drivers/staging/android/ashmem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /* mm/ashmem.c
   3  *
   4  * Anonymous Shared Memory Subsystem, ashmem
   5  *
   6  * Copyright (C) 2008 Google, Inc.
   7  *
   8  * Robert Love <rlove@google.com>
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) "ashmem: " fmt
  12
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/file.h>
  16 #include <linux/fs.h>
  17 #include <linux/falloc.h>
  18 #include <linux/miscdevice.h>
  19 #include <linux/security.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/mman.h>
  22 #include <linux/uaccess.h>
  23 #include <linux/personality.h>
  24 #include <linux/bitops.h>
  25 #include <linux/mutex.h>
  26 #include <linux/shmem_fs.h>
  27 #include "ashmem.h"
  28
  29 #define ASHMEM_NAME_PREFIX "dev/ashmem/"
  30 #define ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN (sizeof(ASHMEM_NAME_PREFIX) - 1)
  31 #define ASHMEM_FULL_NAME_LEN (ASHMEM_NAME_LEN + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN)
  32
  33 /**
  34  * struct ashmem_area - The anonymous shared memory area
  35  * @name:               The optional name in /proc/pid/maps
  36  * @unpinned_list:      The list of all ashmem areas
  37  * @file:               The shmem-based backing file
  38  * @size:               The size of the mapping, in bytes
  39  * @prot_mask:          The allowed protection bits, as vm_flags
  40  *
  41  * The lifecycle of this structure is from our parent file's open() until
  42  * its release(). It is also protected by 'ashmem_mutex'
  43  *
  44  * Warning: Mappings do NOT pin this structure; It dies on close()
  45  */
  46 struct ashmem_area {
  47         char name[ASHMEM_FULL_NAME_LEN];
  48         struct list_head unpinned_list;
  49         struct file *file;
  50         size_t size;
  51         unsigned long prot_mask;
  52 };
  53
  54 /**
  55  * struct ashmem_range - A range of unpinned/evictable pages
  56  * @lru:                 The entry in the LRU list
  57  * @unpinned:            The entry in its area's unpinned list
  58  * @asma:                The associated anonymous shared memory area.
  59  * @pgstart:             The starting page (inclusive)
  60  * @pgend:               The ending page (inclusive)
  61  * @purged:              The purge status (ASHMEM_NOT or ASHMEM_WAS_PURGED)
  62  *
  63  * The lifecycle of this structure is from unpin to pin.
  64  * It is protected by 'ashmem_mutex'
  65  */
  66 struct ashmem_range {
  67         struct list_head lru;
  68         struct list_head unpinned;
  69         struct ashmem_area *asma;
  70         size_t pgstart;
  71         size_t pgend;
  72         unsigned int purged;
  73 };
  74
  75 /* LRU list of unpinned pages, protected by ashmem_mutex */
  76 static LIST_HEAD(ashmem_lru_list);
  77
  78 static atomic_t ashmem_shrink_inflight = ATOMIC_INIT(0);
  79 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(ashmem_shrink_wait);
  80
  81 /*
  82  * long lru_count - The count of pages on our LRU list.
  83  *
  84  * This is protected by ashmem_mutex.
