mm: vmalloc: introduce array allocation functions
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / util.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/mm.h>
3 #include <linux/slab.h>
4 #include <linux/string.h>
5 #include <linux/compiler.h>
6 #include <linux/export.h>
7 #include <linux/err.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/sched/task_stack.h>
12 #include <linux/security.h>
13 #include <linux/swap.h>
14 #include <linux/swapops.h>
15 #include <linux/mman.h>
16 #include <linux/hugetlb.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/userfaultfd_k.h>
19 #include <linux/elf.h>
20 #include <linux/elf-randomize.h>
21 #include <linux/personality.h>
22 #include <linux/random.h>
23 #include <linux/processor.h>
24 #include <linux/sizes.h>
25 #include <linux/compat.h>
26
27 #include <linux/uaccess.h>
28
29 #include "internal.h"
30
31 /**
32  * kfree_const - conditionally free memory
33  * @x: pointer to the memory
34  *
35  * Function calls kfree only if @x is not in .rodata section.
36  */
37 void kfree_const(const void *x)
38 {
39         if (!is_kernel_rodata((unsigned long)x))
40                 kfree(x);
41 }
42 EXPORT_SYMBOL(kfree_const);
43
44 /**
45  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
46  * @s: the string to duplicate
47  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
48  *
49  * Return: newly allocated copy of @s or %NULL in case of error
50  */
51 char *kstrdup(const char *s, gfp_t gfp)
52 {
53         size_t len;
54         char *buf;
55
56         if (!s)
57                 return NULL;
58
59         len = strlen(s) + 1;
60         buf = kmalloc_track_caller(len, gfp);
61         if (buf)
62                 memcpy(buf, s, len);
63         return buf;
64 }
65 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);
66
67 /**
68  * kstrdup_const - conditionally duplicate an existing const string
69  * @s: the string to duplicate
70  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
71  *
72  * Note: Strings allocated by kstrdup_const should be freed by kfree_const and
73  * must not be passed to krealloc().
74  *
75  * Return: source string if it is in .rodata section otherwise
76  * fallback to kstrdup.
77  */
78 const char *kstrdup_const(const char *s, gfp_t gfp)
79 {
80         if (is_kernel_rodata((unsigned long)s))
81                 return s;
82
83         return kstrdup(s, gfp);
84 }
85 EXPORT_SYMBOL(kstrdup_const);
86
87 /**
88  * kstrndup - allocate space for and copy an existing string
89  * @s: the string to duplicate
90  * @max: read at most @max chars from @s
91  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
92  *
93  * Note: Use kmemdup_nul() instead if the size is known exactly.
94  *
95  * Return: newly allocated copy of @s or %NULL in case of error
96  */
97 char *kstrndup(const char *s, size_t max, gfp_t gfp)
98 {
99         size_t len;
100         char *buf;
101
102         if (!s)
103                 return NULL;
104
105         len = strnlen(s, max);
106         buf = kmalloc_track_caller(len+1, gfp);
107         if (buf) {
108                 memcpy(buf, s, len);
109                 buf[len] = '\0';
110         }
111         return buf;
112 }
113 EXPORT_SYMBOL(kstrndup);
114
115 /**
116  * kmemdup - duplicate region of memory
117  *
118  * @src: memory region to duplicate
119  * @len: memory region length
120  * @gfp: GFP mask to use
121  *
122  * Return: newly allocated copy of @src or %NULL in case of error
123  */
124 void *kmemdup(const void *src, size_t len, gfp_t gfp)
125 {
126         void *p;
127
128         p = kmalloc_track_caller(len, gfp);
129         if (p)
130                 memcpy(p, src, len);
131         return p;
132 }
133 EXPORT_SYMBOL(kmemdup);
134
135 /**
136  * kmemdup_nul - Create a NUL-terminated string from unterminated data
137  * @s: The data to stringify
138  * @len: The size of the data
139  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
140  *
141  * Return: newly allocated copy of @s with NUL-termination or %NULL in
142  * case of error
143  */
144 char *kmemdup_nul(const char *s, size_t len, gfp_t gfp)
145 {
146         char *buf;
147
148         if (!s)
149                 return NULL;
150
151         buf = kmalloc_track_caller(len + 1, gfp);
152         if (buf) {
153                 memcpy(buf, s, len);
154                 buf[len] = '\0';
155         }
156         return buf;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL(kmemdup_nul);
159
160 /**
161  * memdup_user - duplicate memory region from user space
162  *
163  * @src: source address in user space
164  * @len: number of bytes to copy
165  *
166  * Return: an ERR_PTR() on failure.  Result is physically
167  * contiguous, to be freed by kfree().
