arm64: dts: qcom: sm8550: add TRNG node
[linux-modified.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 #include "swap.h"
31
32 /**
33  * kfree_const - conditionally free memory
34  * @x: pointer to the memory
35  *
36  * Function calls kfree only if @x is not in .rodata section.
37  */
38 void kfree_const(const void *x)
39 {
40         if (!is_kernel_rodata((unsigned long)x))
41                 kfree(x);
42 }
43 EXPORT_SYMBOL(kfree_const);
44
45 /**
46  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
47  * @s: the string to duplicate
48  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
49  *
50  * Return: newly allocated copy of @s or %NULL in case of error
51  */
52 noinline
53 char *kstrdup(const char *s, gfp_t gfp)
54 {
55         size_t len;
56         char *buf;
57
58         if (!s)
59                 return NULL;
60
61         len = strlen(s) + 1;
62         buf = kmalloc_track_caller(len, gfp);
63         if (buf)
64                 memcpy(buf, s, len);
65         return buf;
66 }
67 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);
68
69 /**
70  * kstrdup_const - conditionally duplicate an existing const string
71  * @s: the string to duplicate
72  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
73  *
74  * Note: Strings allocated by kstrdup_const should be freed by kfree_const and
75  * must not be passed to krealloc().
76  *
77  * Return: source string if it is in .rodata section otherwise
78  * fallback to kstrdup.
79  */
80 const char *kstrdup_const(const char *s, gfp_t gfp)
81 {
82         if (is_kernel_rodata((unsigned long)s))
83                 return s;
84
85         return kstrdup(s, gfp);
86 }
87 EXPORT_SYMBOL(kstrdup_const);
88
89 /**
90  * kstrndup - allocate space for and copy an existing string
91  * @s: the string to duplicate
92  * @max: read at most @max chars from @s
93  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
94  *
95  * Note: Use kmemdup_nul() instead if the size is known exactly.
96  *
97  * Return: newly allocated copy of @s or %NULL in case of error
98  */
99 char *kstrndup(const char *s, size_t max, gfp_t gfp)
100 {
101         size_t len;
102         char *buf;
103
104         if (!s)
105                 return NULL;
106
107         len = strnlen(s, max);
108         buf = kmalloc_track_caller(len+1, gfp);
109         if (buf) {
110                 memcpy(buf, s, len);
111                 buf[len] = '\0';
112         }
113         return buf;
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(kstrndup);
116
117 /**
118  * kmemdup - duplicate region of memory
119  *
120  * @src: memory region to duplicate
121  * @len: memory region length
122  * @gfp: GFP mask to use
123  *
124  * Return: newly allocated copy of @src or %NULL in case of error,
125  * result is physically contiguous. Use kfree() to free.
126  */
127 void *kmemdup(const void *src, size_t len, gfp_t gfp)
128 {
129         void *p;
130
131         p = kmalloc_track_caller(len, gfp);
132         if (p)
133                 memcpy(p, src, len);
134         return p;
135 }
136 EXPORT_SYMBOL(kmemdup);
137
138 /**
139  * kvmemdup - duplicate region of memory
140  *
141  * @src: memory region to duplicate
142  * @len: memory region length
143  * @gfp: GFP mask to use
144  *
145  * Return: newly allocated copy of @src or %NULL in case of error,
146  * result may be not physically contiguous. Use kvfree() to free.
