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         if (rlim_stack->rlim_cur == RLIM_INFINITY)
 400                 return 1;
 401
 402         return sysctl_legacy_va_layout;
 403 }
 404
 405 /*
 406  * Leave enough space between the mmap area and the stack to honour ulimit in
 407  * the face of randomisation.
 408  */
 409 #define MIN_GAP         (SZ_128M)
 410 #define MAX_GAP         (STACK_TOP / 6 * 5)
 411
 412 static unsigned long mmap_base(unsigned long rnd, struct rlimit *rlim_stack)
 413 {
 414         unsigned long gap = rlim_stack->rlim_cur;
 415         unsigned long pad = stack_guard_gap;
 416
 417         /* Account for stack randomization if necessary */
 418         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
 419                 pad += (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT);
 420
 421         /* Values close to RLIM_INFINITY can overflow. */
 422         if (gap + pad > gap)
 423                 gap += pad;
 424
 425         if (gap < MIN_GAP)
 426                 gap = MIN_GAP;
 427         else if (gap > MAX_GAP)
 428                 gap = MAX_GAP;
 429
 430         return PAGE_ALIGN(STACK_TOP - gap - rnd);
 431 }
 432
 433 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
 434 {
 435         unsigned long random_factor = 0UL;
 436
 437         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
 438                 random_factor = arch_mmap_rnd();
 439
 440         if (mmap_is_legacy(rlim_stack)) {
 441                 mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE + random_factor;
 442                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
 443         } else {
 444                 mm->mmap_base = mmap_base(random_factor, rlim_stack);
 445                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area_topdown;
 446         }
 447 }
 448 #elif defined(CONFIG_MMU) && !defined(HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT)
 449 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
 450 {
 451         mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE;
 452         mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
 453 }
 454 #endif
 455
 456 /**
 457  * __account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
 458  * @mm:          mm to account against
 459  * @pages:       number of pages to account
 460  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
 461  * @task:        task used to check RLIMIT_MEMLOCK
 462  * @bypass_rlim: %true if checking RLIMIT_MEMLOCK should be skipped
 463  *
 464  * Assumes @task and @mm are valid (i.e. at least one reference on each), and
 465  * that mmap_lock is held as writer.
 466  *
 467  * Return:
 468  * * 0       on success
 469  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
 470  */
 471 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
 472                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim)
 473 {
 474         unsigned long locked_vm, limit;
 475         int ret = 0;
 476
 477         mmap_assert_write_locked(mm);
 478
 479         locked_vm = mm->locked_vm;
 480         if (inc) {
 481                 if (!bypass_rlim) {
 482                         limit = task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
 483                         if (locked_vm + pages > limit)
 484                                 ret = -ENOMEM;
 485                 }
 486                 if (!ret)
 487                         mm->locked_vm = locked_vm + pages;
 488         } else {
 489                 WARN_ON_ONCE(pages > locked_vm);
 490                 mm->locked_vm = locked_vm - pages;
 491         }
 492
 493         pr_debug("%s: [%d] caller %ps %c%lu %lu/%lu%s\n", __func__, task->pid,
 494                  (void *)_RET_IP_, (inc) ? '+' : '-', pages << PAGE_SHIFT,
 495                  locked_vm << PAGE_SHIFT, task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK),
 496                  ret ? " - exceeded" : "");
 497
 498         return ret;
 499 }
 500 EXPORT_SYMBOL_GPL(__account_locked_vm);
 501
 502 /**
 503  * account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
 504  * @mm:          mm to account against, may be NULL
 505  * @pages:       number of pages to account
 506  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
 507  *
 508  * Assumes a non-NULL @mm is valid (i.e. at least one reference on it).
