WIP: update tizen_qemu_defconfig
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / util.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/mm.h>
3 #include <linux/slab.h>
4 #include <linux/string.h>
5 #include <linux/compiler.h>
6 #include <linux/export.h>
7 #include <linux/err.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/sched/task_stack.h>
12 #include <linux/security.h>
13 #include <linux/swap.h>
14 #include <linux/swapops.h>
15 #include <linux/mman.h>
16 #include <linux/hugetlb.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/userfaultfd_k.h>
19 #include <linux/elf.h>
20 #include <linux/elf-randomize.h>
21 #include <linux/personality.h>
22 #include <linux/random.h>
23 #include <linux/processor.h>
24 #include <linux/sizes.h>
25 #include <linux/compat.h>
26
27 #include <linux/uaccess.h>
28
29 #include "internal.h"
30 #include "swap.h"
31
32 /**
33  * kfree_const - conditionally free memory
34  * @x: pointer to the memory
35  *
36  * Function calls kfree only if @x is not in .rodata section.
37  */
38 void kfree_const(const void *x)
39 {
40         if (!is_kernel_rodata((unsigned long)x))
41                 kfree(x);
42 }
43 EXPORT_SYMBOL(kfree_const);
44
45 /**
46  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
47  * @s: the string to duplicate
48  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
49  *
50  * Return: newly allocated copy of @s or %NULL in case of error
51  */
52 char *kstrdup(const char *s, gfp_t gfp)
53 {
54         size_t len;
55         char *buf;
56
57         if (!s)
58                 return NULL;
59
60         len = strlen(s) + 1;
61         buf = kmalloc_track_caller(len, gfp);
62         if (buf)
63                 memcpy(buf, s, len);
64         return buf;
65 }
66 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);
67
68 /**
69  * kstrdup_const - conditionally duplicate an existing const string
70  * @s: the string to duplicate
71  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
72  *
73  * Note: Strings allocated by kstrdup_const should be freed by kfree_const and
74  * must not be passed to krealloc().
75  *
76  * Return: source string if it is in .rodata section otherwise
77  * fallback to kstrdup.
78  */
79 const char *kstrdup_const(const char *s, gfp_t gfp)
80 {
81         if (is_kernel_rodata((unsigned long)s))
82                 return s;
83
84         return kstrdup(s, gfp);
85 }
86 EXPORT_SYMBOL(kstrdup_const);
87
88 /**
89  * kstrndup - allocate space for and copy an existing string
90  * @s: the string to duplicate
91  * @max: read at most @max chars from @s
92  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
93  *
94  * Note: Use kmemdup_nul() instead if the size is known exactly.
95  *
96  * Return: newly allocated copy of @s or %NULL in case of error
97  */
98 char *kstrndup(const char *s, size_t max, gfp_t gfp)
99 {
100         size_t len;
101         char *buf;
102
103         if (!s)
104                 return NULL;
105
106         len = strnlen(s, max);
107         buf = kmalloc_track_caller(len+1, gfp);
108         if (buf) {
109                 memcpy(buf, s, len);
110                 buf[len] = '\0';
111         }
112         return buf;
113 }
114 EXPORT_SYMBOL(kstrndup);
115
116 /**
117  * kmemdup - duplicate region of memory
118  *
119  * @src: memory region to duplicate
120  * @len: memory region length
121  * @gfp: GFP mask to use
122  *
123  * Return: newly allocated copy of @src or %NULL in case of error
124  */
125 void *kmemdup(const void *src, size_t len, gfp_t gfp)
126 {
127         void *p;
128
129         p = kmalloc_track_caller(len, gfp);
130         if (p)
131                 memcpy(p, src, len);
132         return p;
133 }
134 EXPORT_SYMBOL(kmemdup);
135
136 /**
137  * kmemdup_nul - Create a NUL-terminated string from unterminated data
138  * @s: The data to stringify
139  * @len: The size of the data
140  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
141  *
142  * Return: newly allocated copy of @s with NUL-termination or %NULL in
143  * case of error
144  */
145 char *kmemdup_nul(const char *s, size_t len, gfp_t gfp)
146 {
147         char *buf;
148
149         if (!s)
150                 return NULL;
151
152         buf = kmalloc_track_caller(len + 1, gfp);
153         if (buf) {
154                 memcpy(buf, s, len);
155                 buf[len] = '\0';
156         }
157         return buf;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL(kmemdup_nul);
160
161 /**
162  * memdup_user - duplicate memory region from user space
163  *
164  * @src: source address in user space
165  * @len: number of bytes to copy
166  *
167  * Return: an ERR_PTR() on failure.  Result is physically
168  * contiguous, to be freed by kfree().