147  */
148 void *kvmemdup(const void *src, size_t len, gfp_t gfp)
149 {
150         void *p;
151
152         p = kvmalloc(len, gfp);
153         if (p)
154                 memcpy(p, src, len);
155         return p;
156 }
157 EXPORT_SYMBOL(kvmemdup);
158
159 /**
160  * kmemdup_nul - Create a NUL-terminated string from unterminated data
161  * @s: The data to stringify
162  * @len: The size of the data
163  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
164  *
165  * Return: newly allocated copy of @s with NUL-termination or %NULL in
166  * case of error
167  */
168 char *kmemdup_nul(const char *s, size_t len, gfp_t gfp)
169 {
170         char *buf;
171
172         if (!s)
173                 return NULL;
174
175         buf = kmalloc_track_caller(len + 1, gfp);
176         if (buf) {
177                 memcpy(buf, s, len);
178                 buf[len] = '\0';
179         }
180         return buf;
181 }
182 EXPORT_SYMBOL(kmemdup_nul);
183
184 /**
185  * memdup_user - duplicate memory region from user space
186  *
187  * @src: source address in user space
188  * @len: number of bytes to copy
189  *
190  * Return: an ERR_PTR() on failure.  Result is physically
191  * contiguous, to be freed by kfree().
192  */
193 void *memdup_user(const void __user *src, size_t len)
194 {
195         void *p;
196
197         p = kmalloc_track_caller(len, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
198         if (!p)
199                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
200
201         if (copy_from_user(p, src, len)) {
202                 kfree(p);
203                 return ERR_PTR(-EFAULT);
204         }
205
206         return p;
207 }
208 EXPORT_SYMBOL(memdup_user);
209
210 /**
211  * vmemdup_user - duplicate memory region from user space
212  *
213  * @src: source address in user space
214  * @len: number of bytes to copy
215  *
216  * Return: an ERR_PTR() on failure.  Result may be not
217  * physically contiguous.  Use kvfree() to free.
218  */
219 void *vmemdup_user(const void __user *src, size_t len)
220 {
221         void *p;
222
223         p = kvmalloc(len, GFP_USER);
224         if (!p)
225                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
226
227         if (copy_from_user(p, src, len)) {
228                 kvfree(p);
229                 return ERR_PTR(-EFAULT);
230         }
231
232         return p;
233 }
234 EXPORT_SYMBOL(vmemdup_user);
235
236 /**
237  * strndup_user - duplicate an existing string from user space
238  * @s: The string to duplicate
239  * @n: Maximum number of bytes to copy, including the trailing NUL.
240  *
241  * Return: newly allocated copy of @s or an ERR_PTR() in case of error
242  */
243 char *strndup_user(const char __user *s, long n)
244 {
245         char *p;
246         long length;
247
248         length = strnlen_user(s, n);
249
250         if (!length)
251                 return ERR_PTR(-EFAULT);
252
253         if (length > n)
254                 return ERR_PTR(-EINVAL);
255
256         p = memdup_user(s, length);
257
258         if (IS_ERR(p))
259                 return p;
260
261         p[length - 1] = '\0';
262
263         return p;
264 }
265 EXPORT_SYMBOL(strndup_user);
266
267 /**
268  * memdup_user_nul - duplicate memory region from user space and NUL-terminate
269  *
270  * @src: source address in user space
271  * @len: number of bytes to copy
272  *
273  * Return: an ERR_PTR() on failure.
274  */
275 void *memdup_user_nul(const void __user *src, size_t len)
276 {
277         char *p;
278
279         /*
280          * Always use GFP_KERNEL, since copy_from_user() can sleep and
281          * cause pagefault, which makes it pointless to use GFP_NOFS
282          * or GFP_ATOMIC.
283          */
284         p = kmalloc_track_caller(len + 1, GFP_KERNEL);
285         if (!p)
286                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
287
288         if (copy_from_user(p, src, len)) {
289                 kfree(p);
290                 return ERR_PTR(-EFAULT);
291         }
292         p[len] = '\0';
293
294         return p;
295 }
296 EXPORT_SYMBOL(memdup_user_nul);
297
298 /* Check if the vma is being used as a stack by this task */
299 int vma_is_stack_for_current(struct vm_area_struct *vma)
300 {
301         struct task_struct * __maybe_unused t = current;
302
303         return (vma->vm_start <= KSTK_ESP(t) && vma->vm_end >= KSTK_ESP(t));
304 }
305
306 /*
307  * Change backing file, only valid to use during initial VMA setup.