  85  */
  86 static unsigned long lru_count;
  87
  88 /*
  89  * ashmem_mutex - protects the list of and each individual ashmem_area
  90  *
  91  * Lock Ordering: ashmex_mutex -> i_mutex -> i_alloc_sem
  92  */
  93 static DEFINE_MUTEX(ashmem_mutex);
  94
  95 static struct kmem_cache *ashmem_area_cachep __read_mostly;
  96 static struct kmem_cache *ashmem_range_cachep __read_mostly;
  97
  98 static inline unsigned long range_size(struct ashmem_range *range)
  99 {
 100         return range->pgend - range->pgstart + 1;
 101 }
 102
 103 static inline bool range_on_lru(struct ashmem_range *range)
 104 {
 105         return range->purged == ASHMEM_NOT_PURGED;
 106 }
 107
 108 static inline bool page_range_subsumes_range(struct ashmem_range *range,
 109                                              size_t start, size_t end)
 110 {
 111         return (range->pgstart >= start) && (range->pgend <= end);
 112 }
 113
 114 static inline bool page_range_subsumed_by_range(struct ashmem_range *range,
 115                                                 size_t start, size_t end)
 116 {
 117         return (range->pgstart <= start) && (range->pgend >= end);
 118 }
 119
 120 static inline bool page_in_range(struct ashmem_range *range, size_t page)
 121 {
 122         return (range->pgstart <= page) && (range->pgend >= page);
 123 }
 124
 125 static inline bool page_range_in_range(struct ashmem_range *range,
 126                                        size_t start, size_t end)
 127 {
 128         return page_in_range(range, start) || page_in_range(range, end) ||
 129                 page_range_subsumes_range(range, start, end);
 130 }
 131
 132 static inline bool range_before_page(struct ashmem_range *range,
 133                                      size_t page)
 134 {
 135         return range->pgend < page;
 136 }
 137
 138 #define PROT_MASK               (PROT_EXEC | PROT_READ | PROT_WRITE)
 139
 140 /**
 141  * lru_add() - Adds a range of memory to the LRU list
 142  * @range:     The memory range being added.
 143  *
 144  * The range is first added to the end (tail) of the LRU list.
 145  * After this, the size of the range is added to @lru_count
 146  */
 147 static inline void lru_add(struct ashmem_range *range)
 148 {
 149         list_add_tail(&range->lru, &ashmem_lru_list);
 150         lru_count += range_size(range);
 151 }
 152
 153 /**
 154  * lru_del() - Removes a range of memory from the LRU list
 155  * @range:     The memory range being removed
 156  *
 157  * The range is first deleted from the LRU list.
 158  * After this, the size of the range is removed from @lru_count
 159  */
 160 static inline void lru_del(struct ashmem_range *range)
 161 {
 162         list_del(&range->lru);
 163         lru_count -= range_size(range);
 164 }
 165
 166 /**
 167  * range_alloc() - Allocates and initializes a new ashmem_range structure
 168  * @asma:          The associated ashmem_area
 169  * @prev_range:    The previous ashmem_range in the sorted asma->unpinned list
 170  * @purged:        Initial purge status (ASMEM_NOT_PURGED or ASHMEM_WAS_PURGED)
 171  * @start:         The starting page (inclusive)
 172  * @end:           The ending page (inclusive)
 173  *
 174  * This function is protected by ashmem_mutex.
 175  */
 176 static void range_alloc(struct ashmem_area *asma,
 177                         struct ashmem_range *prev_range, unsigned int purged,
 178                         size_t start, size_t end,
 179                         struct ashmem_range **new_range)
 180 {
 181         struct ashmem_range *range = *new_range;
 182
 183         *new_range = NULL;
 184         range->asma = asma;
 185         range->pgstart = start;
 186         range->pgend = end;
 187         range->purged = purged;
 188
 189         list_add_tail(&range->unpinned, &prev_range->unpinned);
 190
 191         if (range_on_lru(range))
 192                 lru_add(range);
 193 }
 194
 195 /**
 196  * range_del() - Deletes and deallocates an ashmem_range structure
 197  * @range:       The associated ashmem_range that has previously been allocated
 198  */
 199 static void range_del(struct ashmem_range *range)
 200 {
 201         list_del(&range->unpinned);
 202         if (range_on_lru(range))
 203                 lru_del(range);
 204         kmem_cache_free(ashmem_range_cachep, range);
 205 }
 206
 207 /**
 208  * range_shrink() - Shrinks an ashmem_range
 209  * @range:          The associated ashmem_range being shrunk
 210  * @start:          The starting byte of the new range
 211  * @end:            The ending byte of the new range
 212  *
 213  * This does not modify the data inside the existing range in any way - It
 214  * simply shrinks the boundaries of the range.
