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  * Reclaim modifiers - __GFP_NORETRY and __GFP_NOFAIL are not supported.
 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  * Please note that any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL is careful to not
 557  * fall back to vmalloc.
 558  *
 559  * Return: pointer to the allocated memory of %NULL in case of failure
 560  */
 561 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 562 {
 563         gfp_t kmalloc_flags = flags;
 564         void *ret;
 565
 566         /*
 567          * vmalloc uses GFP_KERNEL for some internal allocations (e.g page tables)
 568          * so the given set of flags has to be compatible.
 569          */
 570         if ((flags & GFP_KERNEL) != GFP_KERNEL)
 571                 return kmalloc_node(size, flags, node);
 572
 573         /*
 574          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
 575          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
 576          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
 577          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
 578          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
 579          */
 580         if (size > PAGE_SIZE) {
 581                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
 582
 583                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
 584                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
 585         }
 586
 587         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
 588
 589         /*
 590          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
 591          * requests
 592          */
 593         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
 594                 return ret;
 595
 596         /* Don't even allow crazy sizes */
 597         if (WARN_ON_ONCE(size > INT_MAX))
 598                 return NULL;
 599
 600         return __vmalloc_node(size, 1, flags, node,
 601                         __builtin_return_address(0));
 602 }
 603 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
 604
 605 /**
 606  * kvfree() - Free memory.
 607  * @addr: Pointer to allocated memory.
 608  *
 609  * kvfree frees memory allocated by any of vmalloc(), kmalloc() or kvmalloc().
 610  * It is slightly more efficient to use kfree() or vfree() if you are certain
 611  * that you know which one to use.
 612  *
 613  * Context: Either preemptible task context or not-NMI interrupt.
 614  */
 615 void kvfree(const void *addr)
 616 {
 617         if (is_vmalloc_addr(addr))
 618                 vfree(addr);
 619         else
 620                 kfree(addr);
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
 623
 624 /**
 625  * kvfree_sensitive - Free a data object containing sensitive information.
 626  * @addr: address of the data object to be freed.
 627  * @len: length of the data object.
 628  *
 629  * Use the special memzero_explicit() function to clear the content of a
 630  * kvmalloc'ed object containing sensitive data to make sure that the
 631  * compiler won't optimize out the data clearing.
 632  */
 633 void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len)
 634 {
 635         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(addr))) {
 636                 memzero_explicit((void *)addr, len);
 637                 kvfree(addr);
 638         }
 639 }
 640 EXPORT_SYMBOL(kvfree_sensitive);
 641
 642 void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
 643 {
 644         void *newp;
 645
 646         if (oldsize >= newsize)
 647                 return (void *)p;
 648         newp = kvmalloc(newsize, flags);
 649         if (!newp)
 650                 return NULL;
 651         memcpy(newp, p, oldsize);
 652         kvfree(p);
 653         return newp;
 654 }
 655 EXPORT_SYMBOL(kvrealloc);
 656
 657 /* Neutral page->mapping pointer to address_space or anon_vma or other */
 658 void *page_rmapping(struct page *page)
 659 {
 660         return folio_raw_mapping(page_folio(page));
 661 }
 662
 663 /**
 664  * folio_mapped - Is this folio mapped into userspace?
 665  * @folio: The folio.
 666  *
 667  * Return: True if any page in this folio is referenced by user page tables.
 668  */
 669 bool folio_mapped(struct folio *folio)
 670 {
 671         long i, nr;
 672
 673         if (!folio_test_large(folio))
 674                 return atomic_read(&folio->_mapcount) >= 0;
 675         if (atomic_read(folio_mapcount_ptr(folio)) >= 0)
 676                 return true;
 677         if (folio_test_hugetlb(folio))
 678                 return false;
 679
 680         nr = folio_nr_pages(folio);
 681         for (i = 0; i < nr; i++) {
 682                 if (atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount) >= 0)
 683                         return true;
 684         }
 685         return false;
 686 }
 687 EXPORT_SYMBOL(folio_mapped);
 688
 689 struct anon_vma *page_anon_vma(struct page *page)
 690 {
 691         struct folio *folio = page_folio(page);
 692         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
 693
 694         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
 695                 return NULL;
 696         return (void *)(mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 697 }
 698
 699 /**
 700  * folio_mapping - Find the mapping where this folio is stored.