308  */
309 void vma_set_file(struct vm_area_struct *vma, struct file *file)
310 {
311         /* Changing an anonymous vma with this is illegal */
312         get_file(file);
313         swap(vma->vm_file, file);
314         fput(file);
315 }
316 EXPORT_SYMBOL(vma_set_file);
317
318 #ifndef STACK_RND_MASK
319 #define STACK_RND_MASK (0x7ff >> (PAGE_SHIFT - 12))     /* 8MB of VA */
320 #endif
321
322 unsigned long randomize_stack_top(unsigned long stack_top)
323 {
324         unsigned long random_variable = 0;
325
326         if (current->flags & PF_RANDOMIZE) {
327                 random_variable = get_random_long();
328                 random_variable &= STACK_RND_MASK;
329                 random_variable <<= PAGE_SHIFT;
330         }
331 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
332         return PAGE_ALIGN(stack_top) + random_variable;
333 #else
334         return PAGE_ALIGN(stack_top) - random_variable;
335 #endif
336 }
337
338 /**
339  * randomize_page - Generate a random, page aligned address
340  * @start:      The smallest acceptable address the caller will take.
341  * @range:      The size of the area, starting at @start, within which the
342  *              random address must fall.
343  *
344  * If @start + @range would overflow, @range is capped.
345  *
346  * NOTE: Historical use of randomize_range, which this replaces, presumed that
347  * @start was already page aligned.  We now align it regardless.
348  *
349  * Return: A page aligned address within [start, start + range).  On error,
350  * @start is returned.
351  */
352 unsigned long randomize_page(unsigned long start, unsigned long range)
353 {
354         if (!PAGE_ALIGNED(start)) {
355                 range -= PAGE_ALIGN(start) - start;
356                 start = PAGE_ALIGN(start);
357         }
358
359         if (start > ULONG_MAX - range)
360                 range = ULONG_MAX - start;
361
362         range >>= PAGE_SHIFT;
363
364         if (range == 0)
365                 return start;
366
367         return start + (get_random_long() % range << PAGE_SHIFT);
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_DEFAULT_TOPDOWN_MMAP_LAYOUT
371 unsigned long __weak arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
372 {
373         /* Is the current task 32bit ? */
374         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) || is_compat_task())
375                 return randomize_page(mm->brk, SZ_32M);
376
377         return randomize_page(mm->brk, SZ_1G);
378 }
379
380 unsigned long arch_mmap_rnd(void)
381 {
382         unsigned long rnd;
383
384 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS
385         if (is_compat_task())
386                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_compat_bits) - 1);
387         else
388 #endif /* CONFIG_HAVE_ARCH_MMAP_RND_COMPAT_BITS */
389                 rnd = get_random_long() & ((1UL << mmap_rnd_bits) - 1);
390
391         return rnd << PAGE_SHIFT;
392 }
393
394 static int mmap_is_legacy(struct rlimit *rlim_stack)
395 {
396         if (current->personality & ADDR_COMPAT_LAYOUT)
397                 return 1;
398
399         /* On parisc the stack always grows up - so a unlimited stack should
400          * not be an indicator to use the legacy memory layout. */
401         if (rlim_stack->rlim_cur == RLIM_INFINITY &&
402                 !IS_ENABLED(CONFIG_STACK_GROWSUP))
403                 return 1;
404
405         return sysctl_legacy_va_layout;
406 }
407
408 /*
409  * Leave enough space between the mmap area and the stack to honour ulimit in
410  * the face of randomisation.
411  */
412 #define MIN_GAP         (SZ_128M)
413 #define MAX_GAP         (STACK_TOP / 6 * 5)
414
415 static unsigned long mmap_base(unsigned long rnd, struct rlimit *rlim_stack)
416 {
417 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
418         /*
419          * For an upwards growing stack the calculation is much simpler.
420          * Memory for the maximum stack size is reserved at the top of the
421          * task. mmap_base starts directly below the stack and grows
422          * downwards.