 215  *
 216  * Theoretically, with a little tweaking, this could eventually be changed
 217  * to range_resize, and expand the lru_count if the new range is larger.
 218  */
 219 static inline void range_shrink(struct ashmem_range *range,
 220                                 size_t start, size_t end)
 221 {
 222         size_t pre = range_size(range);
 223
 224         range->pgstart = start;
 225         range->pgend = end;
 226
 227         if (range_on_lru(range))
 228                 lru_count -= pre - range_size(range);
 229 }
 230
 231 /**
 232  * ashmem_open() - Opens an Anonymous Shared Memory structure
 233  * @inode:         The backing file's index node(?)
 234  * @file:          The backing file
 235  *
 236  * Please note that the ashmem_area is not returned by this function - It is
 237  * instead written to "file->private_data".
 238  *
 239  * Return: 0 if successful, or another code if unsuccessful.
 240  */
 241 static int ashmem_open(struct inode *inode, struct file *file)
 242 {
 243         struct ashmem_area *asma;
 244         int ret;
 245
 246         ret = generic_file_open(inode, file);
 247         if (ret)
 248                 return ret;
 249
 250         asma = kmem_cache_zalloc(ashmem_area_cachep, GFP_KERNEL);
 251         if (!asma)
 252                 return -ENOMEM;
 253
 254         INIT_LIST_HEAD(&asma->unpinned_list);
 255         memcpy(asma->name, ASHMEM_NAME_PREFIX, ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN);
 256         asma->prot_mask = PROT_MASK;
 257         file->private_data = asma;
 258
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 /**
 263  * ashmem_release() - Releases an Anonymous Shared Memory structure
 264  * @ignored:          The backing file's Index Node(?) - It is ignored here.
 265  * @file:             The backing file
 266  *
 267  * Return: 0 if successful. If it is anything else, go have a coffee and
 268  * try again.
 269  */
 270 static int ashmem_release(struct inode *ignored, struct file *file)
 271 {
 272         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 273         struct ashmem_range *range, *next;
 274
 275         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 276         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned)
 277                 range_del(range);
 278         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 279
 280         if (asma->file)
 281                 fput(asma->file);
 282         kmem_cache_free(ashmem_area_cachep, asma);
 283
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 static ssize_t ashmem_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 288 {
 289         struct ashmem_area *asma = iocb->ki_filp->private_data;
 290         int ret = 0;
 291
 292         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 293
 294         /* If size is not set, or set to 0, always return EOF. */
 295         if (asma->size == 0)
 296                 goto out_unlock;
 297
 298         if (!asma->file) {
 299                 ret = -EBADF;
 300                 goto out_unlock;
 301         }
 302
 303         /*
 304          * asma and asma->file are used outside the lock here.  We assume
 305          * once asma->file is set it will never be changed, and will not
 306          * be destroyed until all references to the file are dropped and
 307          * ashmem_release is called.
