]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/kmemleak.c
Merge tag 'tty-4.3-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh/tty
[karo-tx-linux.git] / mm / kmemleak.c
1 /*
2  * mm/kmemleak.c
3  *
4  * Copyright (C) 2008 ARM Limited
5  * Written by Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
19  *
20  *
21  * For more information on the algorithm and kmemleak usage, please see
22  * Documentation/kmemleak.txt.
23  *
24  * Notes on locking
25  * ----------------
26  *
27  * The following locks and mutexes are used by kmemleak:
28  *
29  * - kmemleak_lock (rwlock): protects the object_list modifications and
30  *   accesses to the object_tree_root. The object_list is the main list
31  *   holding the metadata (struct kmemleak_object) for the allocated memory
32  *   blocks. The object_tree_root is a red black tree used to look-up
33  *   metadata based on a pointer to the corresponding memory block.  The
34  *   kmemleak_object structures are added to the object_list and
35  *   object_tree_root in the create_object() function called from the
36  *   kmemleak_alloc() callback and removed in delete_object() called from the
37  *   kmemleak_free() callback
38  * - kmemleak_object.lock (spinlock): protects a kmemleak_object. Accesses to
39  *   the metadata (e.g. count) are protected by this lock. Note that some
40  *   members of this structure may be protected by other means (atomic or
41  *   kmemleak_lock). This lock is also held when scanning the corresponding
42  *   memory block to avoid the kernel freeing it via the kmemleak_free()
43  *   callback. This is less heavyweight than holding a global lock like
44  *   kmemleak_lock during scanning
45  * - scan_mutex (mutex): ensures that only one thread may scan the memory for
46  *   unreferenced objects at a time. The gray_list contains the objects which
47  *   are already referenced or marked as false positives and need to be
48  *   scanned. This list is only modified during a scanning episode when the
49  *   scan_mutex is held. At the end of a scan, the gray_list is always empty.
50  *   Note that the kmemleak_object.use_count is incremented when an object is
51  *   added to the gray_list and therefore cannot be freed. This mutex also
52  *   prevents multiple users of the "kmemleak" debugfs file together with
53  *   modifications to the memory scanning parameters including the scan_thread
54  *   pointer
55  *
56  * Locks and mutexes are acquired/nested in the following order:
57  *
58  *   scan_mutex [-> object->lock] -> kmemleak_lock -> other_object->lock (SINGLE_DEPTH_NESTING)
59  *
60  * No kmemleak_lock and object->lock nesting is allowed outside scan_mutex
61  * regions.
62  *
63  * The kmemleak_object structures have a use_count incremented or decremented
64  * using the get_object()/put_object() functions. When the use_count becomes
65  * 0, this count can no longer be incremented and put_object() schedules the
66  * kmemleak_object freeing via an RCU callback. All calls to the get_object()
67  * function must be protected by rcu_read_lock() to avoid accessing a freed
68  * structure.
69  */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/init.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/list.h>
76 #include <linux/sched.h>
77 #include <linux/jiffies.h>
78 #include <linux/delay.h>
79 #include <linux/export.h>
80 #include <linux/kthread.h>
81 #include <linux/rbtree.h>
82 #include <linux/fs.h>
83 #include <linux/debugfs.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/cpumask.h>
86 #include <linux/spinlock.h>
87 #include <linux/mutex.h>
88 #include <linux/rcupdate.h>
89 #include <linux/stacktrace.h>
90 #include <linux/cache.h>
91 #include <linux/percpu.h>
92 #include <linux/hardirq.h>
93 #include <linux/mmzone.h>
94 #include <linux/slab.h>
95 #include <linux/thread_info.h>
96 #include <linux/err.h>
97 #include <linux/uaccess.h>
98 #include <linux/string.h>
99 #include <linux/nodemask.h>
100 #include <linux/mm.h>
101 #include <linux/workqueue.h>
102 #include <linux/crc32.h>
103
104 #include <asm/sections.h>
105 #include <asm/processor.h>
106 #include <linux/atomic.h>
107
108 #include <linux/kasan.h>
109 #include <linux/kmemcheck.h>
110 #include <linux/kmemleak.h>
111 #include <linux/memory_hotplug.h>
112
113 /*
114  * Kmemleak configuration and common defines.
115  */
116 #define MAX_TRACE               16      /* stack trace length */
117 #define MSECS_MIN_AGE           5000    /* minimum object age for reporting */
118 #define SECS_FIRST_SCAN         60      /* delay before the first scan */
119 #define SECS_SCAN_WAIT          600     /* subsequent auto scanning delay */
120 #define MAX_SCAN_SIZE           4096    /* maximum size of a scanned block */
121
122 #define BYTES_PER_POINTER       sizeof(void *)
123
124 /* GFP bitmask for kmemleak internal allocations */
125 #define gfp_kmemleak_mask(gfp)  (((gfp) & (GFP_KERNEL | GFP_ATOMIC | \
126                                            __GFP_NOACCOUNT)) | \
127                                  __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | \
128                                  __GFP_NOWARN)
129
130 /* scanning area inside a memory block */
131 struct kmemleak_scan_area {
132         struct hlist_node node;
133         unsigned long start;
134         size_t size;
135 };
136
137 #define KMEMLEAK_GREY   0
138 #define KMEMLEAK_BLACK  -1
139
140 /*
141  * Structure holding the metadata for each allocated memory block.
142  * Modifications to such objects should be made while holding the
143  * object->lock. Insertions or deletions from object_list, gray_list or
144  * rb_node are already protected by the corresponding locks or mutex (see
145  * the notes on locking above). These objects are reference-counted
146  * (use_count) and freed using the RCU mechanism.
147  */
148 struct kmemleak_object {
149         spinlock_t lock;
150         unsigned long flags;            /* object status flags */
151         struct list_head object_list;
152         struct list_head gray_list;
153         struct rb_node rb_node;
154         struct rcu_head rcu;            /* object_list lockless traversal */
155         /* object usage count; object freed when use_count == 0 */
156         atomic_t use_count;
157         unsigned long pointer;
158         size_t size;
159         /* minimum number of a pointers found before it is considered leak */
160         int min_count;
161         /* the total number of pointers found pointing to this object */
162         int count;
163         /* checksum for detecting modified objects */
164         u32 checksum;
165         /* memory ranges to be scanned inside an object (empty for all) */
166         struct hlist_head area_list;
167         unsigned long trace[MAX_TRACE];
168         unsigned int trace_len;
169         unsigned long jiffies;          /* creation timestamp */
170         pid_t pid;                      /* pid of the current task */
171         char comm[TASK_COMM_LEN];       /* executable name */
172 };
173
174 /* flag representing the memory block allocation status */
175 #define OBJECT_ALLOCATED        (1 << 0)
176 /* flag set after the first reporting of an unreference object */
177 #define OBJECT_REPORTED         (1 << 1)
178 /* flag set to not scan the object */
179 #define OBJECT_NO_SCAN          (1 << 2)
180
181 /* number of bytes to print per line; must be 16 or 32 */
182 #define HEX_ROW_SIZE            16
183 /* number of bytes to print at a time (1, 2, 4, 8) */
184 #define HEX_GROUP_SIZE          1
185 /* include ASCII after the hex output */
186 #define HEX_ASCII               1
187 /* max number of lines to be printed */
188 #define HEX_MAX_LINES           2
189
190 /* the list of all allocated objects */
191 static LIST_HEAD(object_list);
192 /* the list of gray-colored objects (see color_gray comment below) */
193 static LIST_HEAD(gray_list);
194 /* search tree for object boundaries */
195 static struct rb_root object_tree_root = RB_ROOT;
196 /* rw_lock protecting the access to object_list and object_tree_root */
197 static DEFINE_RWLOCK(kmemleak_lock);
198
199 /* allocation caches for kmemleak internal data */
200 static struct kmem_cache *object_cache;
201 static struct kmem_cache *scan_area_cache;
202
203 /* set if tracing memory operations is enabled */
204 static int kmemleak_enabled;
205 /* same as above but only for the kmemleak_free() callback */
206 static int kmemleak_free_enabled;
207 /* set in the late_initcall if there were no errors */
208 static int kmemleak_initialized;
209 /* enables or disables early logging of the memory operations */
210 static int kmemleak_early_log = 1;
211 /* set if a kmemleak warning was issued */
212 static int kmemleak_warning;
213 /* set if a fatal kmemleak error has occurred */
214 static int kmemleak_error;
215
216 /* minimum and maximum address that may be valid pointers */
217 static unsigned long min_addr = ULONG_MAX;
218 static unsigned long max_addr;
219
220 static struct task_struct *scan_thread;
221 /* used to avoid reporting of recently allocated objects */
222 static unsigned long jiffies_min_age;
223 static unsigned long jiffies_last_scan;
224 /* delay between automatic memory scannings */
225 static signed long jiffies_scan_wait;
226 /* enables or disables the task stacks scanning */
227 static int kmemleak_stack_scan = 1;
228 /* protects the memory scanning, parameters and debug/kmemleak file access */
229 static DEFINE_MUTEX(scan_mutex);
230 /* setting kmemleak=on, will set this var, skipping the disable */
231 static int kmemleak_skip_disable;
232 /* If there are leaks that can be reported */
233 static bool kmemleak_found_leaks;
234
235 /*
236  * Early object allocation/freeing logging. Kmemleak is initialized after the
237  * kernel allocator. However, both the kernel allocator and kmemleak may
238  * allocate memory blocks which need to be tracked. Kmemleak defines an
239  * arbitrary buffer to hold the allocation/freeing information before it is
240  * fully initialized.
