]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/pid.c
Fix for buffer overflow in ldm_frag_add not sufficient
[karo-tx-linux.git] / kernel / pid.c
1 /*
2  * Generic pidhash and scalable, time-bounded PID allocator
3  *
4  * (C) 2002-2003 William Irwin, IBM
5  * (C) 2004 William Irwin, Oracle
6  * (C) 2002-2004 Ingo Molnar, Red Hat
7  *
8  * pid-structures are backing objects for tasks sharing a given ID to chain
9  * against. There is very little to them aside from hashing them and
10  * parking tasks using given ID's on a list.
11  *
12  * The hash is always changed with the tasklist_lock write-acquired,
13  * and the hash is only accessed with the tasklist_lock at least
14  * read-acquired, so there's no additional SMP locking needed here.
15  *
16  * We have a list of bitmap pages, which bitmaps represent the PID space.
17  * Allocating and freeing PIDs is completely lockless. The worst-case
18  * allocation scenario when all but one out of 1 million PIDs possible are
19  * allocated already: the scanning of 32 list entries and at most PAGE_SIZE
20  * bytes. The typical fastpath is a single successful setbit. Freeing is O(1).
21  *
22  * Pid namespaces:
23  *    (C) 2007 Pavel Emelyanov <xemul@openvz.org>, OpenVZ, SWsoft Inc.
24  *    (C) 2007 Sukadev Bhattiprolu <sukadev@us.ibm.com>, IBM
25  *     Many thanks to Oleg Nesterov for comments and help
26  *
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/rculist.h>
34 #include <linux/bootmem.h>
35 #include <linux/hash.h>
36 #include <linux/pid_namespace.h>
37 #include <linux/init_task.h>
38 #include <linux/syscalls.h>
39
40 #define pid_hashfn(nr, ns)      \
41         hash_long((unsigned long)nr + (unsigned long)ns, pidhash_shift)
42 static struct hlist_head *pid_hash;
43 static unsigned int pidhash_shift = 4;
44 struct pid init_struct_pid = INIT_STRUCT_PID;
45
46 int pid_max = PID_MAX_DEFAULT;
47
48 #define RESERVED_PIDS           300
49
50 int pid_max_min = RESERVED_PIDS + 1;
51 int pid_max_max = PID_MAX_LIMIT;
52
53 #define BITS_PER_PAGE           (PAGE_SIZE*8)
54 #define BITS_PER_PAGE_MASK      (BITS_PER_PAGE-1)
55
56 static inline int mk_pid(struct pid_namespace *pid_ns,
57                 struct pidmap *map, int off)
58 {
59         return (map - pid_ns->pidmap)*BITS_PER_PAGE + off;
60 }
61
62 #define find_next_offset(map, off)                                      \
63                 find_next_zero_bit((map)->page, BITS_PER_PAGE, off)
64
65 /*
66  * PID-map pages start out as NULL, they get allocated upon
67  * first use and are never deallocated. This way a low pid_max
68  * value does not cause lots of bitmaps to be allocated, but
69  * the scheme scales to up to 4 million PIDs, runtime.
70  */
71 struct pid_namespace init_pid_ns = {
72         .kref = {
73                 .refcount       = ATOMIC_INIT(2),
74         },
75         .pidmap = {
76                 [ 0 ... PIDMAP_ENTRIES-1] = { ATOMIC_INIT(BITS_PER_PAGE), NULL }
77         },
78         .last_pid = 0,
79         .level = 0,
80         .child_reaper = &init_task,
81 };
82 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_pid_ns);
83
84 int is_container_init(struct task_struct *tsk)
85 {
86         int ret = 0;
87         struct pid *pid;
88
89         rcu_read_lock();
90         pid = task_pid(tsk);
91         if (pid != NULL && pid->numbers[pid->level].nr == 1)
92                 ret = 1;
93         rcu_read_unlock();
94
95         return ret;
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(is_container_init);
98
99 /*
100  * Note: disable interrupts while the pidmap_lock is held as an
101  * interrupt might come in and do read_lock(&tasklist_lock).
102  *
103  * If we don't disable interrupts there is a nasty deadlock between
104  * detach_pid()->free_pid() and another cpu that does
105  * spin_lock(&pidmap_lock) followed by an interrupt routine that does
106  * read_lock(&tasklist_lock);
107  *
108  * After we clean up the tasklist_lock and know there are no
109  * irq handlers that take it we can leave the interrupts enabled.
110  * For now it is easier to be safe than to prove it can't happen.