 308          */
 309         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 310         ret = vfs_iter_read(asma->file, iter, &iocb->ki_pos, 0);
 311         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 312         if (ret > 0)
 313                 asma->file->f_pos = iocb->ki_pos;
 314 out_unlock:
 315         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 316         return ret;
 317 }
 318
 319 static loff_t ashmem_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 320 {
 321         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 322         loff_t ret;
 323
 324         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 325
 326         if (asma->size == 0) {
 327                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 328                 return -EINVAL;
 329         }
 330
 331         if (!asma->file) {
 332                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 333                 return -EBADF;
 334         }
 335
 336         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 337
 338         ret = vfs_llseek(asma->file, offset, origin);
 339         if (ret < 0)
 340                 return ret;
 341
 342         /** Copy f_pos from backing file, since f_ops->llseek() sets it */
 343         file->f_pos = asma->file->f_pos;
 344         return ret;
 345 }
 346
 347 static inline vm_flags_t calc_vm_may_flags(unsigned long prot)
 348 {
 349         return _calc_vm_trans(prot, PROT_READ,  VM_MAYREAD) |
 350                _calc_vm_trans(prot, PROT_WRITE, VM_MAYWRITE) |
 351                _calc_vm_trans(prot, PROT_EXEC,  VM_MAYEXEC);
 352 }
 353
 354 static int ashmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 355 {
 356         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 357         int ret = 0;
 358
 359         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 360
 361         /* user needs to SET_SIZE before mapping */
 362         if (!asma->size) {
 363                 ret = -EINVAL;
 364                 goto out;
 365         }
 366
 367         /* requested mapping size larger than object size */
 368         if (vma->vm_end - vma->vm_start > PAGE_ALIGN(asma->size)) {
 369                 ret = -EINVAL;
 370                 goto out;
 371         }
 372
 373         /* requested protection bits must match our allowed protection mask */
 374         if ((vma->vm_flags & ~calc_vm_prot_bits(asma->prot_mask, 0)) &
 375             calc_vm_prot_bits(PROT_MASK, 0)) {
 376                 ret = -EPERM;
 377                 goto out;
 378         }
 379         vma->vm_flags &= ~calc_vm_may_flags(~asma->prot_mask);
 380
 381         if (!asma->file) {
 382                 char *name = ASHMEM_NAME_DEF;
 383                 struct file *vmfile;
 384
 385                 if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0')
 386                         name = asma->name;
 387
 388                 /* ... and allocate the backing shmem file */
 389                 vmfile = shmem_file_setup(name, asma->size, vma->vm_flags);
 390                 if (IS_ERR(vmfile)) {
 391                         ret = PTR_ERR(vmfile);
 392                         goto out;
 393                 }
 394                 vmfile->f_mode |= FMODE_LSEEK;
 395                 asma->file = vmfile;
 396         }
 397         get_file(asma->file);
 398
 399         /*
 400          * XXX - Reworked to use shmem_zero_setup() instead of
 401          * shmem_set_file while we're in staging. -jstultz
 402          */
 403         if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
 404                 ret = shmem_zero_setup(vma);
 405                 if (ret) {
 406                         fput(asma->file);
 407                         goto out;
 408                 }
 409         } else {
 410                 vma_set_anonymous(vma);
 411         }
 412
 413         if (vma->vm_file)
 414                 fput(vma->vm_file);
 415         vma->vm_file = asma->file;
 416
 417 out:
 418         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 419         return ret;
 420 }
 421
 422 /*
 423  * ashmem_shrink - our cache shrinker, called from mm/vmscan.c
 424  *
 425  * 'nr_to_scan' is the number of objects to scan for freeing.
 426  *
 427  * 'gfp_mask' is the mask of the allocation that got us into this mess.
 428  *
 429  * Return value is the number of objects freed or -1 if we cannot
 430  * proceed without risk of deadlock (due to gfp_mask).
 431  *
 432  * We approximate LRU via least-recently-unpinned, jettisoning unpinned partial
 433  * chunks of ashmem regions LRU-wise one-at-a-time until we hit 'nr_to_scan'
 434  * pages freed.
 435  */
 436 static unsigned long
 437 ashmem_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 438 {
 439         unsigned long freed = 0;
 440
 441         /* We might recurse into filesystem code, so bail out if necessary */
 442         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_FS))
 443                 return SHRINK_STOP;
 444
 445         if (!mutex_trylock(&ashmem_mutex))
 446                 return -1;
 447
 448         while (!list_empty(&ashmem_lru_list)) {
 449                 struct ashmem_range *range =
 450                         list_first_entry(&ashmem_lru_list, typeof(*range), lru);
 451                 loff_t start = range->pgstart * PAGE_SIZE;
 452                 loff_t end = (range->pgend + 1) * PAGE_SIZE;
 453                 struct file *f = range->asma->file;
 454
 455                 get_file(f);
 456                 atomic_inc(&ashmem_shrink_inflight);
 457                 range->purged = ASHMEM_WAS_PURGED;
 458                 lru_del(range);
 459
 460                 freed += range_size(range);
 461                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 462                 f->f_op->fallocate(f,
 463                                    FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
 464                                    start, end - start);
 465                 fput(f);
 466                 if (atomic_dec_and_test(&ashmem_shrink_inflight))
 467                         wake_up_all(&ashmem_shrink_wait);
 468                 if (!mutex_trylock(&ashmem_mutex))
 469                         goto out;
 470                 if (--sc->nr_to_scan <= 0)
 471                         break;
 472         }
 473         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 474 out:
 475         return freed;
 476 }
 477
 478 static unsigned long
 479 ashmem_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 480 {
 481         /*
 482          * note that lru_count is count of pages on the lru, not a count of
 483          * objects on the list. This means the scan function needs to return the
 484          * number of pages freed, not the number of objects scanned.