241  */
242
243 /* kmemleak operation type for early logging */
244 enum {
245         KMEMLEAK_ALLOC,
246         KMEMLEAK_ALLOC_PERCPU,
247         KMEMLEAK_FREE,
248         KMEMLEAK_FREE_PART,
249         KMEMLEAK_FREE_PERCPU,
250         KMEMLEAK_NOT_LEAK,
251         KMEMLEAK_IGNORE,
252         KMEMLEAK_SCAN_AREA,
253         KMEMLEAK_NO_SCAN
254 };
255
256 /*
257  * Structure holding the information passed to kmemleak callbacks during the
258  * early logging.
259  */
260 struct early_log {
261         int op_type;                    /* kmemleak operation type */
262         const void *ptr;                /* allocated/freed memory block */
263         size_t size;                    /* memory block size */
264         int min_count;                  /* minimum reference count */
265         unsigned long trace[MAX_TRACE]; /* stack trace */
266         unsigned int trace_len;         /* stack trace length */
267 };
268
269 /* early logging buffer and current position */
270 static struct early_log
271         early_log[CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_EARLY_LOG_SIZE] __initdata;
272 static int crt_early_log __initdata;
273
274 static void kmemleak_disable(void);
275
276 /*
277  * Print a warning and dump the stack trace.
278  */
279 #define kmemleak_warn(x...)     do {            \
280         pr_warning(x);                          \
281         dump_stack();                           \
282         kmemleak_warning = 1;                   \
283 } while (0)
284
285 /*
286  * Macro invoked when a serious kmemleak condition occurred and cannot be
287  * recovered from. Kmemleak will be disabled and further allocation/freeing
288  * tracing no longer available.
289  */
290 #define kmemleak_stop(x...)     do {    \
291         kmemleak_warn(x);               \
292         kmemleak_disable();             \
293 } while (0)
294
295 /*
296  * Printing of the objects hex dump to the seq file. The number of lines to be
297  * printed is limited to HEX_MAX_LINES to prevent seq file spamming. The
298  * actual number of printed bytes depends on HEX_ROW_SIZE. It must be called
299  * with the object->lock held.
300  */
301 static void hex_dump_object(struct seq_file *seq,
302                             struct kmemleak_object *object)
303 {
304         const u8 *ptr = (const u8 *)object->pointer;
305         int i, len, remaining;
306         unsigned char linebuf[HEX_ROW_SIZE * 5];
307
308         /* limit the number of lines to HEX_MAX_LINES */
309         remaining = len =
310                 min(object->size, (size_t)(HEX_MAX_LINES * HEX_ROW_SIZE));
311
312         seq_printf(seq, "  hex dump (first %d bytes):\n", len);
313         for (i = 0; i < len; i += HEX_ROW_SIZE) {
314                 int linelen = min(remaining, HEX_ROW_SIZE);
315
316                 remaining -= HEX_ROW_SIZE;
317                 hex_dump_to_buffer(ptr + i, linelen, HEX_ROW_SIZE,
318                                    HEX_GROUP_SIZE, linebuf, sizeof(linebuf),
319                                    HEX_ASCII);
320                 seq_printf(seq, "    %s\n", linebuf);
321         }
322 }
323
324 /*
325  * Object colors, encoded with count and min_count:
326  * - white - orphan object, not enough references to it (count < min_count)
327  * - gray  - not orphan, not marked as false positive (min_count == 0) or
328  *              sufficient references to it (count >= min_count)
329  * - black - ignore, it doesn't contain references (e.g. text section)
330  *              (min_count == -1). No function defined for this color.
331  * Newly created objects don't have any color assigned (object->count == -1)
332  * before the next memory scan when they become white.
333  */
334 static bool color_white(const struct kmemleak_object *object)
335 {
336         return object->count != KMEMLEAK_BLACK &&
337                 object->count < object->min_count;
338 }
339
340 static bool color_gray(const struct kmemleak_object *object)
341 {
342         return object->min_count != KMEMLEAK_BLACK &&
343                 object->count >= object->min_count;
344 }
345
346 /*
347  * Objects are considered unreferenced only if their color is white, they have
348  * not be deleted and have a minimum age to avoid false positives caused by
349  * pointers temporarily stored in CPU registers.
350  */
351 static bool unreferenced_object(struct kmemleak_object *object)
352 {
353         return (color_white(object) && object->flags & OBJECT_ALLOCATED) &&
354                 time_before_eq(object->jiffies + jiffies_min_age,
355                                jiffies_last_scan);
356 }
357
358 /*
359  * Printing of the unreferenced objects information to the seq file. The
360  * print_unreferenced function must be called with the object->lock held.
361  */
362 static void print_unreferenced(struct seq_file *seq,
363                                struct kmemleak_object *object)
364 {
365         int i;
366         unsigned int msecs_age = jiffies_to_msecs(jiffies - object->jiffies);
367
368         seq_printf(seq, "unreferenced object 0x%08lx (size %zu):\n",
369                    object->pointer, object->size);
370         seq_printf(seq, "  comm \"%s\", pid %d, jiffies %lu (age %d.%03ds)\n",
371                    object->comm, object->pid, object->jiffies,
372                    msecs_age / 1000, msecs_age % 1000);
373         hex_dump_object(seq, object);
374         seq_printf(seq, "  backtrace:\n");
375
376         for (i = 0; i < object->trace_len; i++) {
377                 void *ptr = (void *)object->trace[i];
378                 seq_printf(seq, "    [<%p>] %pS\n", ptr, ptr);
379         }
380 }
381
382 /*
383  * Print the kmemleak_object information. This function is used mainly for
384  * debugging special cases when kmemleak operations. It must be called with
385  * the object->lock held.
386  */
387 static void dump_object_info(struct kmemleak_object *object)
388 {
389         struct stack_trace trace;
390
391         trace.nr_entries = object->trace_len;
392         trace.entries = object->trace;
393
394         pr_notice("Object 0x%08lx (size %zu):\n",
395                   object->pointer, object->size);
396         pr_notice("  comm \"%s\", pid %d, jiffies %lu\n",
397                   object->comm, object->pid, object->jiffies);
398         pr_notice("  min_count = %d\n", object->min_count);
399         pr_notice("  count = %d\n", object->count);
400         pr_notice("  flags = 0x%lx\n", object->flags);
401         pr_notice("  checksum = %u\n", object->checksum);
402         pr_notice("  backtrace:\n");
403         print_stack_trace(&trace, 4);
404 }
405
406 /*
407  * Look-up a memory block metadata (kmemleak_object) in the object search
408  * tree based on a pointer value. If alias is 0, only values pointing to the
409  * beginning of the memory block are allowed. The kmemleak_lock must be held
410  * when calling this function.
