Quelle  string-stream-test.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * KUnit test for struct string_stream.
 *
 * Copyright (C) 2019, Google LLC.
 * Author: Brendan Higgins <brendanhiggins@google.com>
 */

#include <kunit/static_stub.h>
#include <kunit/test.h>
#include <linux/ktime.h>
#include <linux/prandom.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/timekeeping.h>

#include "string-stream.h"

struct string_stream_test_priv {
 /* For testing resource-managed free. */
 struct string_stream *expected_free_stream;
 bool stream_was_freed;
 bool stream_free_again;
};

/* Avoids a cast warning if kfree() is passed direct to kunit_add_action(). */
KUNIT_DEFINE_ACTION_WRAPPER(kfree_wrapper, kfree, const void *);

/* Avoids a cast warning if string_stream_destroy() is passed direct to kunit_add_action(). */
KUNIT_DEFINE_ACTION_WRAPPER(cleanup_raw_stream, string_stream_destroy, struct string_stream *);

static char *get_concatenated_string(struct kunit *test, struct string_stream *stream)
{
 char *str = string_stream_get_string(stream);

 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, str);
 kunit_add_action(test, kfree_wrapper, (void *)str);

 return str;
}

/* Managed string_stream object is initialized correctly. */
static void string_stream_managed_init_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream;

 /* Resource-managed initialization. */
 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 KUNIT_EXPECT_EQ(test, stream->length, 0);
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, list_empty(&stream->fragments));
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, (stream->gfp == GFP_KERNEL));
 KUNIT_EXPECT_FALSE(test, stream->append_newlines);
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, string_stream_is_empty(stream));
}

/* Unmanaged string_stream object is initialized correctly. */
static void string_stream_unmanaged_init_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream;

 stream = alloc_string_stream(GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);
 kunit_add_action(test, cleanup_raw_stream, stream);

 KUNIT_EXPECT_EQ(test, stream->length, 0);
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, list_empty(&stream->fragments));
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, (stream->gfp == GFP_KERNEL));
 KUNIT_EXPECT_FALSE(test, stream->append_newlines);

 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, string_stream_is_empty(stream));
}

static void string_stream_destroy_stub(struct string_stream *stream)
{
 struct kunit *fake_test = kunit_get_current_test();
 struct string_stream_test_priv *priv = fake_test->priv;

 /* The kunit could own string_streams other than the one we are testing. */
 if (stream == priv->expected_free_stream) {
  if (priv->stream_was_freed)
   priv->stream_free_again = true;
  else
   priv->stream_was_freed = true;
 }

 /*
  * Calling string_stream_destroy() will only call this function again
  * because the redirection stub is still active.
  * Avoid calling deactivate_static_stub() or changing current->kunit_test
  * during cleanup.
 */
 string_stream_clear(stream);
 kfree(stream);
}

/* kunit_free_string_stream() calls string_stream_desrtoy() */
static void string_stream_managed_free_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream_test_priv *priv = test->priv;

 priv->expected_free_stream = NULL;
 priv->stream_was_freed = false;
 priv->stream_free_again = false;

 kunit_activate_static_stub(test,
       string_stream_destroy,
       string_stream_destroy_stub);

 priv->expected_free_stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, priv->expected_free_stream);

 /* This should call the stub function. */
 kunit_free_string_stream(test, priv->expected_free_stream);

 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, priv->stream_was_freed);
 KUNIT_EXPECT_FALSE(test, priv->stream_free_again);
}

/* string_stream object is freed when test is cleaned up. */
static void string_stream_resource_free_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream_test_priv *priv = test->priv;
 struct kunit *fake_test;

 fake_test = kunit_kzalloc(test, sizeof(*fake_test), GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, fake_test);

 kunit_init_test(fake_test, "string_stream_fake_test", NULL);
 fake_test->priv = priv;

 /*
  * Activate stub before creating string_stream so the
  * string_stream will be cleaned up first.
 */
 priv->expected_free_stream = NULL;
 priv->stream_was_freed = false;
 priv->stream_free_again = false;

 kunit_activate_static_stub(fake_test,
       string_stream_destroy,
       string_stream_destroy_stub);

 priv->expected_free_stream = kunit_alloc_string_stream(fake_test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, priv->expected_free_stream);

