Merge tag 'kbuild-misc-v4.12' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/masahi...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / util.c
1 #include <linux/mm.h>
2 #include <linux/slab.h>
3 #include <linux/string.h>
4 #include <linux/compiler.h>
5 #include <linux/export.h>
6 #include <linux/err.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/sched/mm.h>
9 #include <linux/sched/task_stack.h>
10 #include <linux/security.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13 #include <linux/mman.h>
14 #include <linux/hugetlb.h>
15 #include <linux/vmalloc.h>
16 #include <linux/userfaultfd_k.h>
17
18 #include <asm/sections.h>
19 #include <linux/uaccess.h>
20
21 #include "internal.h"
22
23 static inline int is_kernel_rodata(unsigned long addr)
24 {
25         return addr >= (unsigned long)__start_rodata &&
26                 addr < (unsigned long)__end_rodata;
27 }
28
29 /**
30  * kfree_const - conditionally free memory
31  * @x: pointer to the memory
32  *
33  * Function calls kfree only if @x is not in .rodata section.
34  */
35 void kfree_const(const void *x)
36 {
37         if (!is_kernel_rodata((unsigned long)x))
38                 kfree(x);
39 }
40 EXPORT_SYMBOL(kfree_const);
41
42 /**
43  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
44  * @s: the string to duplicate
45  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
46  */
47 char *kstrdup(const char *s, gfp_t gfp)
48 {
49         size_t len;
50         char *buf;
51
52         if (!s)
53                 return NULL;
54
55         len = strlen(s) + 1;
56         buf = kmalloc_track_caller(len, gfp);
57         if (buf)
58                 memcpy(buf, s, len);
59         return buf;
60 }
61 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);
62
63 /**
64  * kstrdup_const - conditionally duplicate an existing const string
65  * @s: the string to duplicate
66  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
67  *
68  * Function returns source string if it is in .rodata section otherwise it
69  * fallbacks to kstrdup.
70  * Strings allocated by kstrdup_const should be freed by kfree_const.
71  */
72 const char *kstrdup_const(const char *s, gfp_t gfp)
73 {
74         if (is_kernel_rodata((unsigned long)s))
75                 return s;
76
77         return kstrdup(s, gfp);
78 }
79 EXPORT_SYMBOL(kstrdup_const);
80
81 /**
82  * kstrndup - allocate space for and copy an existing string
83  * @s: the string to duplicate
84  * @max: read at most @max chars from @s
85  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
86  */
87 char *kstrndup(const char *s, size_t max, gfp_t gfp)
88 {
89         size_t len;
90         char *buf;
91
92         if (!s)
93                 return NULL;
94
95         len = strnlen(s, max);
96         buf = kmalloc_track_caller(len+1, gfp);
97         if (buf) {
98                 memcpy(buf, s, len);
99                 buf[len] = '\0';
100         }
101         return buf;
102 }
103 EXPORT_SYMBOL(kstrndup);
104
105 /**
106  * kmemdup - duplicate region of memory
107  *
108  * @src: memory region to duplicate
109  * @len: memory region length
110  * @gfp: GFP mask to use
111  */
112 void *kmemdup(const void *src, size_t len, gfp_t gfp)
113 {
114         void *p;
115
116         p = kmalloc_track_caller(len, gfp);
117         if (p)
118                 memcpy(p, src, len);
119         return p;
120 }
121 EXPORT_SYMBOL(kmemdup);
122
123 /**
124  * memdup_user - duplicate memory region from user space
125  *
126  * @src: source address in user space
127  * @len: number of bytes to copy
128  *
129  * Returns an ERR_PTR() on failure.
130  */
131 void *memdup_user(const void __user *src, size_t len)
132 {
133         void *p;
134
135         /*
136          * Always use GFP_KERNEL, since copy_from_user() can sleep and
137          * cause pagefault, which makes it pointless to use GFP_NOFS
138          * or GFP_ATOMIC.
139          */
140         p = kmalloc_track_caller(len, GFP_KERNEL);
141         if (!p)
142                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
143
144         if (copy_from_user(p, src, len)) {
145                 kfree(p);
146                 return ERR_PTR(-EFAULT);
147         }
148
149         return p;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL(memdup_user);
152
153 /*
154  * strndup_user - duplicate an existing string from user space
155  * @s: The string to duplicate
156  * @n: Maximum number of bytes to copy, including the trailing NUL.