169  */
170 void *memdup_user(const void __user *src, size_t len)
171 {
172         void *p;
173
174         p = kmalloc_track_caller(len, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
175         if (!p)
176                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
177
178         if (copy_from_user(p, src, len)) {
179                 kfree(p);
180                 return ERR_PTR(-EFAULT);
181         }
182
183         return p;
184 }
185 EXPORT_SYMBOL(memdup_user);
186
187 /**
188  * vmemdup_user - duplicate memory region from user space
189  *
190  * @src: source address in user space
191  * @len: number of bytes to copy
192  *
193  * Return: an ERR_PTR() on failure.  Result may be not
194  * physically contiguous.  Use kvfree() to free.
195  */
196 void *vmemdup_user(const void __user *src, size_t len)
197 {
198         void *p;
199
200         p = kvmalloc(len, GFP_USER);
201         if (!p)
202                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
203
204         if (copy_from_user(p, src, len)) {
205                 kvfree(p);
206                 return ERR_PTR(-EFAULT);
207         }
208
209         return p;
210 }
211 EXPORT_SYMBOL(vmemdup_user);
212
213 /**
214  * strndup_user - duplicate an existing string from user space
215  * @s: The string to duplicate
216  * @n: Maximum number of bytes to copy, including the trailing NUL.
217  *
218  * Return: newly allocated copy of @s or an ERR_PTR() in case of error
219  */
220 char *strndup_user(const char __user *s, long n)
221 {
222         char *p;
223         long length;
224
225         length = strnlen_user(s, n);
226
227         if (!length)
228                 return ERR_PTR(-EFAULT);
229
230         if (length > n)
231                 return ERR_PTR(-EINVAL);
232
233         p = memdup_user(s, length);
234
235         if (IS_ERR(p))
236                 return p;
237
238         p[length - 1] = '\0';
239
240         return p;
241 }
242 EXPORT_SYMBOL(strndup_user);
243
244 /**
245  * memdup_user_nul - duplicate memory region from user space and NUL-terminate
246  *
247  * @src: source address in user space
248  * @len: number of bytes to copy
249  *
250  * Return: an ERR_PTR() on failure.
251  */
252 void *memdup_user_nul(const void __user *src, size_t len)
253 {
254         char *p;
255
256         /*
257          * Always use GFP_KERNEL, since copy_from_user() can sleep and
258          * cause pagefault, which makes it pointless to use GFP_NOFS
259          * or GFP_ATOMIC.
260          */
261         p = kmalloc_track_caller(len + 1, GFP_KERNEL);
262         if (!p)
263                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
264
265         if (copy_from_user(p, src, len)) {
266                 kfree(p);
267                 return ERR_PTR(-EFAULT);
268         }
269         p[len] = '\0';
270
271         return p;
272 }
273 EXPORT_SYMBOL(memdup_user_nul);
274
275 /* Check if the vma is being used as a stack by this task */
276 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma)
277 {
278         struct task_struct * __maybe_unused t = current;
279
280         return (vma->vm_start <= KSTK_ESP(t) && vma->vm_end >= KSTK_ESP(t));
281 }
282
283 /*
284  * Change backing file, only valid to use during initial VMA setup.