 485          */
 486         return lru_count;
 487 }
 488
 489 static struct shrinker ashmem_shrinker = {
 490         .count_objects = ashmem_shrink_count,
 491         .scan_objects = ashmem_shrink_scan,
 492         /*
 493          * XXX (dchinner): I wish people would comment on why they need on
 494          * significant changes to the default value here
 495          */
 496         .seeks = DEFAULT_SEEKS * 4,
 497 };
 498
 499 static int set_prot_mask(struct ashmem_area *asma, unsigned long prot)
 500 {
 501         int ret = 0;
 502
 503         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 504
 505         /* the user can only remove, not add, protection bits */
 506         if ((asma->prot_mask & prot) != prot) {
 507                 ret = -EINVAL;
 508                 goto out;
 509         }
 510
 511         /* does the application expect PROT_READ to imply PROT_EXEC? */
 512         if ((prot & PROT_READ) && (current->personality & READ_IMPLIES_EXEC))
 513                 prot |= PROT_EXEC;
 514
 515         asma->prot_mask = prot;
 516
 517 out:
 518         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 519         return ret;
 520 }
 521
 522 static int set_name(struct ashmem_area *asma, void __user *name)
 523 {
 524         int len;
 525         int ret = 0;
 526         char local_name[ASHMEM_NAME_LEN];
 527
 528         /*
 529          * Holding the ashmem_mutex while doing a copy_from_user might cause
 530          * an data abort which would try to access mmap_sem. If another
 531          * thread has invoked ashmem_mmap then it will be holding the
 532          * semaphore and will be waiting for ashmem_mutex, there by leading to
 533          * deadlock. We'll release the mutex and take the name to a local
 534          * variable that does not need protection and later copy the local
 535          * variable to the structure member with lock held.
 536          */
 537         len = strncpy_from_user(local_name, name, ASHMEM_NAME_LEN);
 538         if (len < 0)
 539                 return len;
 540
 541         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 542         /* cannot change an existing mapping's name */
 543         if (asma->file)
 544                 ret = -EINVAL;
 545         else
 546                 strscpy(asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN, local_name,
 547                         ASHMEM_NAME_LEN);
 548
 549         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 550         return ret;
 551 }
 552
 553 static int get_name(struct ashmem_area *asma, void __user *name)
 554 {
 555         int ret = 0;
 556         size_t len;
 557         /*
 558          * Have a local variable to which we'll copy the content
 559          * from asma with the lock held. Later we can copy this to the user
 560          * space safely without holding any locks. So even if we proceed to
 561          * wait for mmap_sem, it won't lead to deadlock.
 562          */
 563         char local_name[ASHMEM_NAME_LEN];
 564
 565         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 566         if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0') {
 567                 /*
 568                  * Copying only `len', instead of ASHMEM_NAME_LEN, bytes
 569                  * prevents us from revealing one user's stack to another.