157  */
158 char *strndup_user(const char __user *s, long n)
159 {
160         char *p;
161         long length;
162
163         length = strnlen_user(s, n);
164
165         if (!length)
166                 return ERR_PTR(-EFAULT);
167
168         if (length > n)
169                 return ERR_PTR(-EINVAL);
170
171         p = memdup_user(s, length);
172
173         if (IS_ERR(p))
174                 return p;
175
176         p[length - 1] = '\0';
177
178         return p;
179 }
180 EXPORT_SYMBOL(strndup_user);
181
182 /**
183  * memdup_user_nul - duplicate memory region from user space and NUL-terminate
184  *
185  * @src: source address in user space
186  * @len: number of bytes to copy
187  *
188  * Returns an ERR_PTR() on failure.
189  */
190 void *memdup_user_nul(const void __user *src, size_t len)
191 {
192         char *p;
193
194         /*
195          * Always use GFP_KERNEL, since copy_from_user() can sleep and
196          * cause pagefault, which makes it pointless to use GFP_NOFS
197          * or GFP_ATOMIC.
198          */
199         p = kmalloc_track_caller(len + 1, GFP_KERNEL);
200         if (!p)
201                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
202
203         if (copy_from_user(p, src, len)) {
204                 kfree(p);
205                 return ERR_PTR(-EFAULT);
206         }
207         p[len] = '\0';
208
209         return p;
210 }
211 EXPORT_SYMBOL(memdup_user_nul);
212
213 void __vma_link_list(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
214                 struct vm_area_struct *prev, struct rb_node *rb_parent)
215 {
216         struct vm_area_struct *next;
217
218         vma->vm_prev = prev;
219         if (prev) {
220                 next = prev->vm_next;
221                 prev->vm_next = vma;
222         } else {
223                 mm->mmap = vma;
224                 if (rb_parent)
225                         next = rb_entry(rb_parent,
226                                         struct vm_area_struct, vm_rb);
227                 else
228                         next = NULL;
229         }
230         vma->vm_next = next;
231         if (next)
232                 next->vm_prev = vma;
233 }
234
235 /* Check if the vma is being used as a stack by this task */
236 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma)
237 {
238         struct task_struct * __maybe_unused t = current;
239
240         return (vma->vm_start <= KSTK_ESP(t) && vma->vm_end >= KSTK_ESP(t));
241 }
242
243 #if defined(CONFIG_MMU) && !defined(HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT)
244 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm)
245 {
246         mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE;
247         mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
248 }
249 #endif
250
251 /*
252  * Like get_user_pages_fast() except its IRQ-safe in that it won't fall
253  * back to the regular GUP.
254  * If the architecture not support this function, simply return with no
255  * page pinned
256  */
257 int __weak __get_user_pages_fast(unsigned long start,
258                                  int nr_pages, int write, struct page **pages)
259 {
260         return 0;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_user_pages_fast);
263
264 /**
265  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
266  * @start:      starting user address
267  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
268  * @write:      whether pages will be written to
269  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
270  *              Should be at least nr_pages long.
271  *
272  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
273  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
274  * were pinned, returns -errno.
275  *
276  * get_user_pages_fast provides equivalent functionality to get_user_pages,
277  * operating on current and current->mm, with force=0 and vma=NULL. However
278  * unlike get_user_pages, it must be called without mmap_sem held.
279  *
280  * get_user_pages_fast may take mmap_sem and page table locks, so no
281  * assumptions can be made about lack of locking. get_user_pages_fast is to be
282  * implemented in a way that is advantageous (vs get_user_pages()) when the
283  * user memory area is already faulted in and present in ptes. However if the
284  * pages have to be faulted in, it may turn out to be slightly slower so
285  * callers need to carefully consider what to use. On many architectures,
286  * get_user_pages_fast simply falls back to get_user_pages.
287  */
288 int __weak get_user_pages_fast(unsigned long start,
289                                 int nr_pages, int write, struct page **pages)
290 {
291         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages,
292                                        write ? FOLL_WRITE : 0);
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
295
296 unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
297         unsigned long len, unsigned long prot,
298         unsigned long flag, unsigned long pgoff)
299 {
300         unsigned long ret;
301         struct mm_struct *mm = current->mm;
302         unsigned long populate;
303         LIST_HEAD(uf);
304
305         ret = security_mmap_file(file, prot, flag);
306         if (!ret) {
307                 if (down_write_killable(&mm->mmap_sem))
308                         return -EINTR;
309                 ret = do_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, pgoff,
310                                     &populate, &uf);
311                 up_write(&mm->mmap_sem);
312                 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
313                 if (populate)
314                         mm_populate(ret, populate);
315         }
316         return ret;
317 }
318
319 unsigned long vm_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
320         unsigned long len, unsigned long prot,
321         unsigned long flag, unsigned long offset)
322 {
323         if (unlikely(offset + PAGE_ALIGN(len) < offset))
324                 return -EINVAL;
325         if (unlikely(offset_in_page(offset)))
326                 return -EINVAL;
327
328         return vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
329 }
330 EXPORT_SYMBOL(vm_mmap);
331
332 /**
333  * kvmalloc_node - attempt to allocate physically contiguous memory, but upon
334  * failure, fall back to non-contiguous (vmalloc) allocation.