111  */
112
113 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(pidmap_lock);
114
115 static void free_pidmap(struct upid *upid)
116 {
117         int nr = upid->nr;
118         struct pidmap *map = upid->ns->pidmap + nr / BITS_PER_PAGE;
119         int offset = nr & BITS_PER_PAGE_MASK;
120
121         clear_bit(offset, map->page);
122         atomic_inc(&map->nr_free);
123 }
124
125 static int alloc_pidmap(struct pid_namespace *pid_ns)
126 {
127         int i, offset, max_scan, pid, last = pid_ns->last_pid;
128         struct pidmap *map;
129
130         pid = last + 1;
131         if (pid >= pid_max)
132                 pid = RESERVED_PIDS;
133         offset = pid & BITS_PER_PAGE_MASK;
134         map = &pid_ns->pidmap[pid/BITS_PER_PAGE];
135         max_scan = (pid_max + BITS_PER_PAGE - 1)/BITS_PER_PAGE - !offset;
136         for (i = 0; i <= max_scan; ++i) {
137                 if (unlikely(!map->page)) {
138                         void *page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
139                         /*
140                          * Free the page if someone raced with us
141                          * installing it:
142                          */
143                         spin_lock_irq(&pidmap_lock);
144                         if (!map->page) {
145                                 map->page = page;
146                                 page = NULL;
147                         }
148                         spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
149                         kfree(page);
150                         if (unlikely(!map->page))
151                                 break;
152                 }
153                 if (likely(atomic_read(&map->nr_free))) {
154                         do {
155                                 if (!test_and_set_bit(offset, map->page)) {
156                                         atomic_dec(&map->nr_free);
157                                         pid_ns->last_pid = pid;
158                                         return pid;
159                                 }
160                                 offset = find_next_offset(map, offset);
161                                 pid = mk_pid(pid_ns, map, offset);
162                         /*
163                          * find_next_offset() found a bit, the pid from it
164                          * is in-bounds, and if we fell back to the last
165                          * bitmap block and the final block was the same
166                          * as the starting point, pid is before last_pid.
167                          */
168                         } while (offset < BITS_PER_PAGE && pid < pid_max &&
169                                         (i != max_scan || pid < last ||
170                                             !((last+1) & BITS_PER_PAGE_MASK)));
171                 }
172                 if (map < &pid_ns->pidmap[(pid_max-1)/BITS_PER_PAGE]) {
173                         ++map;
174                         offset = 0;
175                 } else {
176                         map = &pid_ns->pidmap[0];
177                         offset = RESERVED_PIDS;
178                         if (unlikely(last == offset))
179                                 break;
180                 }
181                 pid = mk_pid(pid_ns, map, offset);
182         }
183         return -1;
184 }
185
186 int next_pidmap(struct pid_namespace *pid_ns, unsigned int last)
187 {
188         int offset;
189         struct pidmap *map, *end;
190
191         if (last >= PID_MAX_LIMIT)
192                 return -1;
193
194         offset = (last + 1) & BITS_PER_PAGE_MASK;
195         map = &pid_ns->pidmap[(last + 1)/BITS_PER_PAGE];
196         end = &pid_ns->pidmap[PIDMAP_ENTRIES];
197         for (; map < end; map++, offset = 0) {
198                 if (unlikely(!map->page))
199                         continue;
200                 offset = find_next_bit((map)->page, BITS_PER_PAGE, offset);
201                 if (offset < BITS_PER_PAGE)
202                         return mk_pid(pid_ns, map, offset);
203         }
204         return -1;
205 }
206
207 void put_pid(struct pid *pid)
208 {
209         struct pid_namespace *ns;
210
211         if (!pid)
212                 return;
213
214         ns = pid->numbers[pid->level].ns;
215         if ((atomic_read(&pid->count) == 1) ||
216              atomic_dec_and_test(&pid->count)) {
217                 kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
218                 put_pid_ns(ns);
219         }
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid);
222
223 static void delayed_put_pid(struct rcu_head *rhp)
224 {
225         struct pid *pid = container_of(rhp, struct pid, rcu);
226         put_pid(pid);
227 }
228
229 void free_pid(struct pid *pid)
230 {
231         /* We can be called with write_lock_irq(&tasklist_lock) held */
232         int i;