285  */
286 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file)
287 {
288         /* Changing an anonymous vma with this is illegal */
289         get_file(file);
290         swap(vma->vm_file, file);
291         fput(file);
292 }
293 EXPORT_SYMBOL(vma_set_file);
294
295 #ifndef STACK_RND_MASK
296 #define STACK_RND_MASK (0x7ff >> (PAGE_SHIFT - 12))     /* 8MB of VA */
297 #endif
298
299 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top)
300 {
301         unsigned long random_variable = 0;
302
303         if (current->flags & PF_RANDOMIZE) {
304                 random_variable = get_random_long();
305                 random_variable &= STACK_RND_MASK;
306                 random_variable <<= PAGE_SHIFT;
307         }
308 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
309         return PAGE_ALIGN(stack_top) + random_variable;
310 #else
311         return PAGE_ALIGN(stack_top) - random_variable;
312 #endif
313 }
314
315 /**
316  * randomize_page - Generate a random, page aligned address
317  * @start:      The smallest acceptable address the caller will take.
318  * @range:      The size of the area, starting at @start, within which the
319  *              random address must fall.
320  *
321  * If @start + @range would overflow, @range is capped.
322  *
323  * NOTE: Historical use of randomize_range, which this replaces, presumed that
324  * @start was already page aligned.  We now align it regardless.
325  *
326  * Return: A page aligned address within [start, start + range).  On error,
327  * @start is returned.
328  */
329 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range)
330 {
331         if (!PAGE_ALIGNED(start)) {
332                 range -= PAGE_ALIGN(start) - start;
333                 start = PAGE_ALIGN(start);
334         }
335
336         if (start > ULONG_MAX - range)
337                 range = ULONG_MAX - start;
338
339         range >>= PAGE_SHIFT;
340
341         if (range == 0)
342                 return start;
343
344         return start + (get_random_long() % range << PAGE_SHIFT);
345 }
346
347 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_DEFAULT_TOPDOWN_MMAP_LAYOUT
348 unsigned long __weak arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
349 {
350         /* Is the current task 32bit ? */
351         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) || is_compat_task())
352                 return randomize_page(mm->brk, SZ_32M);
353
354         return randomize_page(mm->brk, SZ_1G);
355 }
356
357 unsigned long arch_mmap_rnd(void)
358 {
359         unsigned long rnd;
360
361 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
362         if (is_compat_task())
363                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_compat_bits) - 1);
364         else
365 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS */
366                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_bits) - 1);
367
368         return rnd << PAGE_SHIFT;
369 }
370
371 static int mmap_is_legacy(struct rlimit *rlim_stack)
372 {
373         if (current->personality & ADDR_COMPAT_LAYOUT)
374                 return 1;
375
376         if (rlim_stack->rlim_cur == RLIM_INFINITY)
377                 return 1;
378
379         return sysctl_legacy_va_layout;
380 }
381
382 /*
383  * Leave enough space between the mmap area and the stack to honour ulimit in
384  * the face of randomisation.
385  */
386 #define MIN_GAP         (SZ_128M)
387 #define MAX_GAP         (STACK_TOP / 6 * 5)
388
389 static unsigned long mmap_base(unsigned long rnd, struct rlimit *rlim_stack)
390 {
391         unsigned long gap = rlim_stack->rlim_cur;
392         unsigned long pad = stack_guard_gap;
393
394         /* Account for stack randomization if necessary */
395         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
396                 pad += (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT);
397
398         /* Values close to RLIM_INFINITY can overflow. */
399         if (gap + pad > gap)
400                 gap += pad;
401
402         if (gap < MIN_GAP)
403                 gap = MIN_GAP;
404         else if (gap > MAX_GAP)
405                 gap = MAX_GAP;
406
407         return PAGE_ALIGN(STACK_TOP - gap - rnd);
408 }
409
410 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
411 {
412         unsigned long random_factor = 0UL;
413
414         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
415                 random_factor = arch_mmap_rnd();
416
417         if (mmap_is_legacy(rlim_stack)) {
418                 mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE + random_factor;
419                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
420         } else {
421                 mm->mmap_base = mmap_base(random_factor, rlim_stack);
422                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area_topdown;
423         }
424 }
425 #elif defined(CONFIG_MMU) && !defined(HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT)
426 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
427 {
428         mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE;
429         mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
430 }
431 #endif
432
433 /**
434  * __account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
435  * @mm:          mm to account against
436  * @pages:       number of pages to account
437  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
438  * @task:        task used to check RLIMIT_MEMLOCK
439  * @bypass_rlim: %true if checking RLIMIT_MEMLOCK should be skipped
440  *
441  * Assumes @task and @mm are valid (i.e. at least one reference on each), and
442  * that mmap_lock is held as writer.