 570                  */
 571                 len = strlen(asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN) + 1;
 572                 memcpy(local_name, asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN, len);
 573         } else {
 574                 len = sizeof(ASHMEM_NAME_DEF);
 575                 memcpy(local_name, ASHMEM_NAME_DEF, len);
 576         }
 577         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 578
 579         /*
 580          * Now we are just copying from the stack variable to userland
 581          * No lock held
 582          */
 583         if (copy_to_user(name, local_name, len))
 584                 ret = -EFAULT;
 585         return ret;
 586 }
 587
 588 /*
 589  * ashmem_pin - pin the given ashmem region, returning whether it was
 590  * previously purged (ASHMEM_WAS_PURGED) or not (ASHMEM_NOT_PURGED).
 591  *
 592  * Caller must hold ashmem_mutex.
 593  */
 594 static int ashmem_pin(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart, size_t pgend,
 595                       struct ashmem_range **new_range)
 596 {
 597         struct ashmem_range *range, *next;
 598         int ret = ASHMEM_NOT_PURGED;
 599
 600         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 601                 /* moved past last applicable page; we can short circuit */
 602                 if (range_before_page(range, pgstart))
 603                         break;
 604
 605                 /*
 606                  * The user can ask us to pin pages that span multiple ranges,
 607                  * or to pin pages that aren't even unpinned, so this is messy.
 608                  *
 609                  * Four cases:
 610                  * 1. The requested range subsumes an existing range, so we
 611                  *    just remove the entire matching range.
 612                  * 2. The requested range overlaps the start of an existing
 613                  *    range, so we just update that range.
 614                  * 3. The requested range overlaps the end of an existing
 615                  *    range, so we just update that range.
 616                  * 4. The requested range punches a hole in an existing range,
 617                  *    so we have to update one side of the range and then
 618                  *    create a new range for the other side.
 619                  */
 620                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 621                         ret |= range->purged;
 622
 623                         /* Case #1: Easy. Just nuke the whole thing. */
 624                         if (page_range_subsumes_range(range, pgstart, pgend)) {
 625                                 range_del(range);
 626                                 continue;
 627                         }
 628
 629                         /* Case #2: We overlap from the start, so adjust it */
 630                         if (range->pgstart >= pgstart) {
 631                                 range_shrink(range, pgend + 1, range->pgend);
 632                                 continue;
 633                         }
 634
 635                         /* Case #3: We overlap from the rear, so adjust it */
 636                         if (range->pgend <= pgend) {
 637                                 range_shrink(range, range->pgstart,
 638                                              pgstart - 1);
 639                                 continue;
 640                         }
 641
 642                         /*
 643                          * Case #4: We eat a chunk out of the middle. A bit
 644                          * more complicated, we allocate a new range for the
 645                          * second half and adjust the first chunk's endpoint.
 646                          */
 647                         range_alloc(asma, range, range->purged,
 648                                     pgend + 1, range->pgend, new_range);
 649                         range_shrink(range, range->pgstart, pgstart - 1);
 650                         break;
 651                 }
 652         }
 653
 654         return ret;
 655 }
 656
 657 /*
 658  * ashmem_unpin - unpin the given range of pages. Returns zero on success.
 659  *
 660  * Caller must hold ashmem_mutex.
 661  */
 662 static int ashmem_unpin(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart, size_t pgend,
 663                         struct ashmem_range **new_range)
 664 {
 665         struct ashmem_range *range, *next;
 666         unsigned int purged = ASHMEM_NOT_PURGED;
 667
 668 restart:
 669         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 670                 /* short circuit: this is our insertion point */
 671                 if (range_before_page(range, pgstart))
 672                         break;
 673
 674                 /*
 675                  * The user can ask us to unpin pages that are already entirely
 676                  * or partially pinned. We handle those two cases here.
 677                  */
 678                 if (page_range_subsumed_by_range(range, pgstart, pgend))
 679                         return 0;
 680                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 681                         pgstart = min(range->pgstart, pgstart);
 682                         pgend = max(range->pgend, pgend);
 683                         purged |= range->purged;
 684                         range_del(range);
 685                         goto restart;
 686                 }
 687         }
 688
 689         range_alloc(asma, range, purged, pgstart, pgend, new_range);
 690         return 0;
 691 }
 692
 693 /*
 694  * ashmem_get_pin_status - Returns ASHMEM_IS_UNPINNED if _any_ pages in the
 695  * given interval are unpinned and ASHMEM_IS_PINNED otherwise.