423          */
424         return PAGE_ALIGN_DOWN(mmap_upper_limit(rlim_stack) - rnd);
425 #else
426         unsigned long gap = rlim_stack->rlim_cur;
427         unsigned long pad = stack_guard_gap;
428
429         /* Account for stack randomization if necessary */
430         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
431                 pad += (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT);
432
433         /* Values close to RLIM_INFINITY can overflow. */
434         if (gap + pad > gap)
435                 gap += pad;
436
437         if (gap < MIN_GAP)
438                 gap = MIN_GAP;
439         else if (gap > MAX_GAP)
440                 gap = MAX_GAP;
441
442         return PAGE_ALIGN(STACK_TOP - gap - rnd);
443 #endif
444 }
445
446 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
447 {
448         unsigned long random_factor = 0UL;
449
450         if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
451                 random_factor = arch_mmap_rnd();
452
453         if (mmap_is_legacy(rlim_stack)) {
454                 mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE + random_factor;
455                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
456         } else {
457                 mm->mmap_base = mmap_base(random_factor, rlim_stack);
458                 mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area_topdown;
459         }
460 }
461 #elif defined(CONFIG_MMU) && !defined(HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT)
462 void arch_pick_mmap_layout(struct mm_struct *mm, struct rlimit *rlim_stack)
463 {
464         mm->mmap_base = TASK_UNMAPPED_BASE;
465         mm->get_unmapped_area = arch_get_unmapped_area;
466 }
467 #endif
468
469 /**
470  * __account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
471  * @mm:          mm to account against
472  * @pages:       number of pages to account
473  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
474  * @task:        task used to check RLIMIT_MEMLOCK
475  * @bypass_rlim: %true if checking RLIMIT_MEMLOCK should be skipped
476  *
477  * Assumes @task and @mm are valid (i.e. at least one reference on each), and
478  * that mmap_lock is held as writer.
479  *
480  * Return:
481  * * 0       on success
482  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
483  */
484 int __account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc,
485                         struct task_struct *task, bool bypass_rlim)
486 {
487         unsigned long locked_vm, limit;
488         int ret = 0;
489
490         mmap_assert_write_locked(mm);
491
492         locked_vm = mm->locked_vm;
493         if (inc) {
494                 if (!bypass_rlim) {
495                         limit = task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
496                         if (locked_vm + pages > limit)
497                                 ret = -ENOMEM;
498                 }
499                 if (!ret)
500                         mm->locked_vm = locked_vm + pages;
501         } else {
502                 WARN_ON_ONCE(pages > locked_vm);
503                 mm->locked_vm = locked_vm - pages;
504         }
505
506         pr_debug("%s: [%d] caller %ps %c%lu %lu/%lu%s\n", __func__, task->pid,
507                  (void *)_RET_IP_, (inc) ? '+' : '-', pages << PAGE_SHIFT,
508                  locked_vm << PAGE_SHIFT, task_rlimit(task, RLIMIT_MEMLOCK),
509                  ret ? " - exceeded" : "");
510
511         return ret;
512 }
513 EXPORT_SYMBOL_GPL(__account_locked_vm);
514
515 /**
516  * account_locked_vm - account locked pages to an mm's locked_vm
517  * @mm:          mm to account against, may be NULL
518  * @pages:       number of pages to account
519  * @inc:         %true if @pages should be considered positive, %false if not
520  *
521  * Assumes a non-NULL @mm is valid (i.e. at least one reference on it).
522  *
523  * Return:
524  * * 0       on success, or if mm is NULL
525  * * -ENOMEM if RLIMIT_MEMLOCK would be exceeded.
