Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/klassert/ipsec
[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 /**
347  * randomize_page - Generate a random, page aligned address
348  * @start:      The smallest acceptable address the caller will take.
349  * @range:      The size of the area, starting at @start, within which the
350  *              random address must fall.
351  *
352  * If @start + @range would overflow, @range is capped.
353  *
354  * NOTE: Historical use of randomize_range, which this replaces, presumed that
355  * @start was already page aligned.  We now align it regardless.
356  *
357  * Return: A page aligned address within [start, start + range).  On error,
358  * @start is returned.
359  */
360 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range)
361 {
362         if (!PAGE_ALIGNED(start)) {
363                 range -= PAGE_ALIGN(start) - start;
364                 start = PAGE_ALIGN(start);
365         }
366
367         if (start > ULONG_MAX - range)
368                 range = ULONG_MAX - start;
369
370         range >>= PAGE_SHIFT;
371
372         if (range == 0)
373                 return start;
374
375         return start + (get_random_long() % range << PAGE_SHIFT);
376 }
377
378 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_DEFAULT_TOPDOWN_MMAP_LAYOUT
379 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
380 {
381         /* Is the current task 32bit ? */
382         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) || is_compat_task())
383                 return randomize_page(mm->brk, SZ_32M);
384
385         return randomize_page(mm->brk, SZ_1G);
386 }
387
388 unsigned long arch_mmap_rnd(void)
389 {
390         unsigned long rnd;
391
392 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
393         if (is_compat_task())
394                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_compat_bits) - 1);
395         else
396 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS */
397                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_bits) - 1);
398
399         return rnd << PAGE_SHIFT;
400 }
401
402 static int mmap_is_legacy(struct rlimit *rlim_stack)
403 {
404         if (current->personality & ADDR_COMPAT_LAYOUT)
405                 return 1;
406
407         if (rlim_stack->rlim_cur == RLIM_INFINITY)
408                 return 1;
409
410         return sysctl_legacy_va_layout;
411 }
412
413 /*
414  * Leave enough space between the mmap area and the stack to honour ulimit in
415  * the face of randomisation.
416  */
417 #define MIN_GAP         (SZ_128M)
418 #define MAX_GAP         (STACK_TOP / 6 * 5)
419
420 static unsigned long mmap_base(unsigned long rnd, struct rlimit *rlim_stack)
421 {
422         unsigned long gap = rlim_stack->rlim_cur;
423         unsigned long pad = stack_guard_gap;
424
425         /* Account for stack randomization if necessary */
426         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
427                 pad += (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT);
428
429         /* Values close to RLIM_INFINITY can overflow. */
430         if (gap + pad > gap)
431                 gap += pad;
432
433         if (gap < MIN_GAP)
434                 gap = MIN_GAP;
435         else if (gap > MAX_GAP)
436                 gap = MAX_GAP;
437
438         return PAGE_ALIGN(STACK_TOP - gap - rnd);
439 }
440
441 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
442 {
443         unsigned long random_factor = 0UL;
444
445         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
446                 random_factor = arch_mmap_rnd();
447
448         if (mmap_is_legacy(rlim_stack)) {
449                 mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE + random_factor;
450                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
451         } else {
452                 mm->mmap_base = mmap_base(random_factor, rlim_stack);
453                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area_topdown;
454         }
455 }
456 #elif defined(CONFIG_MMU) && !defined(HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT)
457 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
458 {
459         mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE;
460         mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
461 }
462 #endif
463
464 /**
465  * __account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
466  * @mm:          mm to account against
467  * @pages:       number of pages to account
468  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
469  * @task:        task used to check RLIMIT_MEMLOCK
470  * @bypass_rlim: %true if checking RLIMIT_MEMLOCK should be skipped
471  *
472  * Assumes @task and @mm are valid (i.e. at least one reference on each), and
473  * that mmap_lock is held as writer.
474  *
475  * Return:
476  * * 0       on success
477  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
478  */
479 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
480                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim)
481 {
482         unsigned long locked_vm, limit;
483         int ret = 0;
484
485         mmap_assert_write_locked(mm);
486
487         locked_vm = mm->locked_vm;
488         if (inc) {
489                 if (!bypass_rlim) {
490                         limit = task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
491                         if (locked_vm + pages > limit)
492                                 ret = -ENOMEM;
493                 }
494                 if (!ret)
495                         mm->locked_vm = locked_vm + pages;
496         } else {
497                 WARN_ON_ONCE(pages > locked_vm);
498                 mm->locked_vm = locked_vm - pages;
499         }
500
501         pr_debug("%s: [%d] caller %ps %c%lu %lu/%lu%s\n", __func__, task->pid,
502                  (void *)_RET_IP_, (inc) ? '+' : '-', pages << PAGE_SHIFT,
503                  locked_vm << PAGE_SHIFT, task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK),
504                  ret ? " - exceeded" : "");
505
506         return ret;
507 }
508 EXPORT_SYMBOL_GPL(__account_locked_vm);
509
510 /**
511  * account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
512  * @mm:          mm to account against, may be NULL
513  * @pages:       number of pages to account
514  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
515  *
516  * Assumes a non-NULL @mm is valid (i.e. at least one reference on it).