168  */
169 void *memdup_user(const void __user *src, size_t len)
170 {
171         void *p;
172
173         p = kmalloc_track_caller(len, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
174         if (!p)
175                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
176
177         if (copy_from_user(p, src, len)) {
178                 kfree(p);
179                 return ERR_PTR(-EFAULT);
180         }
181
182         return p;
183 }
184 EXPORT_SYMBOL(memdup_user);
185
186 /**
187  * vmemdup_user - duplicate memory region from user space
188  *
189  * @src: source address in user space
190  * @len: number of bytes to copy
191  *
192  * Return: an ERR_PTR() on failure.  Result may be not
193  * physically contiguous.  Use kvfree() to free.
194  */
195 void *vmemdup_user(const void __user *src, size_t len)
196 {
197         void *p;
198
199         p = kvmalloc(len, GFP_USER);
200         if (!p)
201                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
202
203         if (copy_from_user(p, src, len)) {
204                 kvfree(p);
205                 return ERR_PTR(-EFAULT);
206         }
207
208         return p;
209 }
210 EXPORT_SYMBOL(vmemdup_user);
211
212 /**
213  * strndup_user - duplicate an existing string from user space
214  * @s: The string to duplicate
215  * @n: Maximum number of bytes to copy, including the trailing NUL.
216  *
217  * Return: newly allocated copy of @s or an ERR_PTR() in case of error
218  */
219 char *strndup_user(const char __user *s, long n)
220 {
221         char *p;
222         long length;
223
224         length = strnlen_user(s, n);
225
226         if (!length)
227                 return ERR_PTR(-EFAULT);
228
229         if (length > n)
230                 return ERR_PTR(-EINVAL);
231
232         p = memdup_user(s, length);
233
234         if (IS_ERR(p))
235                 return p;
236
237         p[length - 1] = '\0';
238
239         return p;
240 }
241 EXPORT_SYMBOL(strndup_user);
242
243 /**
244  * memdup_user_nul - duplicate memory region from user space and NUL-terminate
245  *
246  * @src: source address in user space
247  * @len: number of bytes to copy
248  *
249  * Return: an ERR_PTR() on failure.
250  */
251 void *memdup_user_nul(const void __user *src, size_t len)
252 {
253         char *p;
254
255         /*
256          * Always use GFP_KERNEL, since copy_from_user() can sleep and
257          * cause pagefault, which makes it pointless to use GFP_NOFS
258          * or GFP_ATOMIC.
259          */
260         p = kmalloc_track_caller(len + 1, GFP_KERNEL);
261         if (!p)
262                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
263
264         if (copy_from_user(p, src, len)) {
265                 kfree(p);
266                 return ERR_PTR(-EFAULT);
267         }
268         p[len] = '\0';
269
270         return p;
271 }
272 EXPORT_SYMBOL(memdup_user_nul);
273
274 void __vma_link_list(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
275                 struct vm_area_struct *prev)
276 {
277         struct vm_area_struct *next;
278
279         vma->vm_prev = prev;
280         if (prev) {
281                 next = prev->vm_next;
282                 prev->vm_next = vma;
283         } else {
284                 next = mm->mmap;
285                 mm->mmap = vma;
286         }
287         vma->vm_next = next;
288         if (next)
289                 next->vm_prev = vma;
290 }
291
292 void __vma_unlink_list(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma)
293 {
294         struct vm_area_struct *prev, *next;
295
296         next = vma->vm_next;
297         prev = vma->vm_prev;
298         if (prev)
299                 prev->vm_next = next;
300         else
301                 mm->mmap = next;
302         if (next)
303                 next->vm_prev = prev;
304 }
305
306 /* Check if the vma is being used as a stack by this task */
307 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma)
308 {
309         struct task_struct * __maybe_unused t = current;
310
311         return (vma->vm_start <= KSTK_ESP(t) && vma->vm_end >= KSTK_ESP(t));
312 }
313
314 /*
315  * Change backing file, only valid to use during initial VMA setup.