526  */
527 int account_locked_vm(struct mm_struct *mm, unsigned long pages, bool inc)
528 {
529         int ret;
530
531         if (pages == 0 || !mm)
532                 return 0;
533
534         mmap_write_lock(mm);
535         ret = __account_locked_vm(mm, pages, inc, current,
536                                   capable(CAP_IPC_LOCK));
537         mmap_write_unlock(mm);
538
539         return ret;
540 }
541 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_locked_vm);
542
543 unsigned long vm_mmap_pgoff(struct file *file, unsigned long addr,
544         unsigned long len, unsigned long prot,
545         unsigned long flag, unsigned long pgoff)
546 {
547         unsigned long ret;
548         struct mm_struct *mm = current->mm;
549         unsigned long populate;
550         LIST_HEAD(uf);
551
552         ret = security_mmap_file(file, prot, flag);
553         if (!ret) {
554                 if (mmap_write_lock_killable(mm))
555                         return -EINTR;
556                 ret = do_mmap(file, addr, len, prot, flag, 0, pgoff, &populate,
557                               &uf);
558                 mmap_write_unlock(mm);
559                 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
560                 if (populate)
561                         mm_populate(ret, populate);
562         }
563         return ret;
564 }
565
566 unsigned long vm_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
567         unsigned long len, unsigned long prot,
568         unsigned long flag, unsigned long offset)
569 {
570         if (unlikely(offset + PAGE_ALIGN(len) < offset))
571                 return -EINVAL;
572         if (unlikely(offset_in_page(offset)))
573                 return -EINVAL;
574
575         return vm_mmap_pgoff(file, addr, len, prot, flag, offset >> PAGE_SHIFT);
576 }
577 EXPORT_SYMBOL(vm_mmap);
578
579 /**
580  * kvmalloc_node - attempt to allocate physically contiguous memory, but upon
581  * failure, fall back to non-contiguous (vmalloc) allocation.
582  * @size: size of the request.
583  * @flags: gfp mask for the allocation - must be compatible (superset) with GFP_KERNEL.
584  * @node: numa node to allocate from
585  *
586  * Uses kmalloc to get the memory but if the allocation fails then falls back
587  * to the vmalloc allocator. Use kvfree for freeing the memory.
588  *
589  * GFP_NOWAIT and GFP_ATOMIC are not supported, neither is the __GFP_NORETRY modifier.
590  * __GFP_RETRY_MAYFAIL is supported, and it should be used only if kmalloc is
591  * preferable to the vmalloc fallback, due to visible performance drawbacks.
592  *
593  * Return: pointer to the allocated memory of %NULL in case of failure
594  */
595 void *kvmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
596 {
597         gfp_t kmalloc_flags = flags;
598         void *ret;
599
600         /*
601          * We want to attempt a large physically contiguous block first because
602          * it is less likely to fragment multiple larger blocks and therefore
603          * contribute to a long term fragmentation less than vmalloc fallback.
604          * However make sure that larger requests are not too disruptive - no
605          * OOM killer and no allocation failure warnings as we have a fallback.
606          */
607         if (size > PAGE_SIZE) {
608                 kmalloc_flags |= __GFP_NOWARN;
609
610                 if (!(kmalloc_flags & __GFP_RETRY_MAYFAIL))
611                         kmalloc_flags |= __GFP_NORETRY;
612
613                 /* nofail semantic is implemented by the vmalloc fallback */
614                 kmalloc_flags &= ~__GFP_NOFAIL;
615         }
616
617         ret = kmalloc_node(size, kmalloc_flags, node);
618
619         /*
620          * It doesn't really make sense to fallback to vmalloc for sub page
621          * requests
622          */
623         if (ret || size <= PAGE_SIZE)
624                 return ret;
625
626         /* non-sleeping allocations are not supported by vmalloc */
627         if (!gfpflags_allow_blocking(flags))
628                 return NULL;
629
630         /* Don't even allow crazy sizes */
631         if (unlikely(size > INT_MAX)) {
632                 WARN_ON_ONCE(!(flags & __GFP_NOWARN));
633                 return NULL;
634         }
635
636         /*
637          * kvmalloc() can always use VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
638          * since the callers already cannot assume anything
639          * about the resulting pointer, and cannot play
640          * protection games.