517  *
518  * Return:
519  * * 0       on success, or if mm is NULL
520  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
521  */
522 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc)
523 {
524         int ret;
525
526         if (pages == 0 || !mm)
527                 return 0;
528
529         mmap_write_lock(mm);
530         ret = __account_locked_vm(mm, pages, inc, current,
531                                   capable(CAP_IPC_LOCK));
532         mmap_write_unlock(mm);
533
534         return ret;
535 }
536 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_locked_vm);
537
538 unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
539         unsigned long len, unsigned long prot,
540         unsigned long flag, unsigned long pgoff)
541 {
542         unsigned long ret;
543         struct mm_struct *mm = current->mm;
544         unsigned long populate;
545         LIST_HEAD(uf);
546
547         ret = security_mmap_file(file, prot, flag);
548         if (!ret) {
549                 if (mmap_write_lock_killable(mm))
550                         return -EINTR;
551                 ret = do_mmap(file, addr, len, prot, flag, pgoff, &populate,
552                               &uf);
553                 mmap_write_unlock(mm);
554                 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
555                 if (populate)
556                         mm_populate(ret, populate);
557         }
558         return ret;
559 }
560
561 unsigned long vm_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
562         unsigned long len, unsigned long prot,
563         unsigned long flag, unsigned long offset)
564 {
565         if (unlikely(offset + PAGE_ALIGN(len) < offset))
566                 return -EINVAL;
567         if (unlikely(offset_in_page(offset)))
568                 return -EINVAL;
569
570         return vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(vm_mmap);
573
574 /**
575  * kvmalloc_node - attempt to allocate physically contiguous memory, but upon
576  * failure, fall back to non-contiguous (vmalloc) allocation.
577  * @size: size of the request.
578  * @flags: gfp mask for the allocation - must be compatible (superset) with GFP_KERNEL.
579  * @node: numa node to allocate from
580  *
581  * Uses kmalloc to get the memory but if the allocation fails then falls back
582  * to the vmalloc allocator. Use kvfree for freeing the memory.
583  *
584  * GFP_NOWAIT and GFP_ATOMIC are not supported, neither is the __GFP_NORETRY modifier.
585  * __GFP_RETRY_MAYFAIL is supported, and it should be used only if kmalloc is
586  * preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
587  *
588  * Return: pointer to the allocated memory of %NULL in case of failure
589  */
590 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
591 {
592         gfp_t kmalloc_flags = flags;
593         void *ret;
594
595         /*
596          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
597          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
598          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
599          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
600          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
601          */
602         if (size > PAGE_SIZE) {
603                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
604
605                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
606                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
607
608                 /* nofail semantic is implemented by the vmalloc fallback */
609                 kmalloc_flags &= ~__GFP_NOFAIL;
610         }
611
612         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
613
614         /*
615          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
616          * requests
617          */
618         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
619                 return ret;
620
621         /* Don't even allow crazy sizes */
622         if (unlikely(size > INT_MAX)) {
623                 WARN_ON_ONCE(!(flags & __GFP_NOWARN));
624                 return NULL;
625         }
626
627         /*
628          * kvmalloc() can always use VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
629          * since the callers already cannot assume anything
630          * about the resulting pointer, and cannot play
631          * protection games.
632          */
633         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
634                         flags, PAGE_KERNEL, VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
635                         node, __builtin_return_address(0));
636 }
637 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
638
639 /**
640  * kvfree() - Free memory.
641  * @addr: Pointer to allocated memory.
642  *
643  * kvfree frees memory allocated by any of vmalloc(), kmalloc() or kvmalloc().
644  * It is slightly more efficient to use kfree() or vfree() if you are certain
645  * that you know which one to use.
646  *
647  * Context: Either preemptible task context or not-NMI interrupt.
648  */
649 void kvfree(const void *addr)
650 {
651         if (is_vmalloc_addr(addr))
652                 vfree(addr);
653         else
654                 kfree(addr);
655 }
656 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
657
658 /**
659  * kvfree_sensitive - Free a data object containing sensitive information.