233         unsigned long flags;
234
235         spin_lock_irqsave(&pidmap_lock, flags);
236         for (i = 0; i <= pid->level; i++)
237                 hlist_del_rcu(&pid->numbers[i].pid_chain);
238         spin_unlock_irqrestore(&pidmap_lock, flags);
239
240         for (i = 0; i <= pid->level; i++)
241                 free_pidmap(pid->numbers + i);
242
243         call_rcu(&pid->rcu, delayed_put_pid);
244 }
245
246 struct pid *alloc_pid(struct pid_namespace *ns)
247 {
248         struct pid *pid;
249         enum pid_type type;
250         int i, nr;
251         struct pid_namespace *tmp;
252         struct upid *upid;
253
254         pid = kmem_cache_alloc(ns->pid_cachep, GFP_KERNEL);
255         if (!pid)
256                 goto out;
257
258         tmp = ns;
259         for (i = ns->level; i >= 0; i--) {
260                 nr = alloc_pidmap(tmp);
261                 if (nr < 0)
262                         goto out_free;
263
264                 pid->numbers[i].nr = nr;
265                 pid->numbers[i].ns = tmp;
266                 tmp = tmp->parent;
267         }
268
269         get_pid_ns(ns);
270         pid->level = ns->level;
271         atomic_set(&pid->count, 1);
272         for (type = 0; type < PIDTYPE_MAX; ++type)
273                 INIT_HLIST_HEAD(&pid->tasks[type]);
274
275         upid = pid->numbers + ns->level;
276         spin_lock_irq(&pidmap_lock);
277         for ( ; upid >= pid->numbers; --upid)
278                 hlist_add_head_rcu(&upid->pid_chain,
279                                 &pid_hash[pid_hashfn(upid->nr, upid->ns)]);
280         spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
281
282 out:
283         return pid;
284
285 out_free:
286         while (++i <= ns->level)
287                 free_pidmap(pid->numbers + i);
288
289         kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
290         pid = NULL;
291         goto out;
292 }
293
294 struct pid *find_pid_ns(int nr, struct pid_namespace *ns)
295 {
296         struct hlist_node *elem;
297         struct upid *pnr;
298
299         hlist_for_each_entry_rcu(pnr, elem,
300                         &pid_hash[pid_hashfn(nr, ns)], pid_chain)
301                 if (pnr->nr == nr && pnr->ns == ns)
302                         return container_of(pnr, struct pid,
303                                         numbers[ns->level]);
304
305         return NULL;
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_pid_ns);
308
309 struct pid *find_vpid(int nr)
310 {
311         return find_pid_ns(nr, current->nsproxy->pid_ns);
312 }
313 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_vpid);
314
315 /*
316  * attach_pid() must be called with the tasklist_lock write-held.
317  */
318 void attach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
319                 struct pid *pid)
320 {
321         struct pid_link *link;
322
323         link = &task->pids[type];
324         link->pid = pid;
325         hlist_add_head_rcu(&link->node, &pid->tasks[type]);
326 }
327
328 static void __change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
329                         struct pid *new)
330 {
331         struct pid_link *link;
332         struct pid *pid;
333         int tmp;
334
335         link = &task->pids[type];
336         pid = link->pid;
337
338         hlist_del_rcu(&link->node);
339         link->pid = new;
340
341         for (tmp = PIDTYPE_MAX; --tmp >= 0; )
342                 if (!hlist_empty(&pid->tasks[tmp]))
343                         return;
344
345         free_pid(pid);
346 }
347
348 void detach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
349 {
350         __change_pid(task, type, NULL);
351 }
352
353 void change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
354                 struct pid *pid)
355 {
356         __change_pid(task, type, pid);
357         attach_pid(task, type, pid);
358 }
359
360 /* transfer_pid is an optimization of attach_pid(new), detach_pid(old) */
361 void transfer_pid(struct task_struct *old, struct task_struct *new,
362                            enum pid_type type)
363 {
364         new->pids[type].pid = old->pids[type].pid;
365         hlist_replace_rcu(&old->pids[type].node, &new->pids[type].node);
366 }
367
368 struct task_struct *pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
369 {
370         struct task_struct *result = NULL;
371         if (pid) {
372                 struct hlist_node *first;
373                 first = rcu_dereference_check(pid->tasks[type].first,
374                                               rcu_read_lock_held() ||
375                                               lockdep_tasklist_lock_is_held());
376                 if (first)
377                         result = hlist_entry(first, struct task_struct, pids[(type)].node);
378         }
379         return result;
380 }
381 EXPORT_SYMBOL(pid_task);
382
383 /*
384  * Must be called under rcu_read_lock().