 509  *
 510  * Return:
 511  * * 0       on success, or if mm is NULL
 512  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
 513  */
 514 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc)
 515 {
 516         int ret;
 517
 518         if (pages == 0 || !mm)
 519                 return 0;
 520
 521         mmap_write_lock(mm);
 522         ret = __account_locked_vm(mm, pages, inc, current,
 523                                   capable(CAP_IPC_LOCK));
 524         mmap_write_unlock(mm);
 525
 526         return ret;
 527 }
 528 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_locked_vm);
 529
 530 unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
 531         unsigned long len, unsigned long prot,
 532         unsigned long flag, unsigned long pgoff)
 533 {
 534         unsigned long ret;
 535         struct mm_struct *mm = current->mm;
 536         unsigned long populate;
 537         LIST_HEAD(uf);
 538
 539         ret = security_mmap_file(file, prot, flag);
 540         if (!ret) {
 541                 if (mmap_write_lock_killable(mm))
 542                         return -EINTR;
 543                 ret = do_mmap(file, addr, len, prot, flag, pgoff, &populate,
 544                               &uf);
 545                 mmap_write_unlock(mm);
 546                 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
 547                 if (populate)
 548                         mm_populate(ret, populate);
 549         }
 550         return ret;
 551 }
 552
 553 unsigned long vm_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
 554         unsigned long len, unsigned long prot,
 555         unsigned long flag, unsigned long offset)
 556 {
 557         if (unlikely(offset + PAGE_ALIGN(len) < offset))
 558                 return -EINVAL;
 559         if (unlikely(offset_in_page(offset)))
 560                 return -EINVAL;
 561
 562         return vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
 563 }
 564 EXPORT_SYMBOL(vm_mmap);
 565
 566 /**
 567  * kvmalloc_node - attempt to allocate physically contiguous memory, but upon
 568  * failure, fall back to non-contiguous (vmalloc) allocation.
 569  * @size: size of the request.
 570  * @flags: gfp mask for the allocation - must be compatible (superset) with GFP_KERNEL.
 571  * @node: numa node to allocate from
 572  *
 573  * Uses kmalloc to get the memory but if the allocation fails then falls back
 574  * to the vmalloc allocator. Use kvfree for freeing the memory.
 575  *
 576  * GFP_NOWAIT and GFP_ATOMIC are not supported, neither is the __GFP_NORETRY modifier.
 577  * __GFP_RETRY_MAYFAIL is supported, and it should be used only if kmalloc is
 578  * preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
 579  *
 580  * Return: pointer to the allocated memory of %NULL in case of failure
 581  */
 582 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 583 {
 584         gfp_t kmalloc_flags = flags;
 585         void *ret;
 586
 587         /*
 588          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
 589          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
 590          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
 591          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
 592          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
 593          */
 594         if (size > PAGE_SIZE) {
 595                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
 596
 597                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
 598                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
 599
 600                 /* nofail semantic is implemented by the vmalloc fallback */
 601                 kmalloc_flags &= ~__GFP_NOFAIL;
 602         }
 603
 604         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
 605
 606         /*
 607          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
 608          * requests
 609          */
 610         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
 611                 return ret;
 612
 613         /* non-sleeping allocations are not supported by vmalloc */
 614         if (!gfpflags_allow_blocking(flags))
 615                 return NULL;
 616
 617         /* Don't even allow crazy sizes */
 618         if (unlikely(size > INT_MAX)) {
 619                 WARN_ON_ONCE(!(flags & __GFP_NOWARN));
 620                 return NULL;
 621         }
 622
 623         /*
 624          * kvmalloc() can always use VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
 625          * since the callers already cannot assume anything
 626          * about the resulting pointer, and cannot play
 627          * protection games.
 628          */
 629         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 630                         flags, PAGE_KERNEL, VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
 631                         node, __builtin_return_address(0));
 632 }
 633 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
 634
 635 /**
 636  * kvfree() - Free memory.
 637  * @addr: Pointer to allocated memory.
 638  *
 639  * kvfree frees memory allocated by any of vmalloc(), kmalloc() or kvmalloc().
 640  * It is slightly more efficient to use kfree() or vfree() if you are certain
 641  * that you know which one to use.
 642  *
 643  * Context: Either preemptible task context or not-NMI interrupt.
 644  */
 645 void kvfree(const void *addr)
 646 {
 647         if (is_vmalloc_addr(addr))
 648                 vfree(addr);
 649         else
 650                 kfree(addr);
 651 }
 652 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
 653
 654 /**
 655  * kvfree_sensitive - Free a data object containing sensitive information.
 656  * @addr: address of the data object to be freed.