411  */
412 static struct kmemleak_object *lookup_object(unsigned long ptr, int alias)
413 {
414         struct rb_node *rb = object_tree_root.rb_node;
415
416         while (rb) {
417                 struct kmemleak_object *object =
418                         rb_entry(rb, struct kmemleak_object, rb_node);
419                 if (ptr < object->pointer)
420                         rb = object->rb_node.rb_left;
421                 else if (object->pointer + object->size <= ptr)
422                         rb = object->rb_node.rb_right;
423                 else if (object->pointer == ptr || alias)
424                         return object;
425                 else {
426                         kmemleak_warn("Found object by alias at 0x%08lx\n",
427                                       ptr);
428                         dump_object_info(object);
429                         break;
430                 }
431         }
432         return NULL;
433 }
434
435 /*
436  * Increment the object use_count. Return 1 if successful or 0 otherwise. Note
437  * that once an object's use_count reached 0, the RCU freeing was already
438  * registered and the object should no longer be used. This function must be
439  * called under the protection of rcu_read_lock().
440  */
441 static int get_object(struct kmemleak_object *object)
442 {
443         return atomic_inc_not_zero(&object->use_count);
444 }
445
446 /*
447  * RCU callback to free a kmemleak_object.
448  */
449 static void free_object_rcu(struct rcu_head *rcu)
450 {
451         struct hlist_node *tmp;
452         struct kmemleak_scan_area *area;
453         struct kmemleak_object *object =
454                 container_of(rcu, struct kmemleak_object, rcu);
455
456         /*
457          * Once use_count is 0 (guaranteed by put_object), there is no other
458          * code accessing this object, hence no need for locking.
459          */
460         hlist_for_each_entry_safe(area, tmp, &object->area_list, node) {
461                 hlist_del(&area->node);
462                 kmem_cache_free(scan_area_cache, area);
463         }
464         kmem_cache_free(object_cache, object);
465 }
466
467 /*
468  * Decrement the object use_count. Once the count is 0, free the object using
469  * an RCU callback. Since put_object() may be called via the kmemleak_free() ->
470  * delete_object() path, the delayed RCU freeing ensures that there is no
471  * recursive call to the kernel allocator. Lock-less RCU object_list traversal
472  * is also possible.
473  */
474 static void put_object(struct kmemleak_object *object)
475 {
476         if (!atomic_dec_and_test(&object->use_count))
477                 return;
478
479         /* should only get here after delete_object was called */
480         WARN_ON(object->flags & OBJECT_ALLOCATED);
481
482         call_rcu(&object->rcu, free_object_rcu);
483 }
484
485 /*
486  * Look up an object in the object search tree and increase its use_count.
487  */
488 static struct kmemleak_object *find_and_get_object(unsigned long ptr, int alias)
489 {
490         unsigned long flags;
491         struct kmemleak_object *object = NULL;
492
493         rcu_read_lock();
494         read_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
495         object = lookup_object(ptr, alias);
496         read_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
497
498         /* check whether the object is still available */
499         if (object && !get_object(object))
500                 object = NULL;
501         rcu_read_unlock();
502
503         return object;
504 }
505
506 /*
507  * Look up an object in the object search tree and remove it from both
508  * object_tree_root and object_list. The returned object's use_count should be
509  * at least 1, as initially set by create_object().
510  */
511 static struct kmemleak_object *find_and_remove_object(unsigned long ptr, int alias)
512 {
513         unsigned long flags;
514         struct kmemleak_object *object;
515
516         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
517         object = lookup_object(ptr, alias);
518         if (object) {
519                 rb_erase(&object->rb_node, &object_tree_root);
520                 list_del_rcu(&object->object_list);
521         }
522         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
523
524         return object;
525 }
526
527 /*
528  * Save stack trace to the given array of MAX_TRACE size.
529  */
530 static int __save_stack_trace(unsigned long *trace)
531 {
532         struct stack_trace stack_trace;
533
534         stack_trace.max_entries = MAX_TRACE;
535         stack_trace.nr_entries = 0;
536         stack_trace.entries = trace;
537         stack_trace.skip = 2;
538         save_stack_trace(&stack_trace);
539
540         return stack_trace.nr_entries;
541 }
542
543 /*
544  * Create the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to an allocated
545  * memory block and add it to the object_list and object_tree_root.
546  */
547 static struct kmemleak_object *create_object(unsigned long ptr, size_t size,
548                                              int min_count, gfp_t gfp)
549 {
550         unsigned long flags;
551         struct kmemleak_object *object, *parent;
552         struct rb_node **link, *rb_parent;
553
554         object = kmem_cache_alloc(object_cache, gfp_kmemleak_mask(gfp));
555         if (!object) {
556                 pr_warning("Cannot allocate a kmemleak_object structure\n");
557                 kmemleak_disable();
558                 return NULL;
559         }
560
561         INIT_LIST_HEAD(&object->object_list);
562         INIT_LIST_HEAD(&object->gray_list);
563         INIT_HLIST_HEAD(&object->area_list);
564         spin_lock_init(&object->lock);
565         atomic_set(&object->use_count, 1);
566         object->flags = OBJECT_ALLOCATED;
567         object->pointer = ptr;
568         object->size = size;
569         object->min_count = min_count;
570         object->count = 0;                      /* white color initially */
571         object->jiffies = jiffies;
572         object->checksum = 0;
573
574         /* task information */
575         if (in_irq()) {
576                 object->pid = 0;
577                 strncpy(object->comm, "hardirq", sizeof(object->comm));
578         } else if (in_softirq()) {
579                 object->pid = 0;
580                 strncpy(object->comm, "softirq", sizeof(object->comm));
581         } else {
582                 object->pid = current->pid;
583                 /*
584                  * There is a small chance of a race with set_task_comm(),
585                  * however using get_task_comm() here may cause locking
586                  * dependency issues with current->alloc_lock. In the worst
587                  * case, the command line is not correct.
588                  */
589                 strncpy(object->comm, current->comm, sizeof(object->comm));
590         }
591
592         /* kernel backtrace */
593         object->trace_len = __save_stack_trace(object->trace);
594
595         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
596
597         min_addr = min(min_addr, ptr);
598         max_addr = max(max_addr, ptr + size);
599         link = &object_tree_root.rb_node;
600         rb_parent = NULL;
601         while (*link) {
602                 rb_parent = *link;
603                 parent = rb_entry(rb_parent, struct kmemleak_object, rb_node);
604                 if (ptr + size <= parent->pointer)
605                         link = &parent->rb_node.rb_left;
606                 else if (parent->pointer + parent->size <= ptr)
607                         link = &parent->rb_node.rb_right;
608                 else {
609                         kmemleak_stop("Cannot insert 0x%lx into the object "
610                                       "search tree (overlaps existing)\n",
611                                       ptr);
612                         /*
613                          * No need for parent->lock here since "parent" cannot
614                          * be freed while the kmemleak_lock is held.
615                          */
616                         dump_object_info(parent);
617                         kmem_cache_free(object_cache, object);
618                         object = NULL;
619                         goto out;
620                 }
621         }
622         rb_link_node(&object->rb_node, rb_parent, link);
623         rb_insert_color(&object->rb_node, &object_tree_root);
624
625         list_add_tail_rcu(&object->object_list, &object_list);
626 out:
627         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
628         return object;
629 }
630
631 /*
632  * Mark the object as not allocated and schedule RCU freeing via put_object().
633  */
634 static void __delete_object(struct kmemleak_object *object)
635 {
636         unsigned long flags;
637
638         WARN_ON(!(object->flags & OBJECT_ALLOCATED));
639         WARN_ON(atomic_read(&object->use_count) < 1);
640
641         /*
642          * Locking here also ensures that the corresponding memory block
643          * cannot be freed when it is being scanned.
644          */
645         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
646         object->flags &= ~OBJECT_ALLOCATED;
647         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
648         put_object(object);
649 }
650
651 /*
652  * Look up the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to ptr and
653  * delete it.
654  */
655 static void delete_object_full(unsigned long ptr)
656 {
657         struct kmemleak_object *object;
658
659         object = find_and_remove_object(ptr, 0);
660         if (!object) {
661 #ifdef DEBUG
662                 kmemleak_warn("Freeing unknown object at 0x%08lx\n",
663                               ptr);
664 #endif
665                 return;
666         }
667         __delete_object(object);
668 }
669
670 /*
671  * Look up the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to ptr and
672  * delete it. If the memory block is partially freed, the function may create
673  * additional metadata for the remaining parts of the block.
