]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/util.c
Merge tag 'for-linus-20170713' of git://git.infradead.org/linux-mtd
[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. __GFP_REPEAT
343  * is supported only for large (>32kB) allocations, and it should be used only if
344  * kmalloc is preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
345  *
346  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted with mm people.
347  */
348 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
349 {
350         gfp_t kmalloc_flags = flags;
351         void *ret;
352
353         /*
354          * vmalloc uses GFP_KERNEL for some internal allocations (e.g page tables)
355          * so the given set of flags has to be compatible.
356          */
357         WARN_ON_ONCE((flags & GFP_KERNEL) != GFP_KERNEL);
358
359         /*
360          * 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                 /*
370                  * We have to override __GFP_REPEAT by __GFP_NORETRY for !costly
371                  * requests because there is no other way to tell the allocator
372                  * that we want to fail rather than retry endlessly.
373                  */
374                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_REPEAT) ||
375                                 (size <= PAGE_SIZE << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
376                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
377         }
378
379         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
380
381         /*
382          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
383          * requests
384          */
385         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
386                 return ret;
387
388         return __vmalloc_node_flags_caller(size, node, flags,
389                         __builtin_return_address(0));
390 }
391 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
392
393 void kvfree(const void *addr)
394 {
395         if (is_vmalloc_addr(addr))
396                 vfree(addr);
397         else
398                 kfree(addr);
399 }
400 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
401
402 static inline void *__page_rmapping(struct page *page)
403 {
404         unsigned long mapping;
405
406         mapping = (unsigned long)page->mapping;
407         mapping &= ~PAGE_MAPPING_FLAGS;
408
409         return (void *)mapping;
410 }
411
412 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
413 void *page_rmapping(struct page *page)
414 {
415         page = compound_head(page);
416         return __page_rmapping(page);
417 }
418
419 /*
420  * Return true if this page is mapped into pagetables.
421  * For compound page it returns true if any subpage of compound page is mapped.
422  */
423 bool page_mapped(struct page *page)
424 {
425         int i;
426
427         if (likely(!PageCompound(page)))
428                 return atomic_read(&page->_mapcount) >= 0;
429         page = compound_head(page);
430         if (atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) >= 0)
431                 return true;
432         if (PageHuge(page))
433                 return false;
434         for (i = 0; i < hpage_nr_pages(page); i++) {
435                 if (atomic_read(&page[i]._mapcount) >= 0)
436                         return true;
437         }
438         return false;
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(page_mapped);
441
442 struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page)
443 {
444         unsigned long mapping;
445
446         page = compound_head(page);
447         mapping = (unsigned long)page->mapping;
448         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
449                 return NULL;
450         return __page_rmapping(page);
451 }
452
453 struct address_space *page_mapping(struct page *page)
454 {
455         struct address_space *mapping;
456
457         page = compound_head(page);
458
459         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
460         if (unlikely(PageSlab(page)))
461                 return NULL;
462
463         if (unlikely(PageSwapCache(page))) {
464                 swp_entry_t entry;
465
466                 entry.val = page_private(page);
467                 return swap_address_space(entry);
468         }
469
470         mapping = page->mapping;
471         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
472                 return NULL;
473
474         return (void *)((unsigned long)mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
475 }
476 EXPORT_SYMBOL(page_mapping);
477
478 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
479 int __page_mapcount(struct page *page)
480 {
481         int ret;
482
483         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
484         /*
485          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
486          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
487          */
488         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
489                 return ret;
490         page = compound_head(page);
491         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
492         if (PageDoubleMap(page))
493                 ret--;
494         return ret;
495 }
496 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
497
498 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
499 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
500 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
501 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
502 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
503 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
504
505 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write,
506                              void __user *buffer, size_t *lenp,
507                              loff_t *ppos)
508 {
509         int ret;
510
511         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
512         if (ret == 0 && write)
513                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
514         return ret;
515 }
516
517 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write,
518                              void __user *buffer, size_t *lenp,
519                              loff_t *ppos)
520 {
521         int ret;
522
523         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
524         if (ret == 0 && write)
525                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
526         return ret;
527 }
528
529 /*
530  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
531  */
532 unsigned long vm_commit_limit(void)
533 {
534         unsigned long allowed;
535
536         if (sysctl_overcommit_kbytes)
537                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
538         else
539                 allowed = ((totalram_pages - hugetlb_total_pages())
540                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
541         allowed += total_swap_pages;
542
543         return allowed;
544 }
545
546 /*
547  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
548  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
549  */
550 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
551
552 /*
553  * The global memory commitment made in the system can be a metric
554  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
555  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
556  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
557  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
558  * memory commitment.