 /* Set current->kunit_test to fake_test so the static stub will be called. */
 current->kunit_test = fake_test;

 /* Cleanup test - the stub function should be called */
 kunit_cleanup(fake_test);

 /* Set current->kunit_test back to current test. */
 current->kunit_test = test;

 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, priv->stream_was_freed);
 KUNIT_EXPECT_FALSE(test, priv->stream_free_again);
}

/*
 * Add a series of lines to a string_stream. Check that all lines
 * appear in the correct order and no characters are dropped.
 */
static void string_stream_line_add_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream;
 char line[60];
 char *concat_string, *pos, *string_end;
 size_t len, total_len;
 int num_lines, i;

 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 /* Add series of sequence numbered lines */
 total_len = 0;
 for (i = 0; i < 100; ++i) {
  len = snprintf(line, sizeof(line),
   "The quick brown fox jumps over the lazy penguin %d\n", i);

  /* Sanity-check that our test string isn't truncated */
  KUNIT_ASSERT_LT(test, len, sizeof(line));

  string_stream_add(stream, line);
  total_len += len;
 }
 num_lines = i;

 concat_string = get_concatenated_string(test, stream);
 KUNIT_EXPECT_NOT_ERR_OR_NULL(test, concat_string);
 KUNIT_EXPECT_EQ(test, strlen(concat_string), total_len);

 /*
  * Split the concatenated string at the newlines and check that
  * all the original added strings are present.
 */
 pos = concat_string;
 for (i = 0; i < num_lines; ++i) {
  string_end = strchr(pos, '\n');
  KUNIT_EXPECT_NOT_NULL(test, string_end);

  /* Convert to NULL-terminated string */
  *string_end = '\0';

  snprintf(line, sizeof(line),
    "The quick brown fox jumps over the lazy penguin %d", i);
  KUNIT_EXPECT_STREQ(test, pos, line);

  pos = string_end + 1;
 }

 /* There shouldn't be any more data after this */
 KUNIT_EXPECT_EQ(test, strlen(pos), 0);
}

/* Add a series of lines of variable length to a string_stream. */
static void string_stream_variable_length_line_test(struct kunit *test)
{
 static const char line[] =
  "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
  " 0123456789!$%^&*()_-+={}[]:;@'~#<>,.?/|";
 struct string_stream *stream;
 struct rnd_state rnd;
 char *concat_string, *pos, *string_end;
 size_t offset, total_len;
 int num_lines, i;

 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 /*
  * Log many lines of varying lengths until we have created
  * many fragments.
  * The "randomness" must be repeatable.
 */
 prandom_seed_state(&rnd, 3141592653589793238ULL);
 total_len = 0;
 for (i = 0; i < 100; ++i) {
  offset = prandom_u32_state(&rnd) % (sizeof(line) - 1);
  string_stream_add(stream, "%s\n", &line[offset]);
  total_len += sizeof(line) - offset;
 }
 num_lines = i;

 concat_string = get_concatenated_string(test, stream);
 KUNIT_EXPECT_NOT_ERR_OR_NULL(test, concat_string);
 KUNIT_EXPECT_EQ(test, strlen(concat_string), total_len);

 /*
  * Split the concatenated string at the newlines and check that
  * all the original added strings are present.
 */
 prandom_seed_state(&rnd, 3141592653589793238ULL);
 pos = concat_string;
 for (i = 0; i < num_lines; ++i) {
  string_end = strchr(pos, '\n');
  KUNIT_EXPECT_NOT_NULL(test, string_end);

  /* Convert to NULL-terminated string */
  *string_end = '\0';

  offset = prandom_u32_state(&rnd) % (sizeof(line) - 1);
  KUNIT_EXPECT_STREQ(test, pos, &line[offset]);

  pos = string_end + 1;
 }

 /* There shouldn't be any more data after this */
 KUNIT_EXPECT_EQ(test, strlen(pos), 0);
}

