAN: [[PACK1_F3:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id1{{.*}})
 106 ; KMSAN: [[EXT1_F3:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK1_F3]], 0
 107 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT1_F3]]
 108 ; KMSAN: [[PACK2_F3:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id2{{.*}})
 109 ; KMSAN: [[EXT2_F3:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK2_F3]], 0
 110 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT2_F3]]
 111
 112
 113 ; One of the input registers is also an output:
 114 ;   asm("" : "=r" (id1), "=r" (id2) : "r" (id1), "r"(is1));
 115 define dso_local void @f_2i_2o_reuse1_reg() sanitize_memory {
 116 entry:
 117   %0 = load i32, ptr @id1, align 4
 118   %1 = load i32, ptr @is1, align 4
 119   %2 = call { i32, i32 } asm "", "=r,=r,r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %0, i32 %1)
 120   %asmresult = extractvalue { i32, i32 } %2, 0
 121   %asmresult1 = extractvalue { i32, i32 } %2, 1
 122   store i32 %asmresult, ptr @id1, align 4
 123   store i32 %asmresult1, ptr @id2, align 4
 124   ret void
 125 }
 126
 127 ; CHECK-LABEL: @f_2i_2o_reuse1_reg
 128 ; CHECK: [[ID1_F4:%.*]] = load i32, ptr @id1, align 4
 129 ; CHECK: [[IS1_F4:%.*]] = load i32, ptr @is1, align 4
 130 ; CHECK: call void @__msan_warning
 131 ; KMSAN: call void @__msan_warning
 132 ; CHECK: call { i32, i32 } asm "",{{.*}}(i32 [[ID1_F4]], i32 [[IS1_F4]])
 133 ; KMSAN: [[PACK1_F4:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id1{{.*}})
 134 ; KMSAN: [[EXT1_F4:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK1_F4]], 0
 135 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT1_F4]]
 136 ; KMSAN: [[PACK2_F4:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id2{{.*}})
 137 ; KMSAN: [[EXT2_F4:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK2_F4]], 0
 138 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT2_F4]]
 139
 140
 141 ; One input register, three output registers:
 142 ;   asm("" : "=r" (id1), "=r" (id2), "=r" (id3) : "r" (is1));
 143 define dso_local void @f_1i_3o_reg() sanitize_memory {
 144 entry:
 145   %0 = load i32, ptr @is1, align 4
 146   %1 = call { i32, i32, i32 } asm "", "=r,=r,=r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %0)
 147   %asmresult = extractvalue { i32, i32, i32 } %1, 0
 148   %asmresult1 = extractvalue { i32, i32, i32 } %1, 1
 149   %asmresult2 = extractvalue { i32, i32, i32 } %1, 2
 150   store i32 %asmresult, ptr @id1, align 4
 151   store i32 %asmresult1, ptr @id2, align 4
 152   store i32 %asmresult2, ptr @id3, align 4
 153   ret void
 154 }
 155
 156 ; CHECK-LABEL: @f_1i_3o_reg
 157 ; CHECK: [[IS1_F5:%.*]] = load i32, ptr @is1, align 4
 158 ; CHECK: call void @__msan_warning
 159 ; CHECK: call { i32, i32, i32 } asm "",{{.*}}(i32 [[IS1_F5]])
 160 ; KMSAN: [[PACK1_F5:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id1{{.*}})
 161 ; KMSAN: [[EXT1_F5:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK1_F5]], 0
 162 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT1_F5]]
 163 ; KMSAN: [[PACK2_F5:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id2{{.*}})
 164 ; KMSAN: [[EXT2_F5:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK2_F5]], 0
 165 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT2_F5]]
 166 ; KMSAN: [[PACK3_F5:%.*]] = call {{.*}} @__msan_metadata_ptr_for_store_4({{.*}}@id3{{.*}})
 167 ; KMSAN: [[EXT3_F5:%.*]] = extractvalue { ptr, ptr } [[PACK3_F5]], 0
 168 ; KMSAN: store i32 0, ptr [[EXT3_F5]]
 169
 170
 171 ; 2 input memory args, 2 output memory args:
 172 ;  asm("" : "=m" (id1), "=m" (id2) : "m" (is1), "m"(is2))
 173 define dso_local void @f_2i_2o_mem() sanitize_memory {
 174 entry:
 175   call void asm "", "=*m,=*m,*m,*m,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(i32) @id1, ptr elementtype(i32) @id2, ptr elementtype(i32) @is1, ptr elementtype(i32) @is2)
 176   ret void
 177 }
 178
 179 ; CHECK-LABEL: @f_2i_2o_mem
 180 ; USER-CONS:  store i32 0, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @id1 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 181 ; USER-CONS:  store i32 0, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @id2 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 182 ; CHECK-CONS: call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@id1{{.*}}, i64 4)