 696  *
 697  * Caller must hold ashmem_mutex.
 698  */
 699 static int ashmem_get_pin_status(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart,
 700                                  size_t pgend)
 701 {
 702         struct ashmem_range *range;
 703         int ret = ASHMEM_IS_PINNED;
 704
 705         list_for_each_entry(range, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 706                 if (range_before_page(range, pgstart))
 707                         break;
 708                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 709                         ret = ASHMEM_IS_UNPINNED;
 710                         break;
 711                 }
 712         }
 713
 714         return ret;
 715 }
 716
 717 static int ashmem_pin_unpin(struct ashmem_area *asma, unsigned long cmd,
 718                             void __user *p)
 719 {
 720         struct ashmem_pin pin;
 721         size_t pgstart, pgend;
 722         int ret = -EINVAL;
 723         struct ashmem_range *range = NULL;
 724
 725         if (copy_from_user(&pin, p, sizeof(pin)))
 726                 return -EFAULT;
 727
 728         if (cmd == ASHMEM_PIN || cmd == ASHMEM_UNPIN) {
 729                 range = kmem_cache_zalloc(ashmem_range_cachep, GFP_KERNEL);
 730                 if (!range)
 731                         return -ENOMEM;
 732         }
 733
 734         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 735         wait_event(ashmem_shrink_wait, !atomic_read(&ashmem_shrink_inflight));
 736
 737         if (!asma->file)
 738                 goto out_unlock;
 739
 740         /* per custom, you can pass zero for len to mean "everything onward" */
 741         if (!pin.len)
 742                 pin.len = PAGE_ALIGN(asma->size) - pin.offset;
 743
 744         if ((pin.offset | pin.len) & ~PAGE_MASK)
 745                 goto out_unlock;
 746
 747         if (((__u32)-1) - pin.offset < pin.len)
 748                 goto out_unlock;
 749
 750         if (PAGE_ALIGN(asma->size) < pin.offset + pin.len)
 751                 goto out_unlock;
 752
 753         pgstart = pin.offset / PAGE_SIZE;
 754         pgend = pgstart + (pin.len / PAGE_SIZE) - 1;
 755
 756         switch (cmd) {
 757         case ASHMEM_PIN:
 758                 ret = ashmem_pin(asma, pgstart, pgend, &range);
 759                 break;
 760         case ASHMEM_UNPIN:
 761                 ret = ashmem_unpin(asma, pgstart, pgend, &range);
 762                 break;
 763         case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
 764                 ret = ashmem_get_pin_status(asma, pgstart, pgend);
 765                 break;
 766         }
 767
 768 out_unlock:
 769         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 770         if (range)
 771                 kmem_cache_free(ashmem_range_cachep, range);
 772
 773         return ret;
 774 }
 775
 776 static long ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 777 {
 778         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 779         long ret = -ENOTTY;
 780
 781         switch (cmd) {
 782         case ASHMEM_SET_NAME:
 783                 ret = set_name(asma, (void __user *)arg);
 784                 break;
 785         case ASHMEM_GET_NAME:
 786                 ret = get_name(asma, (void __user *)arg);
 787                 break;
 788         case ASHMEM_SET_SIZE:
 789                 ret = -EINVAL;
 790                 mutex_lock(&ashmem_mutex);
 791                 if (!asma->file) {
 792                         ret = 0;
 793                         asma->size = (size_t)arg;
 794                 }
 795                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 796                 break;
 797         case ASHMEM_GET_SIZE:
 798                 ret = asma->size;
 799                 break;
 800         case ASHMEM_SET_PROT_MASK:
 801                 ret = set_prot_mask(asma, arg);
 802                 break;
 803         case ASHMEM_GET_PROT_MASK:
 804                 ret = asma->prot_mask;
 805                 break;
 806         case ASHMEM_PIN:
 807         case ASHMEM_UNPIN:
 808         case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
 809                 ret = ashmem_pin_unpin(asma, cmd, (void __user *)arg);
 810                 break;