443  *
444  * Return:
445  * * 0       on success
446  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
447  */
448 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
449                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim)
450 {
451         unsigned long locked_vm, limit;
452         int ret = 0;
453
454         mmap_assert_write_locked(mm);
455
456         locked_vm = mm->locked_vm;
457         if (inc) {
458                 if (!bypass_rlim) {
459                         limit = task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
460                         if (locked_vm + pages > limit)
461                                 ret = -ENOMEM;
462                 }
463                 if (!ret)
464                         mm->locked_vm = locked_vm + pages;
465         } else {
466                 WARN_ON_ONCE(pages > locked_vm);
467                 mm->locked_vm = locked_vm - pages;
468         }
469
470         pr_debug("%s: [%d] caller %ps %c%lu %lu/%lu%s\n", __func__, task->pid,
471                  (void *)_RET_IP_, (inc) ? '+' : '-', pages << PAGE_SHIFT,
472                  locked_vm << PAGE_SHIFT, task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK),
473                  ret ? " - exceeded" : "");
474
475         return ret;
476 }
477 EXPORT_SYMBOL_GPL(__account_locked_vm);
478
479 /**
480  * account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
481  * @mm:          mm to account against, may be NULL
482  * @pages:       number of pages to account
483  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
484  *
485  * Assumes a non-NULL @mm is valid (i.e. at least one reference on it).
486  *
487  * Return:
488  * * 0       on success, or if mm is NULL
489  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
490  */
491 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc)
492 {
493         int ret;
494
495         if (pages == 0 || !mm)
496                 return 0;
497
498         mmap_write_lock(mm);
499         ret = __account_locked_vm(mm, pages, inc, current,
500                                   capable(CAP_IPC_LOCK));
501         mmap_write_unlock(mm);
502
503         return ret;
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_locked_vm);
506
507 unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
508         unsigned long len, unsigned long prot,
509         unsigned long flag, unsigned long pgoff)
510 {
511         unsigned long ret;
512         struct mm_struct *mm = current->mm;
513         unsigned long populate;
514         LIST_HEAD(uf);
515
516         ret = security_mmap_file(file, prot, flag);
517         if (!ret) {
518                 if (mmap_write_lock_killable(mm))
519                         return -EINTR;
520                 ret = do_mmap(file, addr, len, prot, flag, pgoff, &populate,
521                               &uf);
522                 mmap_write_unlock(mm);
523                 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
524                 if (populate)
525                         mm_populate(ret, populate);
526         }
527         return ret;
528 }
529
530 unsigned long vm_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
531         unsigned long len, unsigned long prot,
532         unsigned long flag, unsigned long offset)
533 {
534         if (unlikely(offset + PAGE_ALIGN(len) < offset))
535                 return -EINVAL;
536         if (unlikely(offset_in_page(offset)))
537                 return -EINVAL;
538
539         return vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(vm_mmap);
542
543 /**
544  * kvmalloc_node - attempt to allocate physically contiguous memory, but upon
545  * failure, fall back to non-contiguous (vmalloc) allocation.
546  * @size: size of the request.
547  * @flags: gfp mask for the allocation - must be compatible (superset) with GFP_KERNEL.
548  * @node: numa node to allocate from
549  *
550  * Uses kmalloc to get the memory but if the allocation fails then falls back
551  * to the vmalloc allocator. Use kvfree for freeing the memory.