 701  * @folio: The folio.
 702  *
 703  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
 704  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the swap mapping
 705  * this page is stored in (which is different from the mapping for the
 706  * swap file or swap device where the data is stored).
 707  *
 708  * You can call this for folios which aren't in the swap cache or page
 709  * cache and it will return NULL.
 710  */
 711 struct address_space *folio_mapping(struct folio *folio)
 712 {
 713         struct address_space *mapping;
 714
 715         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
 716         if (unlikely(folio_test_slab(folio)))
 717                 return NULL;
 718
 719         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
 720                 return swap_address_space(folio_swap_entry(folio));
 721
 722         mapping = folio->mapping;
 723         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_ANON)
 724                 return NULL;
 725
 726         return (void *)((unsigned long)mapping & ~PAGE_MAPPING_FLAGS);
 727 }
 728 EXPORT_SYMBOL(folio_mapping);
 729
 730 /* Slow path of page_mapcount() for compound pages */
 731 int __page_mapcount(struct page *page)
 732 {
 733         int ret;
 734
 735         ret = atomic_read(&page->_mapcount) + 1;
 736         /*
 737          * For file THP page->_mapcount contains total number of mapping
 738          * of the page: no need to look into compound_mapcount.
 739          */
 740         if (!PageAnon(page) && !PageHuge(page))
 741                 return ret;
 742         page = compound_head(page);
 743         ret += atomic_read(compound_mapcount_ptr(page)) + 1;
 744         if (PageDoubleMap(page))
 745                 ret--;
 746         return ret;
 747 }
 748 EXPORT_SYMBOL_GPL(__page_mapcount);
 749
 750 /**
 751  * folio_copy - Copy the contents of one folio to another.
 752  * @dst: Folio to copy to.
 753  * @src: Folio to copy from.
 754  *
 755  * The bytes in the folio represented by @src are copied to @dst.
 756  * Assumes the caller has validated that @dst is at least as large as @src.
 757  * Can be called in atomic context for order-0 folios, but if the folio is
 758  * larger, it may sleep.
 759  */
 760 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src)
 761 {
 762         long i = 0;
 763         long nr = folio_nr_pages(src);
 764
 765         for (;;) {
 766                 copy_highpage(folio_page(dst, i), folio_page(src, i));
 767                 if (++i == nr)
 768                         break;
 769                 cond_resched();
 770         }
 771 }
 772
 773 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
 774 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
 775 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
 776 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
 777 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
 778 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
 779
 780 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
 781                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
 782 {
 783         int ret;
 784
 785         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
 786         if (ret == 0 && write)
 787                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
 788         return ret;
 789 }
 790
 791 static void sync_overcommit_as(struct work_struct *dummy)
 792 {
 793         percpu_counter_sync(&vm_committed_as);
 794 }
 795
 796 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
 797                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
 798 {
 799         struct ctl_table t;
 800         int new_policy = -1;
 801         int ret;
 802
 803         /*
 804          * The deviation of sync_overcommit_as could be big with loose policy
 805          * like OVERCOMMIT_ALWAYS/OVERCOMMIT_GUESS. When changing policy to
 806          * strict OVERCOMMIT_NEVER, we need to reduce the deviation to comply
 807          * with the strict "NEVER", and to avoid possible race condition (even
 808          * though user usually won't too frequently do the switching to policy
 809          * OVERCOMMIT_NEVER), the switch is done in the following order:
 810          *      1. changing the batch
 811          *      2. sync percpu count on each CPU
 812          *      3. switch the policy
 813          */
 814         if (write) {
 815                 t = *table;
 816                 t.data = &new_policy;
 817                 ret = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
 818                 if (ret || new_policy == -1)
 819                         return ret;
 820
 821                 mm_compute_batch(new_policy);
 822                 if (new_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
 823                         schedule_on_each_cpu(sync_overcommit_as);
 824                 sysctl_overcommit_memory = new_policy;
 825         } else {
 826                 ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
 827         }
 828
 829         return ret;
 830 }
 831
 832 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
 833                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
 834 {
 835         int ret;
 836
 837         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
 838         if (ret == 0 && write)
 839                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
 840         return ret;
 841 }
 842
 843 /*
 844  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
 845  */
 846 unsigned long vm_commit_limit(void)
 847 {
 848         unsigned long allowed;
 849
 850         if (sysctl_overcommit_kbytes)
 851                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 852         else
 853                 allowed = ((totalram_pages() - hugetlb_total_pages())
 854                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
 855         allowed += total_swap_pages;
 856
 857         return allowed;
 858 }
 859
 860 /*
 861  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
 862  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
 863  */
 864 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
 865
 866 /*
 867  * The global memory commitment made in the system can be a metric
 868  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
 869  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
 870  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
 871  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
 872  * memory commitment.