316  */
317 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file)
318 {
319         /* Changing an anonymous vma with this is illegal */
320         get_file(file);
321         swap(vma->vm_file, file);
322         fput(file);
323 }
324 EXPORT_SYMBOL(vma_set_file);
325
326 #ifndef STACK_RND_MASK
327 #define STACK_RND_MASK (0x7ff >> (PAGE_SHIFT - 12))     /* 8MB of VA */
328 #endif
329
330 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top)
331 {
332         unsigned long random_variable = 0;
333
334         if (current->flags & PF_RANDOMIZE) {
335                 random_variable = get_random_long();
336                 random_variable &= STACK_RND_MASK;
337                 random_variable <<= PAGE_SHIFT;
338         }
339 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
340         return PAGE_ALIGN(stack_top) + random_variable;
341 #else
342         return PAGE_ALIGN(stack_top) - random_variable;
343 #endif
344 }
345
346 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_DEFAULT_TOPDOWN_MMAP_LAYOUT
347 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
348 {
349         /* Is the current task 32bit ? */
350         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) || is_compat_task())
351                 return randomize_page(mm->brk, SZ_32M);
352
353         return randomize_page(mm->brk, SZ_1G);
354 }
355
356 unsigned long arch_mmap_rnd(void)
357 {
358         unsigned long rnd;
359
360 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
361         if (is_compat_task())
362                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_compat_bits) - 1);
363         else
364 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS */
365                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_bits) - 1);
366
367         return rnd << PAGE_SHIFT;
368 }
369
370 static int mmap_is_legacy(struct rlimit *rlim_stack)
371 {
372         if (current->personality & ADDR_COMPAT_LAYOUT)
373                 return 1;
374
375         if (rlim_stack->rlim_cur == RLIM_INFINITY)
376                 return 1;
377
378         return sysctl_legacy_va_layout;
379 }
380
381 /*
382  * Leave enough space between the mmap area and the stack to honour ulimit in
383  * the face of randomisation.
384  */
385 #define MIN_GAP         (SZ_128M)
386 #define MAX_GAP         (STACK_TOP / 6 * 5)
387
388 static unsigned long mmap_base(unsigned long rnd, struct rlimit *rlim_stack)
389 {
390         unsigned long gap = rlim_stack->rlim_cur;
391         unsigned long pad = stack_guard_gap;
392
393         /* Account for stack randomization if necessary */
394         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
395                 pad += (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT);
396
397         /* Values close to RLIM_INFINITY can overflow. */
398         if (gap + pad > gap)
399                 gap += pad;
400
401         if (gap < MIN_GAP)
402                 gap = MIN_GAP;
403         else if (gap > MAX_GAP)
404                 gap = MAX_GAP;
405
406         return PAGE_ALIGN(STACK_TOP - gap - rnd);
407 }
408
409 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
410 {
411         unsigned long random_factor = 0UL;
412
413         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
414                 random_factor = arch_mmap_rnd();
415
416         if (mmap_is_legacy(rlim_stack)) {
417                 mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE + random_factor;
418                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
419         } else {
420                 mm->mmap_base = mmap_base(random_factor, rlim_stack);
421                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area_topdown;
422         }
423 }
424 #elif defined(CONFIG_MMU) && !defined(HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT)
425 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
426 {
427         mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE;
428         mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
429 }
430 #endif
431
432 /**
433  * __account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
434  * @mm:          mm to account against
435  * @pages:       number of pages to account
436  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
437  * @task:        task used to check RLIMIT_MEMLOCK
438  * @bypass_rlim: %true if checking RLIMIT_MEMLOCK should be skipped
439  *
440  * Assumes @task and @mm are valid (i.e. at least one reference on each), and
441  * that mmap_lock is held as writer.