660  * @addr: address of the data object to be freed.
661  * @len: length of the data object.
662  *
663  * Use the special memzero_explicit() function to clear the content of a
664  * kvmalloc'ed object containing sensitive data to make sure that the
665  * compiler won't optimize out the data clearing.
666  */
667 void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len)
668 {
669         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(addr))) {
670                 memzero_explicit((void *)addr, len);
671                 kvfree(addr);
672         }
673 }
674 EXPORT_SYMBOL(kvfree_sensitive);
675
676 void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
677 {
678         void *newp;
679
680         if (oldsize >= newsize)
681                 return (void *)p;
682         newp = kvmalloc(newsize, flags);
683         if (!newp)
684                 return NULL;
685         memcpy(newp, p, oldsize);
686         kvfree(p);
687         return newp;
688 }
689 EXPORT_SYMBOL(kvrealloc);
690
691 /**
692  * __vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
693  * @n: number of elements.
694  * @size: element size.
695  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
696  */
697 void *__vmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
698 {
699         size_t bytes;
700
701         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
702                 return NULL;
703         return __vmalloc(bytes, flags);
704 }
705 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_array);
706
707 /**
708  * vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
709  * @n: number of elements.
710  * @size: element size.
711  */
712 void *vmalloc_array(size_t n, size_t size)
713 {
714         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_array);
717
718 /**
719  * __vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
720  * @n: number of elements.
721  * @size: element size.
722  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
723  */
724 void *__vcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
725 {
726         return __vmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
727 }
728 EXPORT_SYMBOL(__vcalloc);
729
730 /**
731  * vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
732  * @n: number of elements.
733  * @size: element size.
734  */
735 void *vcalloc(size_t n, size_t size)
736 {
737         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
738 }
739 EXPORT_SYMBOL(vcalloc);
740
741 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
742 void *page_rmapping(struct page *page)
743 {
744         return folio_raw_mapping(page_folio(page));
745 }
746
747 /**
748  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
749  * @folio: The folio.
750  *
751  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
752  */
753 bool folio_mapped(struct folio *folio)
754 {
755         long i, nr;
756
757         if (!folio_test_large(folio))
758                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
759         if (atomic_read(folio_mapcount_ptr(folio)) >= 0)
760                 return true;
761         if (folio_test_hugetlb(folio))
762                 return false;
763
764         nr = folio_nr_pages(folio);
765         for (i = 0; i < nr; i++) {
766                 if (atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount) >= 0)
767                         return true;
768         }
769         return false;
770 }
771 EXPORT_SYMBOL(folio_mapped);
772
773 struct anon_vma *folio_anon_vma(struct folio *folio)
774 {
775         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
776
777         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
778                 return NULL;
779         return (void *)(mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
780 }
781
782 /**
783  * folio_mapping - Find the mapping where this folio is stored.
784  * @folio: The folio.
785  *
786  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
787  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the swap mapping
788  * this page is stored in (which is different from the mapping for the
789  * swap file or swap device where the data is stored).
790  *
791  * You can call this for folios which aren't in the swap cache or page
792  * cache and it will return NULL.
793  */
794 struct address_space *folio_mapping(struct folio *folio)
795 {
796         struct address_space *mapping;
797
798         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
799         if (unlikely(folio_test_slab(folio)))
800                 return NULL;
801
802         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
803                 return swap_address_space(folio_swap_entry(folio));
804
805         mapping = folio->mapping;
806         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
807                 return NULL;
808
809         return (void *)((unsigned long)mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
810 }
811 EXPORT_SYMBOL(folio_mapping);
812
813 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
814 int __page_mapcount(struct page *page)
815 {
816         int ret;
817
818         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
819         /*
820          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
821          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
822          */
823         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
824                 return ret;
825         page = compound_head(page);
826         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
827         if (PageDoubleMap(page))
828                 ret--;
829         return ret;
830 }
831 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
832
833 /**
834  * folio_mapcount() - Calculate the number of mappings of this folio.
835  * @folio: The folio.
836  *
837  * A large folio tracks both how many times the entire folio is mapped,
838  * and how many times each individual page in the folio is mapped.
839  * This function calculates the total number of times the folio is
840  * mapped.
841  *
842  * Return: The number of times this folio is mapped.