552  *
553  * GFP_NOWAIT and GFP_ATOMIC are not supported, neither is the __GFP_NORETRY modifier.
554  * __GFP_RETRY_MAYFAIL is supported, and it should be used only if kmalloc is
555  * preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
556  *
557  * Return: pointer to the allocated memory of %NULL in case of failure
558  */
559 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
560 {
561         gfp_t kmalloc_flags = flags;
562         void *ret;
563
564         /*
565          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
566          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
567          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
568          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
569          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
570          */
571         if (size > PAGE_SIZE) {
572                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
573
574                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
575                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
576
577                 /* nofail semantic is implemented by the vmalloc fallback */
578                 kmalloc_flags &= ~__GFP_NOFAIL;
579         }
580
581         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
582
583         /*
584          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
585          * requests
586          */
587         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
588                 return ret;
589
590         /* non-sleeping allocations are not supported by vmalloc */
591         if (!gfpflags_allow_blocking(flags))
592                 return NULL;
593
594         /* Don't even allow crazy sizes */
595         if (unlikely(size > INT_MAX)) {
596                 WARN_ON_ONCE(!(flags & __GFP_NOWARN));
597                 return NULL;
598         }
599
600         /*
601          * kvmalloc() can always use VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
602          * since the callers already cannot assume anything
603          * about the resulting pointer, and cannot play
604          * protection games.
605          */
606         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
607                         flags, PAGE_KERNEL, VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
608                         node, __builtin_return_address(0));
609 }
610 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
611
612 /**
613  * kvfree() - Free memory.
614  * @addr: Pointer to allocated memory.
615  *
616  * kvfree frees memory allocated by any of vmalloc(), kmalloc() or kvmalloc().
617  * It is slightly more efficient to use kfree() or vfree() if you are certain
618  * that you know which one to use.
619  *
620  * Context: Either preemptible task context or not-NMI interrupt.
621  */
622 void kvfree(const void *addr)
623 {
624         if (is_vmalloc_addr(addr))
625                 vfree(addr);
626         else
627                 kfree(addr);
628 }
629 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
630
631 /**
632  * kvfree_sensitive - Free a data object containing sensitive information.
633  * @addr: address of the data object to be freed.
634  * @len: length of the data object.
635  *
636  * Use the special memzero_explicit() function to clear the content of a
637  * kvmalloc'ed object containing sensitive data to make sure that the
638  * compiler won't optimize out the data clearing.
639  */
640 void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len)
641 {
642         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(addr))) {
643                 memzero_explicit((void *)addr, len);
644                 kvfree(addr);
645         }
646 }
647 EXPORT_SYMBOL(kvfree_sensitive);
648
649 void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
650 {
651         void *newp;
652
653         if (oldsize >= newsize)
654                 return (void *)p;
655         newp = kvmalloc(newsize, flags);
656         if (!newp)
657                 return NULL;
658         memcpy(newp, p, oldsize);
659         kvfree(p);
660         return newp;
661 }
662 EXPORT_SYMBOL(kvrealloc);
663
664 /**
665  * __vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
666  * @n: number of elements.
667  * @size: element size.
668  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
669  */
670 void *__vmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
671 {
672         size_t bytes;
673
674         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
675                 return NULL;
676         return __vmalloc(bytes, flags);
677 }
678 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_array);
679
680 /**
681  * vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
682  * @n: number of elements.
683  * @size: element size.
684  */
685 void *vmalloc_array(size_t n, size_t size)
686 {
687         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_array);
690
691 /**
692  * __vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
693  * @n: number of elements.
694  * @size: element size.
695  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
696  */
697 void *__vcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
698 {
699         return __vmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
700 }
701 EXPORT_SYMBOL(__vcalloc);
702
703 /**
704  * vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
705  * @n: number of elements.
706  * @size: element size.
707  */
708 void *vcalloc(size_t n, size_t size)
709 {
710         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
711 }
712 EXPORT_SYMBOL(vcalloc);
713
714 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
715 void *page_rmapping(struct page *page)
716 {
717         return folio_raw_mapping(page_folio(page));
718 }
719
720 /**
721  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
722  * @folio: The folio.