442  *
443  * Return:
444  * * 0       on success
445  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
446  */
447 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
448                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim)
449 {
450         unsigned long locked_vm, limit;
451         int ret = 0;
452
453         mmap_assert_write_locked(mm);
454
455         locked_vm = mm->locked_vm;
456         if (inc) {
457                 if (!bypass_rlim) {
458                         limit = task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
459                         if (locked_vm + pages > limit)
460                                 ret = -ENOMEM;
461                 }
462                 if (!ret)
463                         mm->locked_vm = locked_vm + pages;
464         } else {
465                 WARN_ON_ONCE(pages > locked_vm);
466                 mm->locked_vm = locked_vm - pages;
467         }
468
469         pr_debug("%s: [%d] caller %ps %c%lu %lu/%lu%s\n", __func__, task->pid,
470                  (void *)_RET_IP_, (inc) ? '+' : '-', pages << PAGE_SHIFT,
471                  locked_vm << PAGE_SHIFT, task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK),
472                  ret ? " - exceeded" : "");
473
474         return ret;
475 }
476 EXPORT_SYMBOL_GPL(__account_locked_vm);
477
478 /**
479  * account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
480  * @mm:          mm to account against, may be NULL
481  * @pages:       number of pages to account
482  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
483  *
484  * Assumes a non-NULL @mm is valid (i.e. at least one reference on it).
485  *
486  * Return:
487  * * 0       on success, or if mm is NULL
488  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
489  */
490 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc)
491 {
492         int ret;
493
494         if (pages == 0 || !mm)
495                 return 0;
496
497         mmap_write_lock(mm);
498         ret = __account_locked_vm(mm, pages, inc, current,
499                                   capable(CAP_IPC_LOCK));
500         mmap_write_unlock(mm);
501
502         return ret;
503 }
504 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_locked_vm);
505
506 unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
507         unsigned long len, unsigned long prot,
508         unsigned long flag, unsigned long pgoff)
509 {
510         unsigned long ret;
511         struct mm_struct *mm = current->mm;
512         unsigned long populate;
513         LIST_HEAD(uf);
514
515         ret = security_mmap_file(file, prot, flag);
516         if (!ret) {
517                 if (mmap_write_lock_killable(mm))
518                         return -EINTR;
519                 ret = do_mmap(file, addr, len, prot, flag, pgoff, &populate,
520                               &uf);
521                 mmap_write_unlock(mm);
522                 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
523                 if (populate)
524                         mm_populate(ret, populate);
525         }
526         return ret;
527 }
528
529 unsigned long vm_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
530         unsigned long len, unsigned long prot,
531         unsigned long flag, unsigned long offset)
532 {
533         if (unlikely(offset + PAGE_ALIGN(len) < offset))
534                 return -EINVAL;
535         if (unlikely(offset_in_page(offset)))
536                 return -EINVAL;
537
538         return vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(vm_mmap);
541
542 /**
543  * kvmalloc_node - attempt to allocate physically contiguous memory, but upon
544  * failure, fall back to non-contiguous (vmalloc) allocation.
545  * @size: size of the request.
546  * @flags: gfp mask for the allocation - must be compatible (superset) with GFP_KERNEL.
547  * @node: numa node to allocate from
548  *
549  * Uses kmalloc to get the memory but if the allocation fails then falls back
550  * to the vmalloc allocator. Use kvfree for freeing the memory.
551  *
552  * GFP_NOWAIT and GFP_ATOMIC are not supported, neither is the __GFP_NORETRY modifier.
553  * __GFP_RETRY_MAYFAIL is supported, and it should be used only if kmalloc is
554  * preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
555  *
556  * Return: pointer to the allocated memory of %NULL in case of failure
557  */
558 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
559 {
560         gfp_t kmalloc_flags = flags;
561         void *ret;
562
563         /*
564          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
565          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
566          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
567          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
568          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
569          */
570         if (size > PAGE_SIZE) {
571                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
572
573                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
574                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
575
576                 /* nofail semantic is implemented by the vmalloc fallback */
577                 kmalloc_flags &= ~__GFP_NOFAIL;
578         }
579
580         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
581
582         /*
583          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
584          * requests
585          */
586         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
587                 return ret;
588
589         /* Don't even allow crazy sizes */
590         if (WARN_ON_ONCE(size > INT_MAX))
591                 return NULL;
592
593         return __vmalloc_node(size, 1, flags, node,
594                         __builtin_return_address(0));
595 }
596 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
597
598 /**
599  * kvfree() - Free memory.
600  * @addr: Pointer to allocated memory.
601  *
602  * kvfree frees memory allocated by any of vmalloc(), kmalloc() or kvmalloc().
603  * It is slightly more efficient to use kfree() or vfree() if you are certain
604  * that you know which one to use.