 811         case ASHMEM_PURGE_ALL_CACHES:
 812                 ret = -EPERM;
 813                 if (capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 814                         struct shrink_control sc = {
 815                                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
 816                                 .nr_to_scan = LONG_MAX,
 817                         };
 818                         ret = ashmem_shrink_count(&ashmem_shrinker, &sc);
 819                         ashmem_shrink_scan(&ashmem_shrinker, &sc);
 820                 }
 821                 break;
 822         }
 823
 824         return ret;
 825 }
 826
 827 /* support of 32bit userspace on 64bit platforms */
 828 #ifdef CONFIG_COMPAT
 829 static long compat_ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
 830                                 unsigned long arg)
 831 {
 832         switch (cmd) {
 833         case COMPAT_ASHMEM_SET_SIZE:
 834                 cmd = ASHMEM_SET_SIZE;
 835                 break;
 836         case COMPAT_ASHMEM_SET_PROT_MASK:
 837                 cmd = ASHMEM_SET_PROT_MASK;
 838                 break;
 839         }
 840         return ashmem_ioctl(file, cmd, arg);
 841 }
 842 #endif
 843 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 844 static void ashmem_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *file)
 845 {
 846         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 847
 848         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 849
 850         if (asma->file)
 851                 seq_printf(m, "inode:\t%ld\n", file_inode(asma->file)->i_ino);
 852
 853         if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0')
 854                 seq_printf(m, "name:\t%s\n",
 855                            asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN);
 856
 857         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 858 }
 859 #endif
 860 static const struct file_operations ashmem_fops = {
 861         .owner = THIS_MODULE,
 862         .open = ashmem_open,
 863         .release = ashmem_release,
 864         .read_iter = ashmem_read_iter,
 865         .llseek = ashmem_llseek,
 866         .mmap = ashmem_mmap,
 867         .unlocked_ioctl = ashmem_ioctl,
 868 #ifdef CONFIG_COMPAT
 869         .compat_ioctl = compat_ashmem_ioctl,
 870 #endif
 871 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 872         .show_fdinfo = ashmem_show_fdinfo,
 873 #endif
 874 };
 875
 876 static struct miscdevice ashmem_misc = {
 877         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 878         .name = "ashmem",
 879         .fops = &ashmem_fops,
 880 };
 881
 882 static int __init ashmem_init(void)
 883 {
 884         int ret = -ENOMEM;
 885
 886         ashmem_area_cachep = kmem_cache_create("ashmem_area_cache",
 887                                                sizeof(struct ashmem_area),
 888                                                0, 0, NULL);
 889         if (!ashmem_area_cachep) {
 890                 pr_err("failed to create slab cache\n");
 891                 goto out;
 892         }
 893
 894         ashmem_range_cachep = kmem_cache_create("ashmem_range_cache",
 895                                                 sizeof(struct ashmem_range),
 896                                                 0, 0, NULL);
 897         if (!ashmem_range_cachep) {
 898                 pr_err("failed to create slab cache\n");
 899                 goto out_free1;
 900         }
 901
 902         ret = misc_register(&ashmem_misc);
 903         if (ret) {
 904                 pr_err("failed to register misc device!\n");
 905                 goto out_free2;
 906         }
 907
 908         ret = register_shrinker(&ashmem_shrinker);
 909         if (ret) {
 910                 pr_err("failed to register shrinker!\n");
 911                 goto out_demisc;
 912         }
 913
 914         pr_info("initialized\n");
 915
 916         return 0;
 917
 918 out_demisc:
 919         misc_deregister(&ashmem_misc);
 920 out_free2:
 921         kmem_cache_destroy(ashmem_range_cachep);
 922 out_free1:
 923         kmem_cache_destroy(ashmem_area_cachep);
 924 out:
 925         return ret;
 926 }
 927 device_initcall(ashmem_init);