843  */
844 int folio_mapcount(struct folio *folio)
845 {
846         int i, compound, nr, ret;
847
848         if (likely(!folio_test_large(folio)))
849                 return atomic_read(&folio->_mapcount) + 1;
850
851         compound = folio_entire_mapcount(folio);
852         nr = folio_nr_pages(folio);
853         if (folio_test_hugetlb(folio))
854                 return compound;
855         ret = compound;
856         for (i = 0; i < nr; i++)
857                 ret += atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount) + 1;
858         /* File pages has compound_mapcount included in _mapcount */
859         if (!folio_test_anon(folio))
860                 return ret - compound * nr;
861         if (folio_test_double_map(folio))
862                 ret -= nr;
863         return ret;
864 }
865
866 /**
867  * folio_copy - Copy the contents of one folio to another.
868  * @dst: Folio to copy to.
869  * @src: Folio to copy from.
870  *
871  * The bytes in the folio represented by @src are copied to @dst.
872  * Assumes the caller has validated that @dst is at least as large as @src.
873  * Can be called in atomic context for order-0 folios, but if the folio is
874  * larger, it may sleep.
875  */
876 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src)
877 {
878         long i = 0;
879         long nr = folio_nr_pages(src);
880
881         for (;;) {
882                 copy_highpage(folio_page(dst, i), folio_page(src, i));
883                 if (++i == nr)
884                         break;
885                 cond_resched();
886         }
887 }
888
889 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
890 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
891 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
892 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
893 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
894 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
895
896 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
897                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
898 {
899         int ret;
900
901         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
902         if (ret == 0 && write)
903                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
904         return ret;
905 }
906
907 static void sync_overcommit_as(struct work_struct *dummy)
908 {
909         percpu_counter_sync(&vm_committed_as);
910 }
911
912 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
913                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
914 {
915         struct ctl_table t;
916         int new_policy = -1;
917         int ret;
918
919         /*
920          * The deviation of sync_overcommit_as could be big with loose policy
921          * like OVERCOMMIT_ALWAYS/OVERCOMMIT_GUESS. When changing policy to
922          * strict OVERCOMMIT_NEVER, we need to reduce the deviation to comply
923          * with the strict "NEVER", and to avoid possible race condition (even
924          * though user usually won't too frequently do the switching to policy
925          * OVERCOMMIT_NEVER), the switch is done in the following order:
926          *      1. changing the batch
927          *      2. sync percpu count on each CPU
928          *      3. switch the policy
929          */
930         if (write) {
931                 t = *table;
932                 t.data = &new_policy;
933                 ret = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
934                 if (ret || new_policy == -1)
935                         return ret;
936
937                 mm_compute_batch(new_policy);
938                 if (new_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
939                         schedule_on_each_cpu(sync_overcommit_as);
940                 sysctl_overcommit_memory = new_policy;
941         } else {
942                 ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
943         }
944
945         return ret;
946 }
947
948 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
949                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
950 {
951         int ret;
952
953         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
954         if (ret == 0 && write)
955                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
956         return ret;
957 }
958
959 /*
960  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
961  */
962 unsigned long vm_commit_limit(void)
963 {
964         unsigned long allowed;
965
966         if (sysctl_overcommit_kbytes)
967                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
968         else
969                 allowed = ((totalram_pages() - hugetlb_total_pages())
970                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
971         allowed += total_swap_pages;
972
973         return allowed;
974 }
975
976 /*
977  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
978  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
979  */
980 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
981
982 /*
983  * The global memory commitment made in the system can be a metric
984  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
985  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
986  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
987  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
988  * memory commitment.
989  *
990  * The time cost of this is very low for small platforms, and for big
991  * platform like a 2S/36C/72T Skylake server, in worst case where
992  * vm_committed_as's spinlock is under severe contention, the time cost
993  * could be about 30~40 microseconds.
994  */
995 unsigned long vm_memory_committed(void)
996 {
997         return percpu_counter_sum_positive(&vm_committed_as);
998 }
999 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
1000
1001 /*
1002  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
1003  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
1004  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
1005  *
1006  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
1007  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting.rst
1008  *
1009  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
1010  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
1011  *
1012  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
1013  *
1014  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
1015  * wish to use this logic.
1016  */
1017 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
1018 {
1019         long allowed;
1020
1021         vm_acct_memory(pages);
1022
1023         /*
1024          * Sometimes we want to use more memory than we have
1025          */
1026         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
1027                 return 0;
1028
1029         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
1030                 if (pages > totalram_pages() + total_swap_pages)
1031                         goto error;
1032                 return 0;
1033         }
1034
1035         allowed = vm_commit_limit();
1036         /*
1037          * Reserve some for root
1038          */
1039         if (!cap_sys_admin)
1040                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
1041
1042         /*
1043          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
1044          */
1045         if (mm) {
1046                 long reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
1047
1048                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
1049         }
1050
1051         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
1052                 return 0;
1053 error:
1054         vm_unacct_memory(pages);
1055
1056         return -ENOMEM;
1057 }
1058
1059 /**
1060  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
1061  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
1062  * @buffer:   the buffer to copy to.