559  */
560 unsigned long vm_memory_committed(void)
561 {
562         return percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as);
563 }
564 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
565
566 /*
567  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
568  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
569  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
570  *
571  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
572  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting
573  *
574  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
575  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
576  *
577  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
578  *
579  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
580  * wish to use this logic.
581  */
582 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
583 {
584         long free, allowed, reserve;
585
586         VM_WARN_ONCE(percpu_counter_read(&vm_committed_as) <
587                         -(s64)vm_committed_as_batch * num_online_cpus(),
588                         "memory commitment underflow");
589
590         vm_acct_memory(pages);
591
592         /*
593          * Sometimes we want to use more memory than we have
594          */
595         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
596                 return 0;
597
598         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
599                 free = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
600                 free += global_node_page_state(NR_FILE_PAGES);
601
602                 /*
603                  * shmem pages shouldn't be counted as free in this
604                  * case, they can't be purged, only swapped out, and
605                  * that won't affect the overall amount of available
606                  * memory in the system.
607                  */
608                 free -= global_node_page_state(NR_SHMEM);
609
610                 free += get_nr_swap_pages();
611
612                 /*
613                  * Any slabs which are created with the
614                  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT flag claim to have contents
615                  * which are reclaimable, under pressure.  The dentry
616                  * cache and most inode caches should fall into this
617                  */
618                 free += global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE);
619
620                 /*
621                  * Leave reserved pages. The pages are not for anonymous pages.
622                  */
623                 if (free <= totalreserve_pages)
624                         goto error;
625                 else
626                         free -= totalreserve_pages;
627
628                 /*
629                  * Reserve some for root
630                  */
631                 if (!cap_sys_admin)
632                         free -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
633
634                 if (free > pages)
635                         return 0;
636
637                 goto error;
638         }
639
640         allowed = vm_commit_limit();
641         /*
642          * Reserve some for root
643          */
644         if (!cap_sys_admin)
645                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
646
647         /*
648          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
649          */
650         if (mm) {
651                 reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
652                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
653         }
654
655         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
656                 return 0;
657 error:
658         vm_unacct_memory(pages);
659
660         return -ENOMEM;
661 }
662
663 /**
664  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
665  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
666  * @buffer:   the buffer to copy to.
667  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
668  *            to this length.
669  * Returns the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
670  * not guarantee an ending NULL byte.
671  */
672 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
673 {
674         int res = 0;
675         unsigned int len;
676         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
677         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
678         if (!mm)
679                 goto out;
680         if (!mm->arg_end)
681                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
682
683         down_read(&mm->mmap_sem);
684         arg_start = mm->arg_start;
685         arg_end = mm->arg_end;
686         env_start = mm->env_start;
687         env_end = mm->env_end;
688         up_read(&mm->mmap_sem);
689
690         len = arg_end - arg_start;
691
692         if (len > buflen)
693                 len = buflen;
694
695         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
696
697         /*
698          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
699          * assume application is using setproctitle(3).
700          */
701         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
702                 len = strnlen(buffer, res);
703                 if (len < res) {
704                         res = len;
705                 } else {
706                         len = env_end - env_start;
707                         if (len > buflen - res)
708                                 len = buflen - res;
709                         res += access_process_vm(task, env_start,
710                                                  buffer+res, len,
711                                                  FOLL_FORCE);
712                         res = strnlen(buffer, res);
713                 }
714         }
715 out_mm:
716         mmput(mm);
717 out:
718         return res;
719 }