723  *
724  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
725  */
726 bool folio_mapped(struct folio *folio)
727 {
728         long i, nr;
729
730         if (!folio_test_large(folio))
731                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
732         if (atomic_read(folio_mapcount_ptr(folio)) >= 0)
733                 return true;
734         if (folio_test_hugetlb(folio))
735                 return false;
736
737         nr = folio_nr_pages(folio);
738         for (i = 0; i < nr; i++) {
739                 if (atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount) >= 0)
740                         return true;
741         }
742         return false;
743 }
744 EXPORT_SYMBOL(folio_mapped);
745
746 struct anon_vma *folio_anon_vma(struct folio *folio)
747 {
748         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
749
750         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
751                 return NULL;
752         return (void *)(mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
753 }
754
755 /**
756  * folio_mapping - Find the mapping where this folio is stored.
757  * @folio: The folio.
758  *
759  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
760  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the swap mapping
761  * this page is stored in (which is different from the mapping for the
762  * swap file or swap device where the data is stored).
763  *
764  * You can call this for folios which aren't in the swap cache or page
765  * cache and it will return NULL.
766  */
767 struct address_space *folio_mapping(struct folio *folio)
768 {
769         struct address_space *mapping;
770
771         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
772         if (unlikely(folio_test_slab(folio)))
773                 return NULL;
774
775         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
776                 return swap_address_space(folio_swap_entry(folio));
777
778         mapping = folio->mapping;
779         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS)
780                 return NULL;
781
782         return mapping;
783 }
784 EXPORT_SYMBOL(folio_mapping);
785
786 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
787 int __page_mapcount(struct page *page)
788 {
789         int ret;
790
791         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
792         /*
793          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
794          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
795          */
796         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
797                 return ret;
798         page = compound_head(page);
799         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
800         if (PageDoubleMap(page))
801                 ret--;
802         return ret;
803 }
804 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
805
806 /**
807  * folio_mapcount() - Calculate the number of mappings of this folio.
808  * @folio: The folio.
809  *
810  * A large folio tracks both how many times the entire folio is mapped,
811  * and how many times each individual page in the folio is mapped.
812  * This function calculates the total number of times the folio is
813  * mapped.
814  *
815  * Return: The number of times this folio is mapped.
816  */
817 int folio_mapcount(struct folio *folio)
818 {
819         int i, compound, nr, ret;
820
821         if (likely(!folio_test_large(folio)))
822                 return atomic_read(&folio->_mapcount) + 1;
823
824         compound = folio_entire_mapcount(folio);
825         if (folio_test_hugetlb(folio))
826                 return compound;
827         ret = compound;
828         nr = folio_nr_pages(folio);
829         for (i = 0; i < nr; i++)
830                 ret += atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount) + 1;
831         /* File pages has compound_mapcount included in _mapcount */
832         if (!folio_test_anon(folio))
833                 return ret - compound * nr;
834         if (folio_test_double_map(folio))
835                 ret -= nr;
836         return ret;
837 }
838
839 /**
840  * folio_copy - Copy the contents of one folio to another.
841  * @dst: Folio to copy to.
842  * @src: Folio to copy from.
843  *
844  * The bytes in the folio represented by @src are copied to @dst.
845  * Assumes the caller has validated that @dst is at least as large as @src.
846  * Can be called in atomic context for order-0 folios, but if the folio is
847  * larger, it may sleep.