641          */
642         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
643                         flags, PAGE_KERNEL, VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
644                         node, __builtin_return_address(0));
645 }
646 EXPORT_SYMBOL(kvmalloc_node);
647
648 /**
649  * kvfree() - Free memory.
650  * @addr: Pointer to allocated memory.
651  *
652  * kvfree frees memory allocated by any of vmalloc(), kmalloc() or kvmalloc().
653  * It is slightly more efficient to use kfree() or vfree() if you are certain
654  * that you know which one to use.
655  *
656  * Context: Either preemptible task context or not-NMI interrupt.
657  */
658 void kvfree(const void *addr)
659 {
660         if (is_vmalloc_addr(addr))
661                 vfree(addr);
662         else
663                 kfree(addr);
664 }
665 EXPORT_SYMBOL(kvfree);
666
667 /**
668  * kvfree_sensitive - Free a data object containing sensitive information.
669  * @addr: address of the data object to be freed.
670  * @len: length of the data object.
671  *
672  * Use the special memzero_explicit() function to clear the content of a
673  * kvmalloc'ed object containing sensitive data to make sure that the
674  * compiler won't optimize out the data clearing.
675  */
676 void kvfree_sensitive(const void *addr, size_t len)
677 {
678         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(addr))) {
679                 memzero_explicit((void *)addr, len);
680                 kvfree(addr);
681         }
682 }
683 EXPORT_SYMBOL(kvfree_sensitive);
684
685 void *kvrealloc(const void *p, size_t oldsize, size_t newsize, gfp_t flags)
686 {
687         void *newp;
688
689         if (oldsize >= newsize)
690                 return (void *)p;
691         newp = kvmalloc(newsize, flags);
692         if (!newp)
693                 return NULL;
694         memcpy(newp, p, oldsize);
695         kvfree(p);
696         return newp;
697 }
698 EXPORT_SYMBOL(kvrealloc);
699
700 /**
701  * __vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
702  * @n: number of elements.
703  * @size: element size.
704  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
705  */
706 void *__vmalloc_array(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
707 {
708         size_t bytes;
709
710         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
711                 return NULL;
712         return __vmalloc(bytes, flags);
713 }
714 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_array);
715
716 /**
717  * vmalloc_array - allocate memory for a virtually contiguous array.
718  * @n: number of elements.
719  * @size: element size.
720  */
721 void *vmalloc_array(size_t n, size_t size)
722 {
723         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL);
724 }
725 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_array);
726
727 /**
728  * __vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
729  * @n: number of elements.
730  * @size: element size.
731  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
732  */
733 void *__vcalloc(size_t n, size_t size, gfp_t flags)
734 {
735         return __vmalloc_array(n, size, flags | __GFP_ZERO);
736 }
737 EXPORT_SYMBOL(__vcalloc);
738
739 /**
740  * vcalloc - allocate and zero memory for a virtually contiguous array.
741  * @n: number of elements.
742  * @size: element size.
743  */
744 void *vcalloc(size_t n, size_t size)
745 {
746         return __vmalloc_array(n, size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
747 }
748 EXPORT_SYMBOL(vcalloc);
749
750 struct anon_vma *folio_anon_vma(struct folio *folio)
751 {
752         unsigned long mapping = (unsigned long)folio->mapping;
753
754         if ((mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
755                 return NULL;
756         return (void *)(mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
757 }
758
759 /**
760  * folio_mapping - Find the mapping where this folio is stored.
761  * @folio: The folio.
762  *
763  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
764  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the swap mapping
765  * this page is stored in (which is different from the mapping for the
766  * swap file or swap device where the data is stored).
767  *
768  * You can call this for folios which aren't in the swap cache or page
769  * cache and it will return NULL.