 873  *
 874  * The time cost of this is very low for small platforms, and for big
 875  * platform like a 2S/36C/72T Skylake server, in worst case where
 876  * vm_committed_as's spinlock is under severe contention, the time cost
 877  * could be about 30~40 microseconds.
 878  */
 879 unsigned long vm_memory_committed(void)
 880 {
 881         return percpu_counter_sum_positive(&vm_committed_as);
 882 }
 883 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
 884
 885 /*
 886  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
 887  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
 888  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
 889  *
 890  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
 891  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting.rst
 892  *
 893  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
 894  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
 895  *
 896  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
 897  *
 898  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
 899  * wish to use this logic.
 900  */
 901 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
 902 {
 903         long allowed;
 904
 905         vm_acct_memory(pages);
 906
 907         /*
 908          * Sometimes we want to use more memory than we have
 909          */
 910         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
 911                 return 0;
 912
 913         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
 914                 if (pages > totalram_pages() + total_swap_pages)
 915                         goto error;
 916                 return 0;
 917         }
 918
 919         allowed = vm_commit_limit();
 920         /*
 921          * Reserve some for root
 922          */
 923         if (!cap_sys_admin)
 924                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 925
 926         /*
 927          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
 928          */
 929         if (mm) {
 930                 long reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 931
 932                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
 933         }
 934
 935         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
 936                 return 0;
 937 error:
 938         vm_unacct_memory(pages);
 939
 940         return -ENOMEM;
 941 }
 942
 943 /**
 944  * get_cmdline() - copy the cmdline value to a buffer.
 945  * @task:     the task whose cmdline value to copy.
 946  * @buffer:   the buffer to copy to.
 947  * @buflen:   the length of the buffer. Larger cmdline values are truncated
 948  *            to this length.
 949  *
 950  * Return: the size of the cmdline field copied. Note that the copy does
 951  * not guarantee an ending NULL byte.
 952  */
 953 int get_cmdline(struct task_struct *task, char *buffer, int buflen)
 954 {
 955         int res = 0;
 956         unsigned int len;
 957         struct mm_struct *mm = get_task_mm(task);
 958         unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end;
 959         if (!mm)
 960                 goto out;
 961         if (!mm->arg_end)
 962                 goto out_mm;    /* Shh! No looking before we're done */
 963
 964         spin_lock(&mm->arg_lock);
 965         arg_start = mm->arg_start;
 966         arg_end = mm->arg_end;
 967         env_start = mm->env_start;
 968         env_end = mm->env_end;
 969         spin_unlock(&mm->arg_lock);
 970
 971         len = arg_end - arg_start;
 972
 973         if (len > buflen)
 974                 len = buflen;
 975
 976         res = access_process_vm(task, arg_start, buffer, len, FOLL_FORCE);
 977
 978         /*
 979          * If the nul at the end of args has been overwritten, then
 980          * assume application is using setproctitle(3).