 183 ; CHECK-CONS: call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@id2{{.*}}, i64 4)
 184 ; CHECK: call void asm "", "=*m,=*m,*m,*m,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(i32) @id1, ptr elementtype(i32) @id2, ptr elementtype(i32) @is1, ptr elementtype(i32) @is2)
 185
 186
 187 ; Same input and output passed as both memory and register:
 188 ;  asm("" : "=r" (id1), "=m"(id1) : "r"(is1), "m"(is1));
 189 define dso_local void @f_1i_1o_memreg() sanitize_memory {
 190 entry:
 191   %0 = load i32, ptr @is1, align 4
 192   %1 = call i32 asm "", "=r,=*m,r,*m,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(i32) @id1, i32 %0, ptr elementtype(i32) @is1)
 193   store i32 %1, ptr @id1, align 4
 194   ret void
 195 }
 196
 197 ; CHECK-LABEL: @f_1i_1o_memreg
 198 ; CHECK: [[IS1_F7:%.*]] = load i32, ptr @is1, align 4
 199 ; USER-CONS:  store i32 0, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @id1 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 200 ; CHECK-CONS: call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@id1{{.*}}, i64 4)
 201 ; CHECK: call void @__msan_warning
 202 ; CHECK: call i32 asm "", "=r,=*m,r,*m,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(i32) @id1, i32 [[IS1_F7]], ptr elementtype(i32) @is1)
 203
 204
 205 ; Three outputs, first and last returned via regs, second via mem:
 206 ;  asm("" : "=r" (id1), "=m"(id2), "=r" (id3):);
 207 define dso_local void @f_3o_reg_mem_reg() sanitize_memory {
 208 entry:
 209   %0 = call { i32, i32 } asm "", "=r,=*m,=r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(i32) @id2)
 210   %asmresult = extractvalue { i32, i32 } %0, 0
 211   %asmresult1 = extractvalue { i32, i32 } %0, 1
 212   store i32 %asmresult, ptr @id1, align 4
 213   store i32 %asmresult1, ptr @id3, align 4
 214   ret void
 215 }
 216
 217 ; CHECK-LABEL: @f_3o_reg_mem_reg
 218 ; USER-CONS:  store i32 0, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @id2 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 219 ; CHECK-CONS: call void @__msan_instrument_asm_store(ptr @id2, i64 4)
 220 ; CHECK: call { i32, i32 } asm "", "=r,=*m,=r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(i32) @id2)
 221
 222
 223 ; Three inputs and three outputs of different types: a pair, a char, a function pointer.
 224 ; Everything is meant to be passed in registers, but LLVM chooses to return the integer pair by pointer:
 225 ;  asm("" : "=r" (pair2), "=r" (c2), "=r" (memcpy_d1) : "r"(pair1), "r"(c1), "r"(memcpy_s1));
 226 define dso_local void @f_3i_3o_complex_reg() sanitize_memory {
 227 entry:
 228   %0 = load i64, ptr @pair1, align 4
 229   %1 = load i8, ptr @c1, align 1
 230   %2 = load ptr, ptr @memcpy_s1, align 8
 231   %3 = call { i8, ptr } asm "", "=*r,=r,=r,r,r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(%struct.pair) @pair2, i64 %0, i8 %1, ptr %2)
 232   %asmresult = extractvalue { i8, ptr } %3, 0
 233   %asmresult1 = extractvalue { i8, ptr } %3, 1
 234   store i8 %asmresult, ptr @c2, align 1
 235   store ptr %asmresult1, ptr @memcpy_d1, align 8
 236   ret void
 237 }
 238
 239 ; CHECK-LABEL: @f_3i_3o_complex_reg
 240 ; CHECK: [[PAIR1_F9:%.*]] = load {{.*}} @pair1
 241 ; CHECK: [[C1_F9:%.*]] = load {{.*}} @c1
 242 ; CHECK: [[MEMCPY_S1_F9:%.*]] = load {{.*}} @memcpy_s1
 243 ; USER-CONS:  store { i32, i32 } zeroinitializer, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @pair2 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 244 ; CHECK-CONS: call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@pair2{{.*}}, i64 8)
 245 ; CHECK: call void @__msan_warning
 246 ; KMSAN: call void @__msan_warning
 247 ; KMSAN: call void @__msan_warning
 248 ; CHECK: call { i8, ptr } asm "", "=*r,=r,=r,r,r,r,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(%struct.pair) @pair2, {{.*}}[[PAIR1_F9]], i8 [[C1_F9]], {{.*}} [[MEMCPY_S1_F9]])
 249
 250 ; Three inputs and three outputs of different types: a pair, a char, a function pointer.