 657  * @len: length of the data object.
 658  *
 659  * Use the special memzero_explicit() function to clear the content of a
 660  * kvmalloc'ed object containing sensitive data to make sure that the
 661  * compiler won't optimize out the data clearing.
 662  */
 663 void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len)
 664 {
 665         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(addr))) {
 666                 memzero_explicit((void *)addr, len);
 667                 kvfree(addr);
 668         }
 669 }
 670 EXPORT_SYMBOL(kvfree_sensitive);
 671
 672 void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
 673 {
 674         void *newp;
 675
 676         if (oldsize >= newsize)
 677                 return (void *)p;
 678         newp = kvmalloc(newsize, flags);
 679         if (!newp)
 680                 return NULL;
 681         memcpy(newp, p, oldsize);
 682         kvfree(p);
 683         return newp;
 684 }
 685 EXPORT_SYMBOL(kvrealloc);
 686
 687 /**
 688  * __vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
 689  * @n: number of elements.
 690  * @size: element size.
 691  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 692  */
 693 void *__vmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
 694 {
 695         size_t bytes;
 696
 697         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
 698                 return NULL;
 699         return __vmalloc(bytes, flags);
 700 }
 701 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_array);
 702
 703 /**
 704  * vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
 705  * @n: number of elements.
 706  * @size: element size.
 707  */
 708 void *vmalloc_array(size_t n, size_t size)
 709 {
 710         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL);
 711 }
 712 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_array);
 713
 714 /**
 715  * __vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
 716  * @n: number of elements.
 717  * @size: element size.
 718  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
 719  */
 720 void *__vcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
 721 {
 722         return __vmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
 723 }
 724 EXPORT_SYMBOL(__vcalloc);
 725
 726 /**
 727  * vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
 728  * @n: number of elements.
 729  * @size: element size.
 730  */
 731 void *vcalloc(size_t n, size_t size)
 732 {
 733         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 734 }
 735 EXPORT_SYMBOL(vcalloc);
 736
 737 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
 738 void *page_rmapping(struct page *page)
 739 {
 740         return folio_raw_mapping(page_folio(page));
 741 }
 742
 743 struct anon_vma *folio_anon_vma(struct folio *folio)
 744 {
 745         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
 746
 747         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
 748                 return NULL;
 749         return (void *)(mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 750 }
 751
 752 /**
 753  * folio_mapping - Find the mapping where this folio is stored.
 754  * @folio: The folio.
 755  *
 756  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
 757  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the swap mapping
 758  * this page is stored in (which is different from the mapping for the
 759  * swap file or swap device where the data is stored).
 760  *
 761  * You can call this for folios which aren't in the swap cache or page
 762  * cache and it will return NULL.
 763  */
 764 struct address_space *folio_mapping(struct folio *folio)
 765 {
 766         struct address_space *mapping;
 767
 768         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
 769         if (unlikely(folio_test_slab(folio)))
 770                 return NULL;
 771
 772         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
 773                 return swap_address_space(folio_swap_entry(folio));
 774
 775         mapping = folio->mapping;
 776         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS)
 777                 return NULL;
 778
 779         return mapping;
 780 }
 781 EXPORT_SYMBOL(folio_mapping);
 782
 783 /**
 784  * folio_copy - Copy the contents of one folio to another.
 785  * @dst: Folio to copy to.
 786  * @src: Folio to copy from.
 787  *
 788  * The bytes in the folio represented by @src are copied to @dst.
 789  * Assumes the caller has validated that @dst is at least as large as @src.
 790  * Can be called in atomic context for order-0 folios, but if the folio is
 791  * larger, it may sleep.