674  */
675 static void delete_object_part(unsigned long ptr, size_t size)
676 {
677         struct kmemleak_object *object;
678         unsigned long start, end;
679
680         object = find_and_remove_object(ptr, 1);
681         if (!object) {
682 #ifdef DEBUG
683                 kmemleak_warn("Partially freeing unknown object at 0x%08lx "
684                               "(size %zu)\n", ptr, size);
685 #endif
686                 return;
687         }
688
689         /*
690          * Create one or two objects that may result from the memory block
691          * split. Note that partial freeing is only done by free_bootmem() and
692          * this happens before kmemleak_init() is called. The path below is
693          * only executed during early log recording in kmemleak_init(), so
694          * GFP_KERNEL is enough.
695          */
696         start = object->pointer;
697         end = object->pointer + object->size;
698         if (ptr > start)
699                 create_object(start, ptr - start, object->min_count,
700                               GFP_KERNEL);
701         if (ptr + size < end)
702                 create_object(ptr + size, end - ptr - size, object->min_count,
703                               GFP_KERNEL);
704
705         __delete_object(object);
706 }
707
708 static void __paint_it(struct kmemleak_object *object, int color)
709 {
710         object->min_count = color;
711         if (color == KMEMLEAK_BLACK)
712                 object->flags |= OBJECT_NO_SCAN;
713 }
714
715 static void paint_it(struct kmemleak_object *object, int color)
716 {
717         unsigned long flags;
718
719         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
720         __paint_it(object, color);
721         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
722 }
723
724 static void paint_ptr(unsigned long ptr, int color)
725 {
726         struct kmemleak_object *object;
727
728         object = find_and_get_object(ptr, 0);
729         if (!object) {
730                 kmemleak_warn("Trying to color unknown object "
731                               "at 0x%08lx as %s\n", ptr,
732                               (color == KMEMLEAK_GREY) ? "Grey" :
733                               (color == KMEMLEAK_BLACK) ? "Black" : "Unknown");
734                 return;
735         }
736         paint_it(object, color);
737         put_object(object);
738 }
739
740 /*
741  * Mark an object permanently as gray-colored so that it can no longer be
742  * reported as a leak. This is used in general to mark a false positive.
743  */
744 static void make_gray_object(unsigned long ptr)
745 {
746         paint_ptr(ptr, KMEMLEAK_GREY);
747 }
748
749 /*
750  * Mark the object as black-colored so that it is ignored from scans and
751  * reporting.
752  */
753 static void make_black_object(unsigned long ptr)
754 {
755         paint_ptr(ptr, KMEMLEAK_BLACK);
756 }
757
758 /*
759  * Add a scanning area to the object. If at least one such area is added,
760  * kmemleak will only scan these ranges rather than the whole memory block.
761  */
762 static void add_scan_area(unsigned long ptr, size_t size, gfp_t gfp)
763 {
764         unsigned long flags;
765         struct kmemleak_object *object;
766         struct kmemleak_scan_area *area;
767
768         object = find_and_get_object(ptr, 1);
769         if (!object) {
770                 kmemleak_warn("Adding scan area to unknown object at 0x%08lx\n",
771                               ptr);
772                 return;
773         }
774
775         area = kmem_cache_alloc(scan_area_cache, gfp_kmemleak_mask(gfp));
776         if (!area) {
777                 pr_warning("Cannot allocate a scan area\n");
778                 goto out;
779         }
780
781         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
782         if (size == SIZE_MAX) {
783                 size = object->pointer + object->size - ptr;
784         } else if (ptr + size > object->pointer + object->size) {
785                 kmemleak_warn("Scan area larger than object 0x%08lx\n", ptr);
786                 dump_object_info(object);
787                 kmem_cache_free(scan_area_cache, area);
788                 goto out_unlock;
789         }
790
791         INIT_HLIST_NODE(&area->node);
792         area->start = ptr;
793         area->size = size;
794
795         hlist_add_head(&area->node, &object->area_list);
796 out_unlock:
797         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
798 out:
799         put_object(object);
800 }
801
802 /*
803  * Set the OBJECT_NO_SCAN flag for the object corresponding to the give
804  * pointer. Such object will not be scanned by kmemleak but references to it
805  * are searched.
806  */
807 static void object_no_scan(unsigned long ptr)
808 {
809         unsigned long flags;
810         struct kmemleak_object *object;
811
812         object = find_and_get_object(ptr, 0);
813         if (!object) {
814                 kmemleak_warn("Not scanning unknown object at 0x%08lx\n", ptr);
815                 return;
816         }
817
818         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
819         object->flags |= OBJECT_NO_SCAN;
820         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
821         put_object(object);
822 }
823
824 /*
825  * Log an early kmemleak_* call to the early_log buffer. These calls will be
826  * processed later once kmemleak is fully initialized.
827  */
828 static void __init log_early(int op_type, const void *ptr, size_t size,
829                              int min_count)
830 {
831         unsigned long flags;
832         struct early_log *log;
833
834         if (kmemleak_error) {
835                 /* kmemleak stopped recording, just count the requests */
836                 crt_early_log++;
837                 return;
838         }
839
840         if (crt_early_log >= ARRAY_SIZE(early_log)) {
841                 crt_early_log++;
842                 kmemleak_disable();
843                 return;
844         }
845
846         /*
847          * There is no need for locking since the kernel is still in UP mode
848          * at this stage. Disabling the IRQs is enough.
849          */
850         local_irq_save(flags);
851         log = &early_log[crt_early_log];
852         log->op_type = op_type;
853         log->ptr = ptr;
854         log->size = size;
855         log->min_count = min_count;
856         log->trace_len = __save_stack_trace(log->trace);
857         crt_early_log++;
858         local_irq_restore(flags);
859 }
860
861 /*
862  * Log an early allocated block and populate the stack trace.
863  */
864 static void early_alloc(struct early_log *log)
865 {
866         struct kmemleak_object *object;
867         unsigned long flags;
868         int i;
869
870         if (!kmemleak_enabled || !log->ptr || IS_ERR(log->ptr))
871                 return;
872
873         /*
874          * RCU locking needed to ensure object is not freed via put_object().
875          */
876         rcu_read_lock();
877         object = create_object((unsigned long)log->ptr, log->size,
878                                log->min_count, GFP_ATOMIC);
879         if (!object)
880                 goto out;
881         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
882         for (i = 0; i < log->trace_len; i++)
883                 object->trace[i] = log->trace[i];
884         object->trace_len = log->trace_len;
885         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
886 out:
887         rcu_read_unlock();
888 }
889
890 /*
891  * Log an early allocated block and populate the stack trace.
892  */
893 static void early_alloc_percpu(struct early_log *log)
894 {
895         unsigned int cpu;
896         const void __percpu *ptr = log->ptr;
897
898         for_each_possible_cpu(cpu) {
899                 log->ptr = per_cpu_ptr(ptr, cpu);
900                 early_alloc(log);
901         }
902 }
903
904 /**
905  * kmemleak_alloc - register a newly allocated object
906  * @ptr:        pointer to beginning of the object
907  * @size:       size of the object
908  * @min_count:  minimum number of references to this object. If during memory
909  *              scanning a number of references less than @min_count is found,
910  *              the object is reported as a memory leak. If @min_count is 0,
911  *              the object is never reported as a leak. If @min_count is -1,
912  *              the object is ignored (not scanned and not reported as a leak)
913  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
914  *
915  * This function is called from the kernel allocators when a new object
916  * (memory block) is allocated (kmem_cache_alloc, kmalloc, vmalloc etc.).
917  */
918 void __ref kmemleak_alloc(const void *ptr, size_t size, int min_count,
919                           gfp_t gfp)
920 {
921         pr_debug("%s(0x%p, %zu, %d)\n", __func__, ptr, size, min_count);
922
923         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
924                 create_object((unsigned long)ptr, size, min_count, gfp);
925         else if (kmemleak_early_log)
926                 log_early(KMEMLEAK_ALLOC, ptr, size, min_count);
927 }
928 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_alloc);
929
930 /**
931  * kmemleak_alloc_percpu - register a newly allocated __percpu object
932  * @ptr:        __percpu pointer to beginning of the object
933  * @size:       size of the object
934  * @gfp:        flags used for kmemleak internal memory allocations
935  *
936  * This function is called from the kernel percpu allocator when a new object
937  * (memory block) is allocated (alloc_percpu).
