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