 981          */
 982         if (res > 0 && buffer[res-1] != '\0' && len < buflen) {
 983                 len = strnlen(buffer, res);
 984                 if (len < res) {
 985                         res = len;
 986                 } else {
 987                         len = env_end - env_start;
 988                         if (len > buflen - res)
 989                                 len = buflen - res;
 990                         res += access_process_vm(task, env_start,
 991                                                  buffer+res, len,
 992                                                  FOLL_FORCE);
 993                         res = strnlen(buffer, res);
 994                 }
 995         }
 996 out_mm:
 997         mmput(mm);
 998 out:
 999         return res;
1000 }
1001
1002 int __weak memcmp_pages(struct page *page1, struct page *page2)
1003 {
1004         char *addr1, *addr2;
1005         int ret;
1006
1007         addr1 = kmap_atomic(page1);
1008         addr2 = kmap_atomic(page2);
1009         ret = memcmp(addr1, addr2, PAGE_SIZE);
1010         kunmap_atomic(addr2);
1011         kunmap_atomic(addr1);
1012         return ret;
1013 }
1014
1015 #ifdef CONFIG_PRINTK
1016 /**
1017  * mem_dump_obj - Print available provenance information
1018  * @object: object for which to find provenance information.
1019  *
1020  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
1021  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
1022  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
1023  * For example, for a slab-cache object, the slab name is printed, and,
1024  * if available, the return address and stack trace from the allocation
1025  * and last free path of that object.
1026  */
1027 void mem_dump_obj(void *object)
1028 {
1029         const char *type;
1030
1031         if (kmem_valid_obj(object)) {
1032                 kmem_dump_obj(object);
1033                 return;
1034         }
1035
1036         if (vmalloc_dump_obj(object))
1037                 return;
1038
1039         if (virt_addr_valid(object))
1040                 type = "non-slab/vmalloc memory";
1041         else if (object == NULL)
1042                 type = "NULL pointer";
1043         else if (object == ZERO_SIZE_PTR)
1044                 type = "zero-size pointer";
1045         else
1046                 type = "non-paged memory";
1047
1048         pr_cont(" %s\n", type);
1049 }
1050 EXPORT_SYMBOL_GPL(mem_dump_obj);
1051 #endif
1052
1053 /*
1054  * A driver might set a page logically offline -- PageOffline() -- and
1055  * turn the page inaccessible in the hypervisor; after that, access to page
1056  * content can be fatal.
1057  *
1058  * Some special PFN walkers -- i.e., /proc/kcore -- read content of random
1059  * pages after checking PageOffline(); however, these PFN walkers can race
1060  * with drivers that set PageOffline().
1061  *
1062  * page_offline_freeze()/page_offline_thaw() allows for a subsystem to
1063  * synchronize with such drivers, achieving that a page cannot be set
1064  * PageOffline() while frozen.
1065  *
1066  * page_offline_begin()/page_offline_end() is used by drivers that care about
1067  * such races when setting a page PageOffline().
1068  */
1069 static DECLARE_RWSEM(page_offline_rwsem);
1070
1071 void page_offline_freeze(void)
1072 {
1073         down_read(&page_offline_rwsem);
1074 }
1075
1076 void page_offline_thaw(void)
1077 {
1078         up_read(&page_offline_rwsem);
1079 }
1080
1081 void page_offline_begin(void)
1082 {
1083         down_write(&page_offline_rwsem);
1084 }
1085 EXPORT_SYMBOL(page_offline_begin);
1086
1087 void page_offline_end(void)
1088 {
1089         up_write(&page_offline_rwsem);
1090 }
1091 EXPORT_SYMBOL(page_offline_end);
1092
1093 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_FOLIO
1094 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
1095 {
1096         long i, nr = folio_nr_pages(folio);
1097
1098         for (i = 0; i < nr; i++)
1099                 flush_dcache_page(folio_page(folio, i));
1100 }
1101 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
1102 #endif