938  */
939 void __ref kmemleak_alloc_percpu(const void __percpu *ptr, size_t size,
940                                  gfp_t gfp)
941 {
942         unsigned int cpu;
943
944         pr_debug("%s(0x%p, %zu)\n", __func__, ptr, size);
945
946         /*
947          * Percpu allocations are only scanned and not reported as leaks
948          * (min_count is set to 0).
949          */
950         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
951                 for_each_possible_cpu(cpu)
952                         create_object((unsigned long)per_cpu_ptr(ptr, cpu),
953                                       size, 0, gfp);
954         else if (kmemleak_early_log)
955                 log_early(KMEMLEAK_ALLOC_PERCPU, ptr, size, 0);
956 }
957 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_alloc_percpu);
958
959 /**
960  * kmemleak_free - unregister a previously registered object
961  * @ptr:        pointer to beginning of the object
962  *
963  * This function is called from the kernel allocators when an object (memory
964  * block) is freed (kmem_cache_free, kfree, vfree etc.).
965  */
966 void __ref kmemleak_free(const void *ptr)
967 {
968         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
969
970         if (kmemleak_free_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
971                 delete_object_full((unsigned long)ptr);
972         else if (kmemleak_early_log)
973                 log_early(KMEMLEAK_FREE, ptr, 0, 0);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free);
976
977 /**
978  * kmemleak_free_part - partially unregister a previously registered object
979  * @ptr:        pointer to the beginning or inside the object. This also
980  *              represents the start of the range to be freed
981  * @size:       size to be unregistered
982  *
983  * This function is called when only a part of a memory block is freed
984  * (usually from the bootmem allocator).
985  */
986 void __ref kmemleak_free_part(const void *ptr, size_t size)
987 {
988         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
989
990         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
991                 delete_object_part((unsigned long)ptr, size);
992         else if (kmemleak_early_log)
993                 log_early(KMEMLEAK_FREE_PART, ptr, size, 0);
994 }
995 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free_part);
996
997 /**
998  * kmemleak_free_percpu - unregister a previously registered __percpu object
999  * @ptr:        __percpu pointer to beginning of the object
1000  *
1001  * This function is called from the kernel percpu allocator when an object
1002  * (memory block) is freed (free_percpu).
1003  */
1004 void __ref kmemleak_free_percpu(const void __percpu *ptr)
1005 {
1006         unsigned int cpu;
1007
1008         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1009
1010         if (kmemleak_free_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1011                 for_each_possible_cpu(cpu)
1012                         delete_object_full((unsigned long)per_cpu_ptr(ptr,
1013                                                                       cpu));
1014         else if (kmemleak_early_log)
1015                 log_early(KMEMLEAK_FREE_PERCPU, ptr, 0, 0);
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free_percpu);
1018
1019 /**
1020  * kmemleak_update_trace - update object allocation stack trace
1021  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1022  *
1023  * Override the object allocation stack trace for cases where the actual
1024  * allocation place is not always useful.
1025  */
1026 void __ref kmemleak_update_trace(const void *ptr)
1027 {
1028         struct kmemleak_object *object;
1029         unsigned long flags;
1030
1031         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1032
1033         if (!kmemleak_enabled || IS_ERR_OR_NULL(ptr))
1034                 return;
1035
1036         object = find_and_get_object((unsigned long)ptr, 1);
1037         if (!object) {
1038 #ifdef DEBUG
1039                 kmemleak_warn("Updating stack trace for unknown object at %p\n",
1040                               ptr);
1041 #endif
1042                 return;
1043         }
1044
1045         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1046         object->trace_len = __save_stack_trace(object->trace);
1047         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1048
1049         put_object(object);
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_update_trace);
1052
1053 /**
1054  * kmemleak_not_leak - mark an allocated object as false positive
1055  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1056  *
1057  * Calling this function on an object will cause the memory block to no longer
1058  * be reported as leak and always be scanned.
1059  */
1060 void __ref kmemleak_not_leak(const void *ptr)
1061 {
1062         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1063
1064         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1065                 make_gray_object((unsigned long)ptr);
1066         else if (kmemleak_early_log)
1067                 log_early(KMEMLEAK_NOT_LEAK, ptr, 0, 0);
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_not_leak);
1070
1071 /**
1072  * kmemleak_ignore - ignore an allocated object
1073  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1074  *
1075  * Calling this function on an object will cause the memory block to be
1076  * ignored (not scanned and not reported as a leak). This is usually done when
1077  * it is known that the corresponding block is not a leak and does not contain
1078  * any references to other allocated memory blocks.
1079  */
1080 void __ref kmemleak_ignore(const void *ptr)
1081 {
1082         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1083
1084         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1085                 make_black_object((unsigned long)ptr);
1086         else if (kmemleak_early_log)
1087                 log_early(KMEMLEAK_IGNORE, ptr, 0, 0);
1088 }
1089 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_ignore);
1090
1091 /**
1092  * kmemleak_scan_area - limit the range to be scanned in an allocated object
1093  * @ptr:        pointer to beginning or inside the object. This also
1094  *              represents the start of the scan area
1095  * @size:       size of the scan area
1096  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
1097  *
1098  * This function is used when it is known that only certain parts of an object
1099  * contain references to other objects. Kmemleak will only scan these areas
1100  * reducing the number false negatives.
1101  */
1102 void __ref kmemleak_scan_area(const void *ptr, size_t size, gfp_t gfp)
1103 {
1104         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1105
1106         if (kmemleak_enabled && ptr && size && !IS_ERR(ptr))
1107                 add_scan_area((unsigned long)ptr, size, gfp);
1108         else if (kmemleak_early_log)
1109                 log_early(KMEMLEAK_SCAN_AREA, ptr, size, 0);
1110 }
1111 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_scan_area);
1112
1113 /**
1114  * kmemleak_no_scan - do not scan an allocated object
1115  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1116  *
1117  * This function notifies kmemleak not to scan the given memory block. Useful
1118  * in situations where it is known that the given object does not contain any
1119  * references to other objects. Kmemleak will not scan such objects reducing
1120  * the number of false negatives.
1121  */
1122 void __ref kmemleak_no_scan(const void *ptr)
1123 {
1124         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1125
1126         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1127                 object_no_scan((unsigned long)ptr);
1128         else if (kmemleak_early_log)
1129                 log_early(KMEMLEAK_NO_SCAN, ptr, 0, 0);
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_no_scan);
1132
1133 /*
1134  * Update an object's checksum and return true if it was modified.
1135  */
1136 static bool update_checksum(struct kmemleak_object *object)
1137 {
1138         u32 old_csum = object->checksum;
1139
1140         if (!kmemcheck_is_obj_initialized(object->pointer, object->size))
1141                 return false;
1142
1143         kasan_disable_current();
1144         object->checksum = crc32(0, (void *)object->pointer, object->size);
1145         kasan_enable_current();
1146
1147         return object->checksum != old_csum;
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Memory scanning is a long process and it needs to be interruptable. This
1152  * function checks whether such interrupt condition occurred.
1153  */
1154 static int scan_should_stop(void)
1155 {
1156         if (!kmemleak_enabled)
1157                 return 1;
1158
1159         /*
1160          * This function may be called from either process or kthread context,
1161          * hence the need to check for both stop conditions.
1162          */
1163         if (current->mm)
1164                 return signal_pending(current);
1165         else
1166                 return kthread_should_stop();
1167
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Scan a memory block (exclusive range) for valid pointers and add those
1173  * found to the gray list.
1174  */
1175 static void scan_block(void *_start, void *_end,
1176                        struct kmemleak_object *scanned)
1177 {
1178         unsigned long *ptr;
1179         unsigned long *start = PTR_ALIGN(_start, BYTES_PER_POINTER);
1180         unsigned long *end = _end - (BYTES_PER_POINTER - 1);
1181         unsigned long flags;
1182
1183         read_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
1184         for (ptr = start; ptr < end; ptr++) {
1185                 struct kmemleak_object *object;
1186                 unsigned long pointer;
1187
1188                 if (scan_should_stop())
1189                         break;
1190
1191                 /* don't scan uninitialized memory */
1192                 if (!kmemcheck_is_obj_initialized((unsigned long)ptr,
1193                                                   BYTES_PER_POINTER))
1194                         continue;
1195
1196                 kasan_disable_current();
1197                 pointer = *ptr;
1198                 kasan_enable_current();
1199
1200                 if (pointer < min_addr || pointer >= max_addr)
1201                         continue;
1202
1203                 /*
1204                  * No need for get_object() here since we hold kmemleak_lock.