/* Appending the content of one string stream to another. */
static void string_stream_append_test(struct kunit *test)
{
 static const char * const strings_1[] = {
  "one", "two", "three", "four", "five", "six",
  "seven", "eight", "nine", "ten",
 };
 static const char * const strings_2[] = {
  "Apple", "Pear", "Orange", "Banana", "Grape", "Apricot",
 };
 struct string_stream *stream_1, *stream_2;
 const char *stream1_content_before_append, *stream_2_content;
 char *combined_content;
 size_t combined_length;
 int i;

 stream_1 = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream_1);

 stream_2 = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream_2);

 /* Append content of empty stream to empty stream */
 string_stream_append(stream_1, stream_2);
 KUNIT_EXPECT_EQ(test, strlen(get_concatenated_string(test, stream_1)), 0);

 /* Add some data to stream_1 */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(strings_1); ++i)
  string_stream_add(stream_1, "%s\n", strings_1[i]);

 stream1_content_before_append = get_concatenated_string(test, stream_1);

 /* Append content of empty stream to non-empty stream */
 string_stream_append(stream_1, stream_2);
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream_1),
      stream1_content_before_append);

 /* Add some data to stream_2 */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(strings_2); ++i)
  string_stream_add(stream_2, "%s\n", strings_2[i]);

 /* Append content of non-empty stream to non-empty stream */
 string_stream_append(stream_1, stream_2);

 /*
  * End result should be the original content of stream_1 plus
  * the content of stream_2.
 */
 stream_2_content = get_concatenated_string(test, stream_2);
 combined_length = strlen(stream1_content_before_append) + strlen(stream_2_content);
 combined_length++; /* for terminating \0 */
 combined_content = kunit_kmalloc(test, combined_length, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, combined_content);
 snprintf(combined_content, combined_length, "%s%s",
   stream1_content_before_append, stream_2_content);

 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream_1), combined_content);

 /* Append content of non-empty stream to empty stream */
 kunit_free_string_stream(test, stream_1);

 stream_1 = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream_1);

 string_stream_append(stream_1, stream_2);
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream_1), stream_2_content);
}

/* Appending the content of one string stream to one with auto-newlining. */
static void string_stream_append_auto_newline_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream_1, *stream_2;

 /* Stream 1 has newline appending enabled */
 stream_1 = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream_1);
 string_stream_set_append_newlines(stream_1, true);
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, stream_1->append_newlines);

 /* Stream 2 does not append newlines */
 stream_2 = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream_2);

 /* Appending a stream with a newline should not add another newline */
 string_stream_add(stream_1, "Original string\n");
 string_stream_add(stream_2, "Appended content\n");
 string_stream_add(stream_2, "More stuff\n");
 string_stream_append(stream_1, stream_2);
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream_1),
      "Original string\nAppended content\nMore stuff\n");

 kunit_free_string_stream(test, stream_2);
 stream_2 = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream_2);

 /*
  * Appending a stream without newline should add a final newline.
  * The appended string_stream is treated as a single string so newlines
  * should not be inserted between fragments.
 */
 string_stream_add(stream_2, "Another");
 string_stream_add(stream_2, "And again");
 string_stream_append(stream_1, stream_2);
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream_1),
      "Original string\nAppended content\nMore stuff\nAnotherAnd again\n");
}

/* Adding an empty string should not create a fragment. */
static void string_stream_append_empty_string_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream;
 int original_frag_count;

 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 /* Formatted empty string */
 string_stream_add(stream, "%s", "");
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, string_stream_is_empty(stream));
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, list_empty(&stream->fragments));

 /* Adding an empty string to a non-empty stream */
 string_stream_add(stream, "Add this line");
 original_frag_count = list_count_nodes(&stream->fragments);

 string_stream_add(stream, "%s", "");
 KUNIT_EXPECT_EQ(test, list_count_nodes(&stream->fragments), original_frag_count);
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream), "Add this line");
}

/* Adding strings without automatic newline appending */
static void string_stream_no_auto_newline_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream;