1063  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
1064  *            to this length.
1065  *
1066  * Return: the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
1067  * not guarantee an ending NULL byte.
1068  */
1069 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
1070 {
1071         int res = 0;
1072         unsigned int len;
1073         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
1074         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
1075         if (!mm)
1076                 goto out;
1077         if (!mm->arg_end)
1078                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
1079
1080         spin_lock(&mm->arg_lock);
1081         arg_start = mm->arg_start;
1082         arg_end = mm->arg_end;
1083         env_start = mm->env_start;
1084         env_end = mm->env_end;
1085         spin_unlock(&mm->arg_lock);
1086
1087         len = arg_end - arg_start;
1088
1089         if (len > buflen)
1090                 len = buflen;
1091
1092         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
1093
1094         /*
1095          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
1096          * assume application is using setproctitle(3).
1097          */
1098         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
1099                 len = strnlen(buffer, res);
1100                 if (len < res) {
1101                         res = len;
1102                 } else {
1103                         len = env_end - env_start;
1104                         if (len > buflen - res)
1105                                 len = buflen - res;
1106                         res += access_process_vm(task, env_start,
1107                                                  buffer+res, len,
1108                                                  FOLL_FORCE);
1109                         res = strnlen(buffer, res);
1110                 }
1111         }
1112 out_mm:
1113         mmput(mm);
1114 out:
1115         return res;
1116 }
1117
1118 int __weak memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2)
1119 {
1120         char *addr1, *addr2;
1121         int ret;
1122
1123         addr1 = kmap_atomic(page1);
1124         addr2 = kmap_atomic(page2);
1125         ret = memcmp(addr1, addr2, PAGE_SIZE);
1126         kunmap_atomic(addr2);
1127         kunmap_atomic(addr1);
1128         return ret;
1129 }
1130
1131 #ifdef CONFIG_PRINTK
1132 /**
1133  * mem_dump_obj - Print available provenance information
1134  * @object: object for which to find provenance information.
1135  *
1136  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
1137  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
1138  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
1139  * For example, for a slab-cache object, the slab name is printed, and,
1140  * if available, the return address and stack trace from the allocation
1141  * and last free path of that object.
1142  */
1143 void mem_dump_obj(void *object)
1144 {
1145         const char *type;
1146
1147         if (kmem_valid_obj(object)) {
1148                 kmem_dump_obj(object);
1149                 return;
1150         }
1151
1152         if (vmalloc_dump_obj(object))
1153                 return;
1154
1155         if (virt_addr_valid(object))
1156                 type = "non-slab/vmalloc memory";
1157         else if (object == NULL)
1158                 type = "NULL pointer";
1159         else if (object == ZERO_SIZE_PTR)
1160                 type = "zero-size pointer";
1161         else
1162                 type = "non-paged memory";
1163
1164         pr_cont(" %s\n", type);
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL_GPL(mem_dump_obj);
1167 #endif
1168
1169 /*
1170  * A driver might set a page logically offline -- PageOffline() -- and
1171  * turn the page inaccessible in the hypervisor; after that, access to page
1172  * content can be fatal.
1173  *
1174  * Some special PFN walkers -- i.e., /proc/kcore -- read content of random
1175  * pages after checking PageOffline(); however, these PFN walkers can race
1176  * with drivers that set PageOffline().
1177  *
1178  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw() allows for a subsystem to
1179  * synchronize with such drivers, achieving that a page cannot be set
1180  * PageOffline() while frozen.
1181  *
1182  * page_offline_begin()/page_offline_end() is used by drivers that care about
1183  * such races when setting a page PageOffline().
1184  */
1185 static DECLARE_RWSEM(page_offline_rwsem);
1186
1187 void page_offline_freeze(void)
1188 {
1189         down_read(&page_offline_rwsem);
1190 }
1191
1192 void page_offline_thaw(void)
1193 {
1194         up_read(&page_offline_rwsem);
1195 }
1196
1197 void page_offline_begin(void)
1198 {
1199         down_write(&page_offline_rwsem);
1200 }
1201 EXPORT_SYMBOL(page_offline_begin);
1202
1203 void page_offline_end(void)
1204 {
1205         up_write(&page_offline_rwsem);
1206 }
1207 EXPORT_SYMBOL(page_offline_end);
1208
1209 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_FOLIO
1210 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
1211 {
1212         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
1213
1214         for (i = 0; i < nr; i++)
1215                 flush_dcache_page(folio_page(folio, i));
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
1218 #endif