1205                  * object->use_count cannot be dropped to 0 while the object
1206                  * is still present in object_tree_root and object_list
1207                  * (with updates protected by kmemleak_lock).
1208                  */
1209                 object = lookup_object(pointer, 1);
1210                 if (!object)
1211                         continue;
1212                 if (object == scanned)
1213                         /* self referenced, ignore */
1214                         continue;
1215
1216                 /*
1217                  * Avoid the lockdep recursive warning on object->lock being
1218                  * previously acquired in scan_object(). These locks are
1219                  * enclosed by scan_mutex.
1220                  */
1221                 spin_lock_nested(&object->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1222                 if (!color_white(object)) {
1223                         /* non-orphan, ignored or new */
1224                         spin_unlock(&object->lock);
1225                         continue;
1226                 }
1227
1228                 /*
1229                  * Increase the object's reference count (number of pointers
1230                  * to the memory block). If this count reaches the required
1231                  * minimum, the object's color will become gray and it will be
1232                  * added to the gray_list.
1233                  */
1234                 object->count++;
1235                 if (color_gray(object)) {
1236                         /* put_object() called when removing from gray_list */
1237                         WARN_ON(!get_object(object));
1238                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1239                 }
1240                 spin_unlock(&object->lock);
1241         }
1242         read_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Scan a large memory block in MAX_SCAN_SIZE chunks to reduce the latency.
1247  */
1248 static void scan_large_block(void *start, void *end)
1249 {
1250         void *next;
1251
1252         while (start < end) {
1253                 next = min(start + MAX_SCAN_SIZE, end);
1254                 scan_block(start, next, NULL);
1255                 start = next;
1256                 cond_resched();
1257         }
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Scan a memory block corresponding to a kmemleak_object. A condition is
1262  * that object->use_count >= 1.
1263  */
1264 static void scan_object(struct kmemleak_object *object)
1265 {
1266         struct kmemleak_scan_area *area;
1267         unsigned long flags;
1268
1269         /*
1270          * Once the object->lock is acquired, the corresponding memory block
1271          * cannot be freed (the same lock is acquired in delete_object).
1272          */
1273         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1274         if (object->flags & OBJECT_NO_SCAN)
1275                 goto out;
1276         if (!(object->flags & OBJECT_ALLOCATED))
1277                 /* already freed object */
1278                 goto out;
1279         if (hlist_empty(&object->area_list)) {
1280                 void *start = (void *)object->pointer;
1281                 void *end = (void *)(object->pointer + object->size);
1282                 void *next;
1283
1284                 do {
1285                         next = min(start + MAX_SCAN_SIZE, end);
1286                         scan_block(start, next, object);
1287
1288                         start = next;
1289                         if (start >= end)
1290                                 break;
1291
1292                         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1293                         cond_resched();
1294                         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1295                 } while (object->flags & OBJECT_ALLOCATED);
1296         } else
1297                 hlist_for_each_entry(area, &object->area_list, node)
1298                         scan_block((void *)area->start,
1299                                    (void *)(area->start + area->size),
1300                                    object);
1301 out:
1302         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Scan the objects already referenced (gray objects). More objects will be
1307  * referenced and, if there are no memory leaks, all the objects are scanned.
1308  */
1309 static void scan_gray_list(void)
1310 {
1311         struct kmemleak_object *object, *tmp;
1312
1313         /*
1314          * The list traversal is safe for both tail additions and removals
1315          * from inside the loop. The kmemleak objects cannot be freed from
1316          * outside the loop because their use_count was incremented.
1317          */
1318         object = list_entry(gray_list.next, typeof(*object), gray_list);
1319         while (&object->gray_list != &gray_list) {
1320                 cond_resched();
1321
1322                 /* may add new objects to the list */
1323                 if (!scan_should_stop())
1324                         scan_object(object);
1325
1326                 tmp = list_entry(object->gray_list.next, typeof(*object),
1327                                  gray_list);
1328
1329                 /* remove the object from the list and release it */
1330                 list_del(&object->gray_list);
1331                 put_object(object);
1332
1333                 object = tmp;
1334         }
1335         WARN_ON(!list_empty(&gray_list));
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Scan data sections and all the referenced memory blocks allocated via the
1340  * kernel's standard allocators. This function must be called with the
1341  * scan_mutex held.
1342  */
1343 static void kmemleak_scan(void)
1344 {
1345         unsigned long flags;
1346         struct kmemleak_object *object;
1347         int i;
1348         int new_leaks = 0;
1349
1350         jiffies_last_scan = jiffies;
1351
1352         /* prepare the kmemleak_object's */
1353         rcu_read_lock();
1354         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1355                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1356 #ifdef DEBUG
1357                 /*
1358                  * With a few exceptions there should be a maximum of
1359                  * 1 reference to any object at this point.
1360                  */
1361                 if (atomic_read(&object->use_count) > 1) {
1362                         pr_debug("object->use_count = %d\n",
1363                                  atomic_read(&object->use_count));
1364                         dump_object_info(object);
1365                 }
1366 #endif
1367                 /* reset the reference count (whiten the object) */
1368                 object->count = 0;
1369                 if (color_gray(object) && get_object(object))
1370                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1371
1372                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1373         }
1374         rcu_read_unlock();
1375
1376         /* data/bss scanning */
1377         scan_large_block(_sdata, _edata);
1378         scan_large_block(__bss_start, __bss_stop);
1379
1380 #ifdef CONFIG_SMP
1381         /* per-cpu sections scanning */
1382         for_each_possible_cpu(i)
1383                 scan_large_block(__per_cpu_start + per_cpu_offset(i),
1384                                  __per_cpu_end + per_cpu_offset(i));
1385 #endif
1386
1387         /*
1388          * Struct page scanning for each node.
1389          */
1390         get_online_mems();
1391         for_each_online_node(i) {
1392                 unsigned long start_pfn = node_start_pfn(i);
1393                 unsigned long end_pfn = node_end_pfn(i);
1394                 unsigned long pfn;
1395
1396                 for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1397                         struct page *page;
1398
1399                         if (!pfn_valid(pfn))
1400                                 continue;
1401                         page = pfn_to_page(pfn);
1402                         /* only scan if page is in use */
1403                         if (page_count(page) == 0)
1404                                 continue;
1405                         scan_block(page, page + 1, NULL);
1406                 }
1407         }
1408         put_online_mems();
1409
1410         /*
1411          * Scanning the task stacks (may introduce false negatives).
1412          */
1413         if (kmemleak_stack_scan) {
1414                 struct task_struct *p, *g;
1415
1416                 read_lock(&tasklist_lock);
1417                 do_each_thread(g, p) {
1418                         scan_block(task_stack_page(p), task_stack_page(p) +
1419                                    THREAD_SIZE, NULL);
1420                 } while_each_thread(g, p);
1421                 read_unlock(&tasklist_lock);
1422         }
1423
1424         /*
1425          * Scan the objects already referenced from the sections scanned
1426          * above.
1427          */
1428         scan_gray_list();
1429
1430         /*
1431          * Check for new or unreferenced objects modified since the previous
1432          * scan and color them gray until the next scan.
1433          */
1434         rcu_read_lock();
1435         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1436                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1437                 if (color_white(object) && (object->flags & OBJECT_ALLOCATED)
1438                     && update_checksum(object) && get_object(object)) {
1439                         /* color it gray temporarily */
1440                         object->count = object->min_count;
1441                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1442                 }
1443                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1444         }
1445         rcu_read_unlock();
1446
1447         /*
1448          * Re-scan the gray list for modified unreferenced objects.
1449          */
1450         scan_gray_list();
1451
1452         /*
1453          * If scanning was stopped do not report any new unreferenced objects.
1454          */
1455         if (scan_should_stop())
1456                 return;
1457
1458         /*
1459          * Scanning result reporting.