605  *
606  * Context: Either preemptible task context or not-NMI interrupt.
607  */
608 void kvfree(const void *addr)
609 {
610         if (is_vmalloc_addr(addr))
611                 vfree(addr);
612         else
613                 kfree(addr);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
616
617 /**
618  * kvfree_sensitive - Free a data object containing sensitive information.
619  * @addr: address of the data object to be freed.
620  * @len: length of the data object.
621  *
622  * Use the special memzero_explicit() function to clear the content of a
623  * kvmalloc'ed object containing sensitive data to make sure that the
624  * compiler won't optimize out the data clearing.
625  */
626 void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len)
627 {
628         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(addr))) {
629                 memzero_explicit((void *)addr, len);
630                 kvfree(addr);
631         }
632 }
633 EXPORT_SYMBOL(kvfree_sensitive);
634
635 void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
636 {
637         void *newp;
638
639         if (oldsize >= newsize)
640                 return (void *)p;
641         newp = kvmalloc(newsize, flags);
642         if (!newp)
643                 return NULL;
644         memcpy(newp, p, oldsize);
645         kvfree(p);
646         return newp;
647 }
648 EXPORT_SYMBOL(kvrealloc);
649
650 /**
651  * __vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
652  * @n: number of elements.
653  * @size: element size.
654  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
655  */
656 void *__vmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
657 {
658         size_t bytes;
659
660         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
661                 return NULL;
662         return __vmalloc(bytes, flags);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_array);
665
666 /**
667  * vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
668  * @n: number of elements.
669  * @size: element size.
670  */
671 void *vmalloc_array(size_t n, size_t size)
672 {
673         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL);
674 }
675 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_array);
676
677 /**
678  * __vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
679  * @n: number of elements.
680  * @size: element size.
681  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
682  */
683 void *__vcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
684 {
685         return __vmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(__vcalloc);
688
689 /**
690  * vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
691  * @n: number of elements.
692  * @size: element size.
693  */
694 void *vcalloc(size_t n, size_t size)
695 {
696         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
697 }
698 EXPORT_SYMBOL(vcalloc);
699
700 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
701 void *page_rmapping(struct page *page)
702 {
703         return folio_raw_mapping(page_folio(page));
704 }
705
706 /**
707  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
708  * @folio: The folio.
709  *
710  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
711  */
712 bool folio_mapped(struct folio *folio)
713 {
714         long i, nr;
715
716         if (!folio_test_large(folio))
717                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
718         if (atomic_read(folio_mapcount_ptr(folio)) >= 0)
719                 return true;
720         if (folio_test_hugetlb(folio))
721                 return false;
722
723         nr = folio_nr_pages(folio);
724         for (i = 0; i < nr; i++) {
725                 if (atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount) >= 0)
726                         return true;
727         }
728         return false;
729 }
730 EXPORT_SYMBOL(folio_mapped);
731
732 struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page)
733 {
734         struct folio *folio = page_folio(page);
735         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
736
737         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
738                 return NULL;
739         return (void *)(mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
740 }
741
742 /**
743  * folio_mapping - Find the mapping where this folio is stored.
744  * @folio: The folio.
745  *
746  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
747  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the swap mapping
748  * this page is stored in (which is different from the mapping for the
749  * swap file or swap device where the data is stored).
750  *
751  * You can call this for folios which aren't in the swap cache or page
752  * cache and it will return NULL.
753  */
754 struct address_space *folio_mapping(struct folio *folio)
755 {
756         struct address_space *mapping;
757
758         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
759         if (unlikely(folio_test_slab(folio)))
760                 return NULL;
761
762         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
763                 return swap_address_space(folio_swap_entry(folio));
764
765         mapping = folio->mapping;
766         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
767                 return NULL;
768
769         return (void *)((unsigned long)mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
770 }
771 EXPORT_SYMBOL(folio_mapping);
772
773 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
774 int __page_mapcount(struct page *page)
775 {
776         int ret;
777
778         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
779         /*
780          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
781          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
782          */
783         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
784                 return ret;
785         page = compound_head(page);
786         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
787         if (PageDoubleMap(page))
788                 ret--;
789         return ret;
790 }
791 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
792
793 /**
794  * folio_copy - Copy the contents of one folio to another.
795  * @dst: Folio to copy to.