 251 ; Everything is passed in memory:
 252 ;  asm("" : "=m" (pair2), "=m" (c2), "=m" (memcpy_d1) : "m"(pair1), "m"(c1), "m"(memcpy_s1));
 253 define dso_local void @f_3i_3o_complex_mem() sanitize_memory {
 254 entry:
 255   call void asm "", "=*m,=*m,=*m,*m,*m,*m,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(%struct.pair) @pair2, ptr elementtype(i8) @c2, ptr elementtype(ptr) @memcpy_d1, ptr elementtype(%struct.pair) @pair1, ptr elementtype(i8) @c1, ptr elementtype(ptr) @memcpy_s1)
 256   ret void
 257 }
 258
 259 ; CHECK-LABEL: @f_3i_3o_complex_mem
 260 ; USER-CONS:       store { i32, i32 } zeroinitializer, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @pair2 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 261 ; USER-CONS-NEXT:  store i8 0, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @c2 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 262 ; USER-CONS-NEXT:  store i64 0, ptr inttoptr (i64 xor (i64 ptrtoint (ptr @memcpy_d1 to i64), i64 87960930222080) to ptr), align 1
 263 ; CHECK-CONS:      call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@pair2{{.*}}, i64 8)
 264 ; CHECK-CONS:      call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@c2{{.*}}, i64 1)
 265 ; CHECK-CONS:      call void @__msan_instrument_asm_store({{.*}}@memcpy_d1{{.*}}, i64 8)
 266 ; CHECK: call void asm "", "=*m,=*m,=*m,*m,*m,*m,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(ptr elementtype(%struct.pair) @pair2, ptr elementtype(i8) @c2, ptr elementtype(ptr) @memcpy_d1, ptr elementtype(%struct.pair) @pair1, ptr elementtype(i8) @c1, ptr elementtype(ptr) @memcpy_s1)
 267
 268
 269 ; A simple asm goto construct to check that callbr is handled correctly:
 270 ;  int asm_goto(int n) {
 271 ;    int v = 1;
 272 ;    asm goto("cmp %0, %1; jnz %l2;" :: "r"(n), "r"(v)::skip_label);
 273 ;    return 0;
 274 ;  skip_label:
 275 ;    return 1;
 276 ;  }
 277 ; asm goto statements can't have outputs, so just make sure we check the input
 278 ; and the compiler doesn't crash.
 279 define dso_local i32 @asm_goto(i32 %n) sanitize_memory {
 280 entry:
 281   callbr void asm sideeffect "cmp $0, $1; jnz ${2:l}", "r,r,!i,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %n, i32 1)
 282           to label %cleanup [label %skip_label]
 283
 284 skip_label:                                       ; preds = %entry
 285   br label %cleanup
 286
 287 cleanup:                                          ; preds = %entry, %skip_label
 288   %retval.0 = phi i32 [ 2, %skip_label ], [ 1, %entry ]
 289   ret i32 %retval.0
 290 }
 291
 292 ; CHECK-LABEL: @asm_goto
 293 ; KMSAN: [[LOAD_ARG:%.*]] = load {{.*}} %_msarg
 294 ; KMSAN: [[CMP:%.*]] = icmp ne {{.*}} [[LOAD_ARG]], 0
 295 ; KMSAN: br {{.*}} [[CMP]], label %[[LABEL:.*]], label
 296 ; KMSAN: [[LABEL]]:
 297 ; KMSAN-NEXT: call void @__msan_warning