385  */
386 struct task_struct *find_task_by_pid_ns(pid_t nr, struct pid_namespace *ns)
387 {
388         return pid_task(find_pid_ns(nr, ns), PIDTYPE_PID);
389 }
390
391 struct task_struct *find_task_by_vpid(pid_t vnr)
392 {
393         return find_task_by_pid_ns(vnr, current->nsproxy->pid_ns);
394 }
395
396 struct pid *get_task_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
397 {
398         struct pid *pid;
399         rcu_read_lock();
400         if (type != PIDTYPE_PID)
401                 task = task->group_leader;
402         pid = get_pid(task->pids[type].pid);
403         rcu_read_unlock();
404         return pid;
405 }
406
407 struct task_struct *get_pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
408 {
409         struct task_struct *result;
410         rcu_read_lock();
411         result = pid_task(pid, type);
412         if (result)
413                 get_task_struct(result);
414         rcu_read_unlock();
415         return result;
416 }
417
418 struct pid *find_get_pid(pid_t nr)
419 {
420         struct pid *pid;
421
422         rcu_read_lock();
423         pid = get_pid(find_vpid(nr));
424         rcu_read_unlock();
425
426         return pid;
427 }
428 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_get_pid);
429
430 pid_t pid_nr_ns(struct pid *pid, struct pid_namespace *ns)
431 {
432         struct upid *upid;
433         pid_t nr = 0;
434
435         if (pid && ns->level <= pid->level) {
436                 upid = &pid->numbers[ns->level];
437                 if (upid->ns == ns)
438                         nr = upid->nr;
439         }
440         return nr;
441 }
442
443 pid_t pid_vnr(struct pid *pid)
444 {
445         return pid_nr_ns(pid, current->nsproxy->pid_ns);
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(pid_vnr);
448
449 pid_t __task_pid_nr_ns(struct task_struct *task, enum pid_type type,
450                         struct pid_namespace *ns)
451 {
452         pid_t nr = 0;
453
454         rcu_read_lock();
455         if (!ns)
456                 ns = current->nsproxy->pid_ns;
457         if (likely(pid_alive(task))) {
458                 if (type != PIDTYPE_PID)
459                         task = task->group_leader;
460                 nr = pid_nr_ns(task->pids[type].pid, ns);
461         }
462         rcu_read_unlock();
463
464         return nr;
465 }
466 EXPORT_SYMBOL(__task_pid_nr_ns);
467
468 pid_t task_tgid_nr_ns(struct task_struct *tsk, struct pid_namespace *ns)
469 {
470         return pid_nr_ns(task_tgid(tsk), ns);
471 }
472 EXPORT_SYMBOL(task_tgid_nr_ns);
473
474 struct pid_namespace *task_active_pid_ns(struct task_struct *tsk)
475 {
476         return ns_of_pid(task_pid(tsk));
477 }
478 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_active_pid_ns);
479
480 /*
481  * Used by proc to find the first pid that is greater than or equal to nr.
482  *
483  * If there is a pid at nr this function is exactly the same as find_pid_ns.
484  */
485 struct pid *find_ge_pid(int nr, struct pid_namespace *ns)
486 {
487         struct pid *pid;
488
489         do {
490                 pid = find_pid_ns(nr, ns);
491                 if (pid)
492                         break;
493                 nr = next_pidmap(ns, nr);
494         } while (nr > 0);
495
496         return pid;
497 }
498
499 /*
500  * The pid hash table is scaled according to the amount of memory in the
501  * machine.  From a minimum of 16 slots up to 4096 slots at one gigabyte or
502  * more.
503  */
504 void __init pidhash_init(void)
505 {
506         int i, pidhash_size;
507
508         pid_hash = alloc_large_system_hash("PID", sizeof(*pid_hash), 0, 18,
509                                            HASH_EARLY | HASH_SMALL,
510                                            &pidhash_shift, NULL, 4096);
511         pidhash_size = 1 << pidhash_shift;
512
513         for (i = 0; i < pidhash_size; i++)
514                 INIT_HLIST_HEAD(&pid_hash[i]);
515 }
516
517 void __init pidmap_init(void)
518 {
519         /* bump default and minimum pid_max based on number of cpus */
520         pid_max = min(pid_max_max, max_t(int, pid_max,
521                                 PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus()));
522         pid_max_min = max_t(int, pid_max_min,
523                                 PIDS_PER_CPU_MIN * num_possible_cpus());
524         pr_info("pid_max: default: %u minimum: %u\n", pid_max, pid_max_min);
525
526         init_pid_ns.pidmap[0].page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
527         /* Reserve PID 0. We never call free_pidmap(0) */
528         set_bit(0, init_pid_ns.pidmap[0].page);
529         atomic_dec(&init_pid_ns.pidmap[0].nr_free);
530
531         init_pid_ns.pid_cachep = KMEM_CACHE(pid,
532                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
533 }