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