335  * @size: size of the request.
336  * @flags: gfp mask for the allocation - must be compatible (superset) with GFP_KERNEL.
337  * @node: numa node to allocate from
338  *
339  * Uses kmalloc to get the memory but if the allocation fails then falls back
340  * to the vmalloc allocator. Use kvfree for freeing the memory.
341  *
342  * Reclaim modifiers - __GFP_NORETRY and __GFP_NOFAIL are not supported. __GFP_REPEAT
343  * is supported only for large (>32kB) allocations, and it should be used only if
344  * kmalloc is preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
345  *
346  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted with mm people.
347  */
348 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
349 {
350         gfp_t kmalloc_flags = flags;
351         void *ret;
352
353         /*
354          * vmalloc uses GFP_KERNEL for some internal allocations (e.g page tables)
355          * so the given set of flags has to be compatible.
356          */
357         WARN_ON_ONCE((flags & GFP_KERNEL) != GFP_KERNEL);
358
359         /*
360          * Make sure that larger requests are not too disruptive - no OOM
361          * killer and no allocation failure warnings as we have a fallback
362          */
363         if (size > PAGE_SIZE) {
364                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
365
366                 /*
367                  * We have to override __GFP_REPEAT by __GFP_NORETRY for !costly
368                  * requests because there is no other way to tell the allocator
369                  * that we want to fail rather than retry endlessly.
370                  */
371                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_REPEAT) ||
372                                 (size <= PAGE_SIZE << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
373                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
374         }
375
376         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
377
378         /*
379          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
380          * requests
381          */
382         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
383                 return ret;
384
385         return __vmalloc_node_flags(size, node, flags);
386 }
387 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
388
389 void kvfree(const void *addr)
390 {
391         if (is_vmalloc_addr(addr))
392                 vfree(addr);
393         else
394                 kfree(addr);
395 }
396 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
397
398 static inline void *__page_rmapping(struct page *page)
399 {
400         unsigned long mapping;
401
402         mapping = (unsigned long)page->mapping;
403         mapping &= ~PAGE_MAPPING_FLAGS;
404
405         return (void *)mapping;
406 }
407
408 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
409 void *page_rmapping(struct page *page)
410 {
411         page = compound_head(page);
412         return __page_rmapping(page);
413 }
414
415 /*
416  * Return true if this page is mapped into pagetables.
417  * For compound page it returns true if any subpage of compound page is mapped.
418  */
419 bool page_mapped(struct page *page)
420 {
421         int i;
422
423         if (likely(!PageCompound(page)))
424                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
425         page = compound_head(page);
426         if (atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) >= 0)
427                 return true;
428         if (PageHuge(page))
429                 return false;
430         for (i = 0; i < hpage_nr_pages(page); i++) {
431                 if (atomic_read(&page[i]._mapcount) >= 0)
432                         return true;
433         }
434         return false;
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(page_mapped);
437
438 struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page)
439 {
440         unsigned long mapping;
441
442         page = compound_head(page);
443         mapping = (unsigned long)page->mapping;
444         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
445                 return NULL;
446         return __page_rmapping(page);
447 }
448
449 struct address_space *page_mapping(struct page *page)
450 {
451         struct address_space *mapping;
452
453         page = compound_head(page);
454
455         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
456         if (unlikely(PageSlab(page)))
457                 return NULL;
458
459         if (unlikely(PageSwapCache(page))) {
460                 swp_entry_t entry;
461
462                 entry.val = page_private(page);
463                 return swap_address_space(entry);
464         }
465
466         mapping = page->mapping;
467         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
468                 return NULL;
469
470         return (void *)((unsigned long)mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
471 }
472 EXPORT_SYMBOL(page_mapping);
473
474 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
475 int __page_mapcount(struct page *page)
476 {
477         int ret;
478
479         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
480         /*
481          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
482          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
483          */
484         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
485                 return ret;
486         page = compound_head(page);
487         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
488         if (PageDoubleMap(page))
489                 ret--;
490         return ret;
491 }
492 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
493
494 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
495 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
496 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
497 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
498 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
499 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
500
501 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write,
502                              void __user *buffer, size_t *lenp,
503                              loff_t *ppos)
504 {
505         int ret;
506
507         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
508         if (ret == 0 && write)
509                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
510         return ret;
511 }
512
513 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write,
514                              void __user *buffer, size_t *lenp,
515                              loff_t *ppos)
516 {
517         int ret;
518
519         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
520         if (ret == 0 && write)
521                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
522         return ret;
523 }
524
525 /*
526  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
527  */
528 unsigned long vm_commit_limit(void)
529 {
530         unsigned long allowed;
531
532         if (sysctl_overcommit_kbytes)
533                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
534         else
535                 allowed = ((totalram_pages - hugetlb_total_pages())
536                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
537         allowed += total_swap_pages;
538
539         return allowed;
540 }
541
542 /*
543  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
544  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
545  */
546 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
547
548 /*
549  * The global memory commitment made in the system can be a metric
550  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
551  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
552  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
553  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
554  * memory commitment.