 792  */
 793 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src)
 794 {
 795         long i = 0;
 796         long nr = folio_nr_pages(src);
 797
 798         for (;;) {
 799                 copy_highpage(folio_page(dst, i), folio_page(src, i));
 800                 if (++i == nr)
 801                         break;
 802                 cond_resched();
 803         }
 804 }
 805
 806 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
 807 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
 808 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
 809 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
 810 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
 811 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
 812
 813 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
 814                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
 815 {
 816         int ret;
 817
 818         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
 819         if (ret == 0 && write)
 820                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
 821         return ret;
 822 }
 823
 824 static void sync_overcommit_as(struct work_struct *dummy)
 825 {
 826         percpu_counter_sync(&vm_committed_as);
 827 }
 828
 829 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
 830                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
 831 {
 832         struct ctl_table t;
 833         int new_policy = -1;
 834         int ret;
 835
 836         /*
 837          * The deviation of sync_overcommit_as could be big with loose policy
 838          * like OVERCOMMIT_ALWAYS/OVERCOMMIT_GUESS. When changing policy to
 839          * strict OVERCOMMIT_NEVER, we need to reduce the deviation to comply
 840          * with the strict "NEVER", and to avoid possible race condition (even
 841          * though user usually won't too frequently do the switching to policy
 842          * OVERCOMMIT_NEVER), the switch is done in the following order:
 843          *      1. changing the batch
 844          *      2. sync percpu count on each CPU
 845          *      3. switch the policy
 846          */
 847         if (write) {
 848                 t = *table;
 849                 t.data = &new_policy;
 850                 ret = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
 851                 if (ret || new_policy == -1)
 852                         return ret;
 853
 854                 mm_compute_batch(new_policy);
 855                 if (new_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
 856                         schedule_on_each_cpu(sync_overcommit_as);
 857                 sysctl_overcommit_memory = new_policy;
 858         } else {
 859                 ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
 860         }
 861
 862         return ret;
 863 }
 864
 865 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
 866                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
 867 {
 868         int ret;
 869
 870         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
 871         if (ret == 0 && write)
 872                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
 873         return ret;
 874 }
 875
 876 /*
 877  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
 878  */
 879 unsigned long vm_commit_limit(void)
 880 {
 881         unsigned long allowed;
 882
 883         if (sysctl_overcommit_kbytes)
 884                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 885         else
 886                 allowed = ((totalram_pages() - hugetlb_total_pages())
 887                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
 888         allowed += total_swap_pages;
 889
 890         return allowed;
 891 }
 892
 893 /*
 894  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
 895  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
 896  */
 897 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
 898
 899 /*
 900  * The global memory commitment made in the system can be a metric
 901  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
 902  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
 903  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
 904  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
 905  * memory commitment.
 906  *
 907  * The time cost of this is very low for small platforms, and for big
 908  * platform like a 2S/36C/72T Skylake server, in worst case where
 909  * vm_committed_as's spinlock is under severe contention, the time cost
 910  * could be about 30~40 microseconds.
 911  */
 912 unsigned long vm_memory_committed(void)
 913 {
 914         return percpu_counter_sum_positive(&vm_committed_as);
 915 }
 916 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
 917
 918 /*
 919  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
 920  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
 921  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
 922  *
 923  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
 924  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/mm/overcommit-accounting.rst
 925  *
 926  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
 927  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
 928  *
 929  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
 930  *
 931  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
 932  * wish to use this logic.
 933  */
 934 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
 935 {
 936         long allowed;
 937
 938         vm_acct_memory(pages);
 939
 940         /*
 941          * Sometimes we want to use more memory than we have
 942          */
 943         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
 944                 return 0;
 945
 946         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
 947                 if (pages > totalram_pages() + total_swap_pages)
 948                         goto error;
 949                 return 0;
 950         }
 951
 952         allowed = vm_commit_limit();
 953         /*
 954          * Reserve some for root
 955          */
 956         if (!cap_sys_admin)
 957                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 958
 959         /*
 960          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
 961          */
 962         if (mm) {
 963                 long reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 964
 965                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
 966         }
 967
 968         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
 969                 return 0;
 970 error:
 971         pr_warn_ratelimited("%s: pid: %d, comm: %s, not enough memory for the allocation\n",
 972                             __func__, current->pid, current->comm);
 973         vm_unacct_memory(pages);
 974
 975         return -ENOMEM;
 976 }
 977
 978 /**
 979  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
 980  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
 981  * @buffer:   the buffer to copy to.
 982  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
 983  *            to this length.
 984  *
 985  * Return: the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
 986  * not guarantee an ending NULL byte.