 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 /*
  * Add some strings with and without newlines. All formatted newlines
  * should be preserved. It should not add any extra newlines.
 */
 string_stream_add(stream, "One");
 string_stream_add(stream, "Two\n");
 string_stream_add(stream, "%s\n", "Three");
 string_stream_add(stream, "%s", "Four\n");
 string_stream_add(stream, "Five\n%s", "Six");
 string_stream_add(stream, "Seven\n\n");
 string_stream_add(stream, "Eight");
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream),
      "OneTwo\nThree\nFour\nFive\nSixSeven\n\nEight");
}

/* Adding strings with automatic newline appending */
static void string_stream_auto_newline_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream *stream;

 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 string_stream_set_append_newlines(stream, true);
 KUNIT_EXPECT_TRUE(test, stream->append_newlines);

 /*
  * Add some strings with and without newlines. Newlines should
  * be appended to lines that do not end with \n, but newlines
  * resulting from the formatting should not be changed.
 */
 string_stream_add(stream, "One");
 string_stream_add(stream, "Two\n");
 string_stream_add(stream, "%s\n", "Three");
 string_stream_add(stream, "%s", "Four\n");
 string_stream_add(stream, "Five\n%s", "Six");
 string_stream_add(stream, "Seven\n\n");
 string_stream_add(stream, "Eight");
 KUNIT_EXPECT_STREQ(test, get_concatenated_string(test, stream),
      "One\nTwo\nThree\nFour\nFive\nSix\nSeven\n\nEight\n");
}

/*
 * This doesn't actually "test" anything. It reports time taken
 * and memory used for logging a large number of lines.
 */
static void string_stream_performance_test(struct kunit *test)
{
 struct string_stream_fragment *frag_container;
 struct string_stream *stream;
 char test_line[101];
 ktime_t start_time, end_time;
 size_t len, bytes_requested, actual_bytes_used, total_string_length;
 int offset, i;

 stream = kunit_alloc_string_stream(test, GFP_KERNEL);
 KUNIT_ASSERT_NOT_ERR_OR_NULL(test, stream);

 memset(test_line, 'x', sizeof(test_line) - 1);
 test_line[sizeof(test_line) - 1] = '\0';

 start_time = ktime_get();
 for (i = 0; i < 10000; i++) {
  offset = i % (sizeof(test_line) - 1);
  string_stream_add(stream, "%s: %d\n", &test_line[offset], i);
 }
 end_time = ktime_get();

 /*
  * Calculate memory used. This doesn't include invisible
  * overhead due to kernel allocator fragment size rounding.
 */
 bytes_requested = sizeof(*stream);
 actual_bytes_used = ksize(stream);
 total_string_length = 0;

 list_for_each_entry(frag_container, &stream->fragments, node) {
  bytes_requested += sizeof(*frag_container);
  actual_bytes_used += ksize(frag_container);

  len = strlen(frag_container->fragment);
  total_string_length += len;
  bytes_requested += len + 1; /* +1 for '\0' */
  actual_bytes_used += ksize(frag_container->fragment);
 }

 kunit_info(test, "Time elapsed:           %lld us\n",
     ktime_us_delta(end_time, start_time));
 kunit_info(test, "Total string length:    %zu\n", total_string_length);
 kunit_info(test, "Bytes requested:        %zu\n", bytes_requested);
 kunit_info(test, "Actual bytes allocated: %zu\n", actual_bytes_used);
}

static int string_stream_test_init(struct kunit *test)
{
 struct string_stream_test_priv *priv;

 priv = kunit_kzalloc(test, sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 if (!priv)
  return -ENOMEM;

 test->priv = priv;

 return 0;
}

static struct kunit_case string_stream_test_cases[] = {
 KUNIT_CASE(string_stream_managed_init_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_unmanaged_init_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_managed_free_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_resource_free_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_line_add_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_variable_length_line_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_append_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_append_auto_newline_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_append_empty_string_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_no_auto_newline_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_auto_newline_test),
 KUNIT_CASE(string_stream_performance_test),
 {}
};

static struct kunit_suite string_stream_test_suite = {
 .name = "string-stream-test",
 .test_cases = string_stream_test_cases,
 .init = string_stream_test_init,
};
kunit_test_suites(&string_stream_test_suite);