555  */
556 unsigned long vm_memory_committed(void)
557 {
558         return percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as);
559 }
560 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
561
562 /*
563  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
564  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
565  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
566  *
567  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
568  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting
569  *
570  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
571  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
572  *
573  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
574  *
575  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
576  * wish to use this logic.
577  */
578 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
579 {
580         long free, allowed, reserve;
581
582         VM_WARN_ONCE(percpu_counter_read(&vm_committed_as) <
583                         -(s64)vm_committed_as_batch * num_online_cpus(),
584                         "memory commitment underflow");
585
586         vm_acct_memory(pages);
587
588         /*
589          * Sometimes we want to use more memory than we have
590          */
591         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
592                 return 0;
593
594         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
595                 free = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
596                 free += global_node_page_state(NR_FILE_PAGES);
597
598                 /*
599                  * shmem pages shouldn't be counted as free in this
600                  * case, they can't be purged, only swapped out, and
601                  * that won't affect the overall amount of available
602                  * memory in the system.
603                  */
604                 free -= global_node_page_state(NR_SHMEM);
605
606                 free += get_nr_swap_pages();
607
608                 /*
609                  * Any slabs which are created with the
610                  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT flag claim to have contents
611                  * which are reclaimable, under pressure.  The dentry
612                  * cache and most inode caches should fall into this
613                  */
614                 free += global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE);
615
616                 /*
617                  * Leave reserved pages. The pages are not for anonymous pages.
618                  */
619                 if (free <= totalreserve_pages)
620                         goto error;
621                 else
622                         free -= totalreserve_pages;
623
624                 /*
625                  * Reserve some for root
626                  */
627                 if (!cap_sys_admin)
628                         free -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
629
630                 if (free > pages)
631                         return 0;
632
633                 goto error;
634         }
635
636         allowed = vm_commit_limit();
637         /*
638          * Reserve some for root
639          */
640         if (!cap_sys_admin)
641                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
642
643         /*
644          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
645          */
646         if (mm) {
647                 reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
648                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
649         }
650
651         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
652                 return 0;
653 error:
654         vm_unacct_memory(pages);
655
656         return -ENOMEM;
657 }
658
659 /**
660  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
661  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
662  * @buffer:   the buffer to copy to.
663  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
664  *            to this length.
665  * Returns the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
666  * not guarantee an ending NULL byte.
667  */
668 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
669 {
670         int res = 0;
671         unsigned int len;
672         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
673         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
674         if (!mm)
675                 goto out;
676         if (!mm->arg_end)
677                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
678
679         down_read(&mm->mmap_sem);
680         arg_start = mm->arg_start;
681         arg_end = mm->arg_end;
682         env_start = mm->env_start;
683         env_end = mm->env_end;
684         up_read(&mm->mmap_sem);
685
686         len = arg_end - arg_start;
687
688         if (len > buflen)
689                 len = buflen;
690
691         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
692
693         /*
694          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
695          * assume application is using setproctitle(3).
696          */
697         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
698                 len = strnlen(buffer, res);
699                 if (len < res) {
700                         res = len;
701                 } else {
702                         len = env_end - env_start;
703                         if (len > buflen - res)
704                                 len = buflen - res;
705                         res += access_process_vm(task, env_start,
706                                                  buffer+res, len,
707                                                  FOLL_FORCE);
708                         res = strnlen(buffer, res);
709                 }
710         }
711 out_mm:
712         mmput(mm);
713 out:
714         return res;
715 }