 987  */
 988 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
 989 {
 990         int res = 0;
 991         unsigned int len;
 992         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
 993         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
 994         if (!mm)
 995                 goto out;
 996         if (!mm->arg_end)
 997                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
 998
 999         spin_lock(&mm->arg_lock);
1000         arg_start = mm->arg_start;
1001         arg_end = mm->arg_end;
1002         env_start = mm->env_start;
1003         env_end = mm->env_end;
1004         spin_unlock(&mm->arg_lock);
1005
1006         len = arg_end - arg_start;
1007
1008         if (len > buflen)
1009                 len = buflen;
1010
1011         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
1012
1013         /*
1014          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
1015          * assume application is using setproctitle(3).
1016          */
1017         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
1018                 len = strnlen(buffer, res);
1019                 if (len < res) {
1020                         res = len;
1021                 } else {
1022                         len = env_end - env_start;
1023                         if (len > buflen - res)
1024                                 len = buflen - res;
1025                         res += access_process_vm(task, env_start,
1026                                                  buffer+res, len,
1027                                                  FOLL_FORCE);
1028                         res = strnlen(buffer, res);
1029                 }
1030         }
1031 out_mm:
1032         mmput(mm);
1033 out:
1034         return res;
1035 }
1036
1037 int __weak memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2)
1038 {
1039         char *addr1, *addr2;
1040         int ret;
1041
1042         addr1 = kmap_atomic(page1);
1043         addr2 = kmap_atomic(page2);
1044         ret = memcmp(addr1, addr2, PAGE_SIZE);
1045         kunmap_atomic(addr2);
1046         kunmap_atomic(addr1);
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_PRINTK
1051 /**
1052  * mem_dump_obj - Print available provenance information
1053  * @object: object for which to find provenance information.
1054  *
1055  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
1056  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
1057  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
1058  * For example, for a slab-cache object, the slab name is printed, and,
1059  * if available, the return address and stack trace from the allocation
1060  * and last free path of that object.
1061  */
1062 void mem_dump_obj(void *object)
1063 {
1064         const char *type;
1065
1066         if (kmem_valid_obj(object)) {
1067                 kmem_dump_obj(object);
1068                 return;
1069         }
1070
1071         if (vmalloc_dump_obj(object))
1072                 return;
1073
1074         if (virt_addr_valid(object))
1075                 type = "non-slab/vmalloc memory";
1076         else if (object == NULL)
1077                 type = "NULL pointer";
1078         else if (object == ZERO_SIZE_PTR)
1079                 type = "zero-size pointer";
1080         else
1081                 type = "non-paged memory";
1082
1083         pr_cont(" %s\n", type);
1084 }
1085 EXPORT_SYMBOL_GPL(mem_dump_obj);
1086 #endif
1087
1088 /*
1089  * A driver might set a page logically offline -- PageOffline() -- and
1090  * turn the page inaccessible in the hypervisor; after that, access to page
1091  * content can be fatal.
1092  *
1093  * Some special PFN walkers -- i.e., /proc/kcore -- read content of random
1094  * pages after checking PageOffline(); however, these PFN walkers can race
1095  * with drivers that set PageOffline().
1096  *
1097  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw() allows for a subsystem to
1098  * synchronize with such drivers, achieving that a page cannot be set
1099  * PageOffline() while frozen.
1100  *
1101  * page_offline_begin()/page_offline_end() is used by drivers that care about
1102  * such races when setting a page PageOffline().
1103  */
1104 static DECLARE_RWSEM(page_offline_rwsem);
1105
1106 void page_offline_freeze(void)
1107 {
1108         down_read(&page_offline_rwsem);
1109 }
1110
1111 void page_offline_thaw(void)
1112 {
1113         up_read(&page_offline_rwsem);
1114 }
1115
1116 void page_offline_begin(void)
1117 {
1118         down_write(&page_offline_rwsem);
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL(page_offline_begin);
1121
1122 void page_offline_end(void)
1123 {
1124         up_write(&page_offline_rwsem);
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL(page_offline_end);
1127
1128 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_FOLIO
1129 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
1130 {
1131         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
1132
1133         for (i = 0; i < nr; i++)
1134                 flush_dcache_page(folio_page(folio, i));
1135 }
1136 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
1137 #endif