1460          */
1461         rcu_read_lock();
1462         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1463                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1464                 if (unreferenced_object(object) &&
1465                     !(object->flags & OBJECT_REPORTED)) {
1466                         object->flags |= OBJECT_REPORTED;
1467                         new_leaks++;
1468                 }
1469                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1470         }
1471         rcu_read_unlock();
1472
1473         if (new_leaks) {
1474                 kmemleak_found_leaks = true;
1475
1476                 pr_info("%d new suspected memory leaks (see "
1477                         "/sys/kernel/debug/kmemleak)\n", new_leaks);
1478         }
1479
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Thread function performing automatic memory scanning. Unreferenced objects
1484  * at the end of a memory scan are reported but only the first time.
1485  */
1486 static int kmemleak_scan_thread(void *arg)
1487 {
1488         static int first_run = 1;
1489
1490         pr_info("Automatic memory scanning thread started\n");
1491         set_user_nice(current, 10);
1492
1493         /*
1494          * Wait before the first scan to allow the system to fully initialize.
1495          */
1496         if (first_run) {
1497                 first_run = 0;
1498                 ssleep(SECS_FIRST_SCAN);
1499         }
1500
1501         while (!kthread_should_stop()) {
1502                 signed long timeout = jiffies_scan_wait;
1503
1504                 mutex_lock(&scan_mutex);
1505                 kmemleak_scan();
1506                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1507
1508                 /* wait before the next scan */
1509                 while (timeout && !kthread_should_stop())
1510                         timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1511         }
1512
1513         pr_info("Automatic memory scanning thread ended\n");
1514
1515         return 0;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Start the automatic memory scanning thread. This function must be called
1520  * with the scan_mutex held.
1521  */
1522 static void start_scan_thread(void)
1523 {
1524         if (scan_thread)
1525                 return;
1526         scan_thread = kthread_run(kmemleak_scan_thread, NULL, "kmemleak");
1527         if (IS_ERR(scan_thread)) {
1528                 pr_warning("Failed to create the scan thread\n");
1529                 scan_thread = NULL;
1530         }
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Stop the automatic memory scanning thread. This function must be called
1535  * with the scan_mutex held.
1536  */
1537 static void stop_scan_thread(void)
1538 {
1539         if (scan_thread) {
1540                 kthread_stop(scan_thread);
1541                 scan_thread = NULL;
1542         }
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Iterate over the object_list and return the first valid object at or after
1547  * the required position with its use_count incremented. The function triggers
1548  * a memory scanning when the pos argument points to the first position.
1549  */
1550 static void *kmemleak_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
1551 {
1552         struct kmemleak_object *object;
1553         loff_t n = *pos;
1554         int err;
1555
1556         err = mutex_lock_interruptible(&scan_mutex);
1557         if (err < 0)
1558                 return ERR_PTR(err);
1559
1560         rcu_read_lock();
1561         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1562                 if (n-- > 0)
1563                         continue;
1564                 if (get_object(object))
1565                         goto out;
1566         }
1567         object = NULL;
1568 out:
1569         return object;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Return the next object in the object_list. The function decrements the
1574  * use_count of the previous object and increases that of the next one.
1575  */
1576 static void *kmemleak_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
1577 {
1578         struct kmemleak_object *prev_obj = v;
1579         struct kmemleak_object *next_obj = NULL;
1580         struct kmemleak_object *obj = prev_obj;
1581
1582         ++(*pos);
1583
1584         list_for_each_entry_continue_rcu(obj, &object_list, object_list) {
1585                 if (get_object(obj)) {
1586                         next_obj = obj;
1587                         break;
1588                 }
1589         }
1590
1591         put_object(prev_obj);
1592         return next_obj;
1593 }
1594
1595 /*
1596  * Decrement the use_count of the last object required, if any.
1597  */
1598 static void kmemleak_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
1599 {
1600         if (!IS_ERR(v)) {
1601                 /*
1602                  * kmemleak_seq_start may return ERR_PTR if the scan_mutex
1603                  * waiting was interrupted, so only release it if !IS_ERR.
1604                  */
1605                 rcu_read_unlock();
1606                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1607                 if (v)
1608                         put_object(v);
1609         }
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Print the information for an unreferenced object to the seq file.
1614  */
1615 static int kmemleak_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
1616 {
1617         struct kmemleak_object *object = v;
1618         unsigned long flags;
1619
1620         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1621         if ((object->flags & OBJECT_REPORTED) && unreferenced_object(object))
1622                 print_unreferenced(seq, object);
1623         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1624         return 0;
1625 }
1626
1627 static const struct seq_operations kmemleak_seq_ops = {
1628         .start = kmemleak_seq_start,
1629         .next  = kmemleak_seq_next,
1630         .stop  = kmemleak_seq_stop,
1631         .show  = kmemleak_seq_show,
1632 };
1633
1634 static int kmemleak_open(struct inode *inode, struct file *file)
1635 {
1636         return seq_open(file, &kmemleak_seq_ops);
1637 }
1638
1639 static int dump_str_object_info(const char *str)
1640 {
1641         unsigned long flags;
1642         struct kmemleak_object *object;
1643         unsigned long addr;
1644
1645         if (kstrtoul(str, 0, &addr))
1646                 return -EINVAL;
1647         object = find_and_get_object(addr, 0);
1648         if (!object) {
1649                 pr_info("Unknown object at 0x%08lx\n", addr);
1650                 return -EINVAL;
1651         }
1652
1653         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1654         dump_object_info(object);
1655         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1656
1657         put_object(object);
1658         return 0;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * We use grey instead of black to ensure we can do future scans on the same
1663  * objects. If we did not do future scans these black objects could
1664  * potentially contain references to newly allocated objects in the future and
1665  * we'd end up with false positives.
1666  */
1667 static void kmemleak_clear(void)
1668 {
1669         struct kmemleak_object *object;
1670         unsigned long flags;
1671
1672         rcu_read_lock();
1673         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1674                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1675                 if ((object->flags & OBJECT_REPORTED) &&
1676                     unreferenced_object(object))
1677                         __paint_it(object, KMEMLEAK_GREY);
1678                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1679         }
1680         rcu_read_unlock();
1681
1682         kmemleak_found_leaks = false;
1683 }
1684
1685 static void __kmemleak_do_cleanup(void);
1686
1687 /*
1688  * File write operation to configure kmemleak at run-time. The following
1689  * commands can be written to the /sys/kernel/debug/kmemleak file:
1690  *   off        - disable kmemleak (irreversible)
1691  *   stack=on   - enable the task stacks scanning
1692  *   stack=off  - disable the tasks stacks scanning
1693  *   scan=on    - start the automatic memory scanning thread
1694  *   scan=off   - stop the automatic memory scanning thread
1695  *   scan=...   - set the automatic memory scanning period in seconds (0 to
1696  *                disable it)
1697  *   scan       - trigger a memory scan
1698  *   clear      - mark all current reported unreferenced kmemleak objects as
1699  *                grey to ignore printing them, or free all kmemleak objects
1700  *                if kmemleak has been disabled.