796  * @src: Folio to copy from.
797  *
798  * The bytes in the folio represented by @src are copied to @dst.
799  * Assumes the caller has validated that @dst is at least as large as @src.
800  * Can be called in atomic context for order-0 folios, but if the folio is
801  * larger, it may sleep.
802  */
803 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src)
804 {
805         long i = 0;
806         long nr = folio_nr_pages(src);
807
808         for (;;) {
809                 copy_highpage(folio_page(dst, i), folio_page(src, i));
810                 if (++i == nr)
811                         break;
812                 cond_resched();
813         }
814 }
815
816 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
817 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
818 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
819 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
820 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
821 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
822
823 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
824                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
825 {
826         int ret;
827
828         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
829         if (ret == 0 && write)
830                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
831         return ret;
832 }
833
834 static void sync_overcommit_as(struct work_struct *dummy)
835 {
836         percpu_counter_sync(&vm_committed_as);
837 }
838
839 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
840                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
841 {
842         struct ctl_table t;
843         int new_policy = -1;
844         int ret;
845
846         /*
847          * The deviation of sync_overcommit_as could be big with loose policy
848          * like OVERCOMMIT_ALWAYS/OVERCOMMIT_GUESS. When changing policy to
849          * strict OVERCOMMIT_NEVER, we need to reduce the deviation to comply
850          * with the strict "NEVER", and to avoid possible race condition (even
851          * though user usually won't too frequently do the switching to policy
852          * OVERCOMMIT_NEVER), the switch is done in the following order:
853          *      1. changing the batch
854          *      2. sync percpu count on each CPU
855          *      3. switch the policy
856          */
857         if (write) {
858                 t = *table;
859                 t.data = &new_policy;
860                 ret = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
861                 if (ret || new_policy == -1)
862                         return ret;
863
864                 mm_compute_batch(new_policy);
865                 if (new_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
866                         schedule_on_each_cpu(sync_overcommit_as);
867                 sysctl_overcommit_memory = new_policy;
868         } else {
869                 ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
870         }
871
872         return ret;
873 }
874
875 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
876                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
877 {
878         int ret;
879
880         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
881         if (ret == 0 && write)
882                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
883         return ret;
884 }
885
886 /*
887  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
888  */
889 unsigned long vm_commit_limit(void)
890 {
891         unsigned long allowed;
892
893         if (sysctl_overcommit_kbytes)
894                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
895         else
896                 allowed = ((totalram_pages() - hugetlb_total_pages())
897                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
898         allowed += total_swap_pages;
899
900         return allowed;
901 }
902
903 /*
904  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
905  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
906  */
907 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
908
909 /*
910  * The global memory commitment made in the system can be a metric
911  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
912  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
913  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
914  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
915  * memory commitment.
916  *
917  * The time cost of this is very low for small platforms, and for big
918  * platform like a 2S/36C/72T Skylake server, in worst case where
919  * vm_committed_as's spinlock is under severe contention, the time cost
920  * could be about 30~40 microseconds.
921  */
922 unsigned long vm_memory_committed(void)
923 {
924         return percpu_counter_sum_positive(&vm_committed_as);
925 }
926 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
927
928 /*
929  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
930  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
931  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
932  *
933  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
934  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting.rst
935  *
936  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
937  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
938  *
939  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
940  *
941  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
942  * wish to use this logic.
943  */
944 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
945 {
946         long allowed;
947
948         vm_acct_memory(pages);
949
950         /*
951          * Sometimes we want to use more memory than we have
952          */
953         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
954                 return 0;
955
956         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
957                 if (pages > totalram_pages() + total_swap_pages)
958                         goto error;
959                 return 0;
960         }
961
962         allowed = vm_commit_limit();
963         /*
964          * Reserve some for root
965          */
966         if (!cap_sys_admin)
967                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
968
969         /*
970          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
971          */
972         if (mm) {
973                 long reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
974
975                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
976         }
977
978         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
979                 return 0;
980 error:
981         vm_unacct_memory(pages);
982
983         return -ENOMEM;
984 }
985
986 /**
987  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
988  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
989  * @buffer:   the buffer to copy to.
990  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
991  *            to this length.
992  *
993  * Return: the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
994  * not guarantee an ending NULL byte.