848  */
849 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src)
850 {
851         long i = 0;
852         long nr = folio_nr_pages(src);
853
854         for (;;) {
855                 copy_highpage(folio_page(dst, i), folio_page(src, i));
856                 if (++i == nr)
857                         break;
858                 cond_resched();
859         }
860 }
861
862 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
863 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
864 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
865 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
866 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
867 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
868
869 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
870                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
871 {
872         int ret;
873
874         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
875         if (ret == 0 && write)
876                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
877         return ret;
878 }
879
880 static void sync_overcommit_as(struct work_struct *dummy)
881 {
882         percpu_counter_sync(&vm_committed_as);
883 }
884
885 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
886                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
887 {
888         struct ctl_table t;
889         int new_policy = -1;
890         int ret;
891
892         /*
893          * The deviation of sync_overcommit_as could be big with loose policy
894          * like OVERCOMMIT_ALWAYS/OVERCOMMIT_GUESS. When changing policy to
895          * strict OVERCOMMIT_NEVER, we need to reduce the deviation to comply
896          * with the strict "NEVER", and to avoid possible race condition (even
897          * though user usually won't too frequently do the switching to policy
898          * OVERCOMMIT_NEVER), the switch is done in the following order:
899          *      1. changing the batch
900          *      2. sync percpu count on each CPU
901          *      3. switch the policy
902          */
903         if (write) {
904                 t = *table;
905                 t.data = &new_policy;
906                 ret = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
907                 if (ret || new_policy == -1)
908                         return ret;
909
910                 mm_compute_batch(new_policy);
911                 if (new_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
912                         schedule_on_each_cpu(sync_overcommit_as);
913                 sysctl_overcommit_memory = new_policy;
914         } else {
915                 ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
916         }
917
918         return ret;
919 }
920
921 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
922                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
923 {
924         int ret;
925
926         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
927         if (ret == 0 && write)
928                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
929         return ret;
930 }
931
932 /*
933  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
934  */
935 unsigned long vm_commit_limit(void)
936 {
937         unsigned long allowed;
938
939         if (sysctl_overcommit_kbytes)
940                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
941         else
942                 allowed = ((totalram_pages() - hugetlb_total_pages())
943                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
944         allowed += total_swap_pages;
945
946         return allowed;
947 }
948
949 /*
950  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
951  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
952  */
953 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
954
955 /*
956  * The global memory commitment made in the system can be a metric
957  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
958  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
959  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
960  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
961  * memory commitment.
962  *
963  * The time cost of this is very low for small platforms, and for big
964  * platform like a 2S/36C/72T Skylake server, in worst case where
965  * vm_committed_as's spinlock is under severe contention, the time cost
966  * could be about 30~40 microseconds.
967  */
968 unsigned long vm_memory_committed(void)
969 {
970         return percpu_counter_sum_positive(&vm_committed_as);
971 }
972 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
973
974 /*
975  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
976  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
977  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
978  *
979  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
980  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/mm/overcommit-accounting.rst
981  *
982  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
983  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
984  *
985  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
986  *
987  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
988  * wish to use this logic.
989  */
990 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
991 {
992         long allowed;
993
994         vm_acct_memory(pages);
995
996         /*
997          * Sometimes we want to use more memory than we have
998          */
999         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
1000                 return 0;
1001
1002         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
1003                 if (pages > totalram_pages() + total_swap_pages)
1004                         goto error;
1005                 return 0;
1006         }
1007
1008         allowed = vm_commit_limit();
1009         /*
1010          * Reserve some for root
1011          */
1012         if (!cap_sys_admin)
1013                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
1014
1015         /*
1016          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
1017          */
1018         if (mm) {
1019                 long reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
1020
1021                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
1022         }
1023
1024         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
1025                 return 0;
1026 error:
1027         pr_warn_ratelimited("%s: pid: %d, comm: %s, no enough memory for the allocation\n",
1028                             __func__, current->pid, current->comm);
1029         vm_unacct_memory(pages);
1030
1031         return -ENOMEM;
1032 }
1033
1034 /**
1035  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
1036  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
1037  * @buffer:   the buffer to copy to.
1038  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
1039  *            to this length.
1040  *
1041  * Return: the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
1042  * not guarantee an ending NULL byte.