1701  *   dump=...   - dump information about the object found at the given address
1702  */
1703 static ssize_t kmemleak_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1704                               size_t size, loff_t *ppos)
1705 {
1706         char buf[64];
1707         int buf_size;
1708         int ret;
1709
1710         buf_size = min(size, (sizeof(buf) - 1));
1711         if (strncpy_from_user(buf, user_buf, buf_size) < 0)
1712                 return -EFAULT;
1713         buf[buf_size] = 0;
1714
1715         ret = mutex_lock_interruptible(&scan_mutex);
1716         if (ret < 0)
1717                 return ret;
1718
1719         if (strncmp(buf, "clear", 5) == 0) {
1720                 if (kmemleak_enabled)
1721                         kmemleak_clear();
1722                 else
1723                         __kmemleak_do_cleanup();
1724                 goto out;
1725         }
1726
1727         if (!kmemleak_enabled) {
1728                 ret = -EBUSY;
1729                 goto out;
1730         }
1731
1732         if (strncmp(buf, "off", 3) == 0)
1733                 kmemleak_disable();
1734         else if (strncmp(buf, "stack=on", 8) == 0)
1735                 kmemleak_stack_scan = 1;
1736         else if (strncmp(buf, "stack=off", 9) == 0)
1737                 kmemleak_stack_scan = 0;
1738         else if (strncmp(buf, "scan=on", 7) == 0)
1739                 start_scan_thread();
1740         else if (strncmp(buf, "scan=off", 8) == 0)
1741                 stop_scan_thread();
1742         else if (strncmp(buf, "scan=", 5) == 0) {
1743                 unsigned long secs;
1744
1745                 ret = kstrtoul(buf + 5, 0, &secs);
1746                 if (ret < 0)
1747                         goto out;
1748                 stop_scan_thread();
1749                 if (secs) {
1750                         jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(secs * 1000);
1751                         start_scan_thread();
1752                 }
1753         } else if (strncmp(buf, "scan", 4) == 0)
1754                 kmemleak_scan();
1755         else if (strncmp(buf, "dump=", 5) == 0)
1756                 ret = dump_str_object_info(buf + 5);
1757         else
1758                 ret = -EINVAL;
1759
1760 out:
1761         mutex_unlock(&scan_mutex);
1762         if (ret < 0)
1763                 return ret;
1764
1765         /* ignore the rest of the buffer, only one command at a time */
1766         *ppos += size;
1767         return size;
1768 }
1769
1770 static const struct file_operations kmemleak_fops = {
1771         .owner          = THIS_MODULE,
1772         .open           = kmemleak_open,
1773         .read           = seq_read,
1774         .write          = kmemleak_write,
1775         .llseek         = seq_lseek,
1776         .release        = seq_release,
1777 };
1778
1779 static void __kmemleak_do_cleanup(void)
1780 {
1781         struct kmemleak_object *object;
1782
1783         rcu_read_lock();
1784         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list)
1785                 delete_object_full(object->pointer);
1786         rcu_read_unlock();
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Stop the memory scanning thread and free the kmemleak internal objects if
1791  * no previous scan thread (otherwise, kmemleak may still have some useful
1792  * information on memory leaks).
1793  */
1794 static void kmemleak_do_cleanup(struct work_struct *work)
1795 {
1796         stop_scan_thread();
1797
1798         /*
1799          * Once the scan thread has stopped, it is safe to no longer track
1800          * object freeing. Ordering of the scan thread stopping and the memory
1801          * accesses below is guaranteed by the kthread_stop() function.
1802          */
1803         kmemleak_free_enabled = 0;
1804
1805         if (!kmemleak_found_leaks)
1806                 __kmemleak_do_cleanup();
1807         else
1808                 pr_info("Kmemleak disabled without freeing internal data. "
1809                         "Reclaim the memory with \"echo clear > /sys/kernel/debug/kmemleak\"\n");
1810 }
1811
1812 static DECLARE_WORK(cleanup_work, kmemleak_do_cleanup);
1813
1814 /*
1815  * Disable kmemleak. No memory allocation/freeing will be traced once this
1816  * function is called. Disabling kmemleak is an irreversible operation.
1817  */
1818 static void kmemleak_disable(void)
1819 {
1820         /* atomically check whether it was already invoked */
1821         if (cmpxchg(&kmemleak_error, 0, 1))
1822                 return;
1823
1824         /* stop any memory operation tracing */
1825         kmemleak_enabled = 0;
1826
1827         /* check whether it is too early for a kernel thread */
1828         if (kmemleak_initialized)
1829                 schedule_work(&cleanup_work);
1830         else
1831                 kmemleak_free_enabled = 0;
1832
1833         pr_info("Kernel memory leak detector disabled\n");
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Allow boot-time kmemleak disabling (enabled by default).
1838  */
1839 static int kmemleak_boot_config(char *str)
1840 {
1841         if (!str)
1842                 return -EINVAL;
1843         if (strcmp(str, "off") == 0)
1844                 kmemleak_disable();
1845         else if (strcmp(str, "on") == 0)
1846                 kmemleak_skip_disable = 1;
1847         else
1848                 return -EINVAL;
1849         return 0;
1850 }
1851 early_param("kmemleak", kmemleak_boot_config);
1852
1853 static void __init print_log_trace(struct early_log *log)
1854 {
1855         struct stack_trace trace;
1856
1857         trace.nr_entries = log->trace_len;
1858         trace.entries = log->trace;
1859
1860         pr_notice("Early log backtrace:\n");
1861         print_stack_trace(&trace, 2);
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Kmemleak initialization.
1866  */
1867 void __init kmemleak_init(void)
1868 {
1869         int i;
1870         unsigned long flags;
1871
1872 #ifdef CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_DEFAULT_OFF
1873         if (!kmemleak_skip_disable) {
1874                 kmemleak_early_log = 0;
1875                 kmemleak_disable();
1876                 return;
1877         }
1878 #endif
1879
1880         jiffies_min_age = msecs_to_jiffies(MSECS_MIN_AGE);
1881         jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(SECS_SCAN_WAIT * 1000);
1882
1883         object_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_object, SLAB_NOLEAKTRACE);
1884         scan_area_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_scan_area, SLAB_NOLEAKTRACE);
1885
1886         if (crt_early_log > ARRAY_SIZE(early_log))
1887                 pr_warning("Early log buffer exceeded (%d), please increase "
1888                            "DEBUG_KMEMLEAK_EARLY_LOG_SIZE\n", crt_early_log);
1889
1890         /* the kernel is still in UP mode, so disabling the IRQs is enough */
1891         local_irq_save(flags);
1892         kmemleak_early_log = 0;
1893         if (kmemleak_error) {
1894                 local_irq_restore(flags);
1895                 return;
1896         } else {
1897                 kmemleak_enabled = 1;
1898                 kmemleak_free_enabled = 1;
1899         }
1900         local_irq_restore(flags);
1901
1902         /*
1903          * This is the point where tracking allocations is safe. Automatic
1904          * scanning is started during the late initcall. Add the early logged
1905          * callbacks to the kmemleak infrastructure.
1906          */
1907         for (i = 0; i < crt_early_log; i++) {
1908                 struct early_log *log = &early_log[i];
1909
1910                 switch (log->op_type) {
1911                 case KMEMLEAK_ALLOC:
1912                         early_alloc(log);
1913                         break;
1914                 case KMEMLEAK_ALLOC_PERCPU:
1915                         early_alloc_percpu(log);
1916                         break;
1917                 case KMEMLEAK_FREE:
1918                         kmemleak_free(log->ptr);
1919                         break;
1920                 case KMEMLEAK_FREE_PART:
1921                         kmemleak_free_part(log->ptr, log->size);
1922                         break;
1923                 case KMEMLEAK_FREE_PERCPU:
1924                         kmemleak_free_percpu(log->ptr);
1925                         break;
1926                 case KMEMLEAK_NOT_LEAK:
1927                         kmemleak_not_leak(log->ptr);
1928                         break;
1929                 case KMEMLEAK_IGNORE:
1930                         kmemleak_ignore(log->ptr);
1931                         break;
1932                 case KMEMLEAK_SCAN_AREA:
1933                         kmemleak_scan_area(log->ptr, log->size, GFP_KERNEL);
1934                         break;
1935                 case KMEMLEAK_NO_SCAN:
1936                         kmemleak_no_scan(log->ptr);
1937                         break;
1938                 default:
1939                         kmemleak_warn("Unknown early log operation: %d\n",
1940                                       log->op_type);
1941                 }
1942
1943                 if (kmemleak_warning) {
1944                         print_log_trace(log);
1945                         kmemleak_warning = 0;
1946                 }
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Late initialization function.
1952  */
1953 static int __init kmemleak_late_init(void)
1954 {
1955         struct dentry *dentry;
1956
1957         kmemleak_initialized = 1;
1958
1959         if (kmemleak_error) {
1960                 /*
1961                  * Some error occurred and kmemleak was disabled. There is a
1962                  * small chance that kmemleak_disable() was called immediately
1963                  * after setting kmemleak_initialized and we may end up with
1964                  * two clean-up threads but serialized by scan_mutex.
1965                  */
1966                 schedule_work(&cleanup_work);
1967                 return -ENOMEM;
1968         }
1969
1970         dentry = debugfs_create_file("kmemleak", S_IRUGO, NULL, NULL,
1971                                      &kmemleak_fops);
1972         if (!dentry)
1973                 pr_warning("Failed to create the debugfs kmemleak file\n");
1974         mutex_lock(&scan_mutex);
1975         start_scan_thread();
1976         mutex_unlock(&scan_mutex);
1977
1978         pr_info("Kernel memory leak detector initialized\n");
1979
1980         return 0;
1981 }
1982 late_initcall(kmemleak_late_init);