995  */
996 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
997 {
998         int res = 0;
999         unsigned int len;
1000         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
1001         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
1002         if (!mm)
1003                 goto out;
1004         if (!mm->arg_end)
1005                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
1006
1007         spin_lock(&mm->arg_lock);
1008         arg_start = mm->arg_start;
1009         arg_end = mm->arg_end;
1010         env_start = mm->env_start;
1011         env_end = mm->env_end;
1012         spin_unlock(&mm->arg_lock);
1013
1014         len = arg_end - arg_start;
1015
1016         if (len > buflen)
1017                 len = buflen;
1018
1019         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
1020
1021         /*
1022          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
1023          * assume application is using setproctitle(3).
1024          */
1025         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
1026                 len = strnlen(buffer, res);
1027                 if (len < res) {
1028                         res = len;
1029                 } else {
1030                         len = env_end - env_start;
1031                         if (len > buflen - res)
1032                                 len = buflen - res;
1033                         res += access_process_vm(task, env_start,
1034                                                  buffer+res, len,
1035                                                  FOLL_FORCE);
1036                         res = strnlen(buffer, res);
1037                 }
1038         }
1039 out_mm:
1040         mmput(mm);
1041 out:
1042         return res;
1043 }
1044
1045 int __weak memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2)
1046 {
1047         char *addr1, *addr2;
1048         int ret;
1049
1050         addr1 = kmap_atomic(page1);
1051         addr2 = kmap_atomic(page2);
1052         ret = memcmp(addr1, addr2, PAGE_SIZE);
1053         kunmap_atomic(addr2);
1054         kunmap_atomic(addr1);
1055         return ret;
1056 }
1057
1058 #ifdef CONFIG_PRINTK
1059 /**
1060  * mem_dump_obj - Print available provenance information
1061  * @object: object for which to find provenance information.
1062  *
1063  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
1064  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
1065  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
1066  * For example, for a slab-cache object, the slab name is printed, and,
1067  * if available, the return address and stack trace from the allocation
1068  * and last free path of that object.
1069  */
1070 void mem_dump_obj(void *object)
1071 {
1072         const char *type;
1073
1074         if (kmem_valid_obj(object)) {
1075                 kmem_dump_obj(object);
1076                 return;
1077         }
1078
1079         if (vmalloc_dump_obj(object))
1080                 return;
1081
1082         if (virt_addr_valid(object))
1083                 type = "non-slab/vmalloc memory";
1084         else if (object == NULL)
1085                 type = "NULL pointer";
1086         else if (object == ZERO_SIZE_PTR)
1087                 type = "zero-size pointer";
1088         else
1089                 type = "non-paged memory";
1090
1091         pr_cont(" %s\n", type);
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL_GPL(mem_dump_obj);
1094 #endif
1095
1096 /*
1097  * A driver might set a page logically offline -- PageOffline() -- and
1098  * turn the page inaccessible in the hypervisor; after that, access to page
1099  * content can be fatal.
1100  *
1101  * Some special PFN walkers -- i.e., /proc/kcore -- read content of random
1102  * pages after checking PageOffline(); however, these PFN walkers can race
1103  * with drivers that set PageOffline().
1104  *
1105  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw() allows for a subsystem to
1106  * synchronize with such drivers, achieving that a page cannot be set
1107  * PageOffline() while frozen.
1108  *
1109  * page_offline_begin()/page_offline_end() is used by drivers that care about
1110  * such races when setting a page PageOffline().
1111  */
1112 static DECLARE_RWSEM(page_offline_rwsem);
1113
1114 void page_offline_freeze(void)
1115 {
1116         down_read(&page_offline_rwsem);
1117 }
1118
1119 void page_offline_thaw(void)
1120 {
1121         up_read(&page_offline_rwsem);
1122 }
1123
1124 void page_offline_begin(void)
1125 {
1126         down_write(&page_offline_rwsem);
1127 }
1128 EXPORT_SYMBOL(page_offline_begin);
1129
1130 void page_offline_end(void)
1131 {
1132         up_write(&page_offline_rwsem);
1133 }
1134 EXPORT_SYMBOL(page_offline_end);
1135
1136 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_FOLIO
1137 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
1138 {
1139         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
1140
1141         for (i = 0; i < nr; i++)
1142                 flush_dcache_page(folio_page(folio, i));
1143 }
1144 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
1145 #endif