1043  */
1044 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
1045 {
1046         int res = 0;
1047         unsigned int len;
1048         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
1049         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
1050         if (!mm)
1051                 goto out;
1052         if (!mm->arg_end)
1053                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
1054
1055         spin_lock(&mm->arg_lock);
1056         arg_start = mm->arg_start;
1057         arg_end = mm->arg_end;
1058         env_start = mm->env_start;
1059         env_end = mm->env_end;
1060         spin_unlock(&mm->arg_lock);
1061
1062         len = arg_end - arg_start;
1063
1064         if (len > buflen)
1065                 len = buflen;
1066
1067         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
1068
1069         /*
1070          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
1071          * assume application is using setproctitle(3).
1072          */
1073         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
1074                 len = strnlen(buffer, res);
1075                 if (len < res) {
1076                         res = len;
1077                 } else {
1078                         len = env_end - env_start;
1079                         if (len > buflen - res)
1080                                 len = buflen - res;
1081                         res += access_process_vm(task, env_start,
1082                                                  buffer+res, len,
1083                                                  FOLL_FORCE);
1084                         res = strnlen(buffer, res);
1085                 }
1086         }
1087 out_mm:
1088         mmput(mm);
1089 out:
1090         return res;
1091 }
1092
1093 int __weak memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2)
1094 {
1095         char *addr1, *addr2;
1096         int ret;
1097
1098         addr1 = kmap_atomic(page1);
1099         addr2 = kmap_atomic(page2);
1100         ret = memcmp(addr1, addr2, PAGE_SIZE);
1101         kunmap_atomic(addr2);
1102         kunmap_atomic(addr1);
1103         return ret;
1104 }
1105
1106 #ifdef CONFIG_PRINTK
1107 /**
1108  * mem_dump_obj - Print available provenance information
1109  * @object: object for which to find provenance information.
1110  *
1111  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
1112  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
1113  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
1114  * For example, for a slab-cache object, the slab name is printed, and,
1115  * if available, the return address and stack trace from the allocation
1116  * and last free path of that object.
1117  */
1118 void mem_dump_obj(void *object)
1119 {
1120         const char *type;
1121
1122         if (kmem_valid_obj(object)) {
1123                 kmem_dump_obj(object);
1124                 return;
1125         }
1126
1127         if (vmalloc_dump_obj(object))
1128                 return;
1129
1130         if (virt_addr_valid(object))
1131                 type = "non-slab/vmalloc memory";
1132         else if (object == NULL)
1133                 type = "NULL pointer";
1134         else if (object == ZERO_SIZE_PTR)
1135                 type = "zero-size pointer";
1136         else
1137                 type = "non-paged memory";
1138
1139         pr_cont(" %s\n", type);
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(mem_dump_obj);
1142 #endif
1143
1144 /*
1145  * A driver might set a page logically offline -- PageOffline() -- and
1146  * turn the page inaccessible in the hypervisor; after that, access to page
1147  * content can be fatal.
1148  *
1149  * Some special PFN walkers -- i.e., /proc/kcore -- read content of random
1150  * pages after checking PageOffline(); however, these PFN walkers can race
1151  * with drivers that set PageOffline().
1152  *
1153  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw() allows for a subsystem to
1154  * synchronize with such drivers, achieving that a page cannot be set
1155  * PageOffline() while frozen.
1156  *
1157  * page_offline_begin()/page_offline_end() is used by drivers that care about
1158  * such races when setting a page PageOffline().
1159  */
1160 static DECLARE_RWSEM(page_offline_rwsem);
1161
1162 void page_offline_freeze(void)
1163 {
1164         down_read(&page_offline_rwsem);
1165 }
1166
1167 void page_offline_thaw(void)
1168 {
1169         up_read(&page_offline_rwsem);
1170 }
1171
1172 void page_offline_begin(void)
1173 {
1174         down_write(&page_offline_rwsem);
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL(page_offline_begin);
1177
1178 void page_offline_end(void)
1179 {
1180         up_write(&page_offline_rwsem);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL(page_offline_end);
1183
1184 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_FOLIO
1185 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
1186 {
1187         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
1188
1189         for (i = 0; i < nr; i++)
1190                 flush_dcache_page(folio_page(folio, i));
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
1193 #endif