]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/util.c
Merge tag 'mmc-v4.13-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ulfh/mmc
[karo-tx-linux.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.
343  * __GFP_RETRY_MAYFAIL is supported, and it should be used only if kmalloc is
344  * 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          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
361          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
362          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
363          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
364          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
365          */
366         if (size > PAGE_SIZE) {
367                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
368
369                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
370                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
371         }
372
373         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
374
375         /*
376          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
377          * requests
378          */
379         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
380                 return ret;
381
382         return __vmalloc_node_flags_caller(size, node, flags,
383                         __builtin_return_address(0));
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
386
387 void kvfree(const void *addr)
388 {
389         if (is_vmalloc_addr(addr))
390                 vfree(addr);
391         else
392                 kfree(addr);
393 }
394 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
395
396 static inline void *__page_rmapping(struct page *page)
397 {
398         unsigned long mapping;
399
400         mapping = (unsigned long)page->mapping;
401         mapping &= ~PAGE_MAPPING_FLAGS;
402
403         return (void *)mapping;
404 }
405
406 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
407 void *page_rmapping(struct page *page)
408 {
409         page = compound_head(page);
410         return __page_rmapping(page);
411 }
412
413 /*
414  * Return true if this page is mapped into pagetables.
415  * For compound page it returns true if any subpage of compound page is mapped.
416  */
417 bool page_mapped(struct page *page)
418 {
419         int i;
420
421         if (likely(!PageCompound(page)))
422                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
423         page = compound_head(page);
424         if (atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) >= 0)
425                 return true;
426         if (PageHuge(page))
427                 return false;
428         for (i = 0; i < hpage_nr_pages(page); i++) {
429                 if (atomic_read(&page[i]._mapcount) >= 0)
430                         return true;
431         }
432         return false;
433 }
434 EXPORT_SYMBOL(page_mapped);
435
436 struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page)
437 {
438         unsigned long mapping;
439
440         page = compound_head(page);
441         mapping = (unsigned long)page->mapping;
442         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
443                 return NULL;
444         return __page_rmapping(page);
445 }
446
447 struct address_space *page_mapping(struct page *page)
448 {
449         struct address_space *mapping;
450
451         page = compound_head(page);
452
453         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
454         if (unlikely(PageSlab(page)))
455                 return NULL;
456
457         if (unlikely(PageSwapCache(page))) {
458                 swp_entry_t entry;
459
460                 entry.val = page_private(page);
461                 return swap_address_space(entry);
462         }
463
464         mapping = page->mapping;
465         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
466                 return NULL;
467
468         return (void *)((unsigned long)mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
469 }
470 EXPORT_SYMBOL(page_mapping);
471
472 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
473 int __page_mapcount(struct page *page)
474 {
475         int ret;
476
477         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
478         /*
479          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
480          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
481          */
482         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
483                 return ret;
484         page = compound_head(page);
485         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
486         if (PageDoubleMap(page))
487                 ret--;
488         return ret;
489 }
490 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
491
492 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
493 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
494 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
495 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
496 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
497 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
498
499 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write,
500                              void __user *buffer, size_t *lenp,
501                              loff_t *ppos)
502 {
503         int ret;
504
505         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
506         if (ret == 0 && write)
507                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
508         return ret;
509 }
510
511 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write,
512                              void __user *buffer, size_t *lenp,
513                              loff_t *ppos)
514 {
515         int ret;
516
517         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
518         if (ret == 0 && write)
519                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
520         return ret;
521 }
522
523 /*
524  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
525  */
526 unsigned long vm_commit_limit(void)
527 {
528         unsigned long allowed;
529
530         if (sysctl_overcommit_kbytes)
531                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
532         else
533                 allowed = ((totalram_pages - hugetlb_total_pages())
534                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
535         allowed += total_swap_pages;
536
537         return allowed;
538 }
539
540 /*
541  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
542  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
543  */
544 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
545
546 /*
547  * The global memory commitment made in the system can be a metric
548  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
549  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
550  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
551  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
552  * memory commitment.
553  */
554 unsigned long vm_memory_committed(void)
555 {
556         return percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as);
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
559
560 /*
561  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
562  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
563  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
564  *
565  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
566  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting
567  *
568  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
569  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
570  *
571  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
572  *
573  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
574  * wish to use this logic.
575  */
576 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
577 {
578         long free, allowed, reserve;
579
580         VM_WARN_ONCE(percpu_counter_read(&vm_committed_as) <
581                         -(s64)vm_committed_as_batch * num_online_cpus(),
582                         "memory commitment underflow");
583
584         vm_acct_memory(pages);
585
586         /*
587          * Sometimes we want to use more memory than we have
588          */
589         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
590                 return 0;
591
592         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
593                 free = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
594                 free += global_node_page_state(NR_FILE_PAGES);
595
596                 /*
597                  * shmem pages shouldn't be counted as free in this
598                  * case, they can't be purged, only swapped out, and
599                  * that won't affect the overall amount of available
600                  * memory in the system.
601                  */
602                 free -= global_node_page_state(NR_SHMEM);
603
604                 free += get_nr_swap_pages();
605
606                 /*
607                  * Any slabs which are created with the
608                  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT flag claim to have contents
609                  * which are reclaimable, under pressure.  The dentry
610                  * cache and most inode caches should fall into this
611                  */
612                 free += global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE);
613
614                 /*
615                  * Leave reserved pages. The pages are not for anonymous pages.
616                  */
617                 if (free <= totalreserve_pages)
618                         goto error;
619                 else
620                         free -= totalreserve_pages;
621
622                 /*
623                  * Reserve some for root
624                  */
625                 if (!cap_sys_admin)
626                         free -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
627
628                 if (free > pages)
629                         return 0;
630
631                 goto error;
632         }
633
634         allowed = vm_commit_limit();
635         /*
636          * Reserve some for root
637          */
638         if (!cap_sys_admin)
639                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
640
641         /*
642          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
643          */
644         if (mm) {
645                 reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
646                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
647         }
648
649         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
650                 return 0;
651 error:
652         vm_unacct_memory(pages);
653
654         return -ENOMEM;
655 }
656
657 /**
658  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
659  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
660  * @buffer:   the buffer to copy to.
661  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
662  *            to this length.
663  * Returns the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
664  * not guarantee an ending NULL byte.
665  */
666 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
667 {
668         int res = 0;
669         unsigned int len;
670         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
671         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
672         if (!mm)
673                 goto out;
674         if (!mm->arg_end)
675                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
676
677         down_read(&mm->mmap_sem);
678         arg_start = mm->arg_start;
679         arg_end = mm->arg_end;
680         env_start = mm->env_start;
681         env_end = mm->env_end;
682         up_read(&mm->mmap_sem);
683
684         len = arg_end - arg_start;
685
686         if (len > buflen)
687                 len = buflen;
688
689         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
690
691         /*
692          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
693          * assume application is using setproctitle(3).
694          */
695         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
696                 len = strnlen(buffer, res);
697                 if (len < res) {
698                         res = len;
699                 } else {
700                         len = env_end - env_start;
701                         if (len > buflen - res)
702                                 len = buflen - res;
703                         res += access_process_vm(task, env_start,
704                                                  buffer+res, len,
705                                                  FOLL_FORCE);
706                         res = strnlen(buffer, res);
707                 }
708         }
709 out_mm:
710         mmput(mm);
711 out:
712         return res;
713 }