770  */
771 struct address_space *folio_mapping(struct folio *folio)
772 {
773         struct address_space *mapping;
774
775         /* This happens if someone calls flush_dcache_page on slab page */
776         if (unlikely(folio_test_slab(folio)))
777                 return NULL;
778
779         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
780                 return swap_address_space(folio->swap);
781
782         mapping = folio->mapping;
783         if ((unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS)
784                 return NULL;
785
786         return mapping;
787 }
788 EXPORT_SYMBOL(folio_mapping);
789
790 /**
791  * folio_copy - Copy the contents of one folio to another.
792  * @dst: Folio to copy to.
793  * @src: Folio to copy from.
794  *
795  * The bytes in the folio represented by @src are copied to @dst.
796  * Assumes the caller has validated that @dst is at least as large as @src.
797  * Can be called in atomic context for order-0 folios, but if the folio is
798  * larger, it may sleep.
799  */
800 void folio_copy(struct folio *dst, struct folio *src)
801 {
802         long i = 0;
803         long nr = folio_nr_pages(src);
804
805         for (;;) {
806                 copy_highpage(folio_page(dst, i), folio_page(src, i));
807                 if (++i == nr)
808                         break;
809                 cond_resched();
810         }
811 }
812 EXPORT_SYMBOL(folio_copy);
813
814 int sysctl_overcommit_memory __read_mostly = OVERCOMMIT_GUESS;
815 int sysctl_overcommit_ratio __read_mostly = 50;
816 unsigned long sysctl_overcommit_kbytes __read_mostly;
817 int sysctl_max_map_count __read_mostly = DEFAULT_MAX_MAP_COUNT;
818 unsigned long sysctl_user_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 17; /* 128MB */
819 unsigned long sysctl_admin_reserve_kbytes __read_mostly = 1UL << 13; /* 8MB */
820
821 int overcommit_ratio_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
822                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
823 {
824         int ret;
825
826         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
827         if (ret == 0 && write)
828                 sysctl_overcommit_kbytes = 0;
829         return ret;
830 }
831
832 static void sync_overcommit_as(struct work_struct *dummy)
833 {
834         percpu_counter_sync(&vm_committed_as);
835 }
836
837 int overcommit_policy_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
838                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
839 {
840         struct ctl_table t;
841         int new_policy = -1;
842         int ret;
843
844         /*
845          * The deviation of sync_overcommit_as could be big with loose policy
846          * like OVERCOMMIT_ALWAYS/OVERCOMMIT_GUESS. When changing policy to
847          * strict OVERCOMMIT_NEVER, we need to reduce the deviation to comply
848          * with the strict "NEVER", and to avoid possible race condition (even
849          * though user usually won't too frequently do the switching to policy
850          * OVERCOMMIT_NEVER), the switch is done in the following order:
851          *      1. changing the batch
852          *      2. sync percpu count on each CPU
853          *      3. switch the policy
854          */
855         if (write) {
856                 t = *table;
857                 t.data = &new_policy;
858                 ret = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
859                 if (ret || new_policy == -1)
860                         return ret;
861
862                 mm_compute_batch(new_policy);
863                 if (new_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
864                         schedule_on_each_cpu(sync_overcommit_as);
865                 sysctl_overcommit_memory = new_policy;
866         } else {
867                 ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
868         }
869
870         return ret;
871 }
872
873 int overcommit_kbytes_handler(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
874                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
875 {
876         int ret;
877
878         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
879         if (ret == 0 && write)
880                 sysctl_overcommit_ratio = 0;
881         return ret;
882 }
883
884 /*
885  * Committed memory limit enforced when OVERCOMMIT_NEVER policy is used
886  */
887 unsigned long vm_commit_limit(void)
888 {
889         unsigned long allowed;
890
891         if (sysctl_overcommit_kbytes)
892                 allowed = sysctl_overcommit_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
893         else
894                 allowed = ((totalram_pages() - hugetlb_total_pages())
895                            * sysctl_overcommit_ratio / 100);
896         allowed += total_swap_pages;
897
898         return allowed;
899 }
900
901 /*
902  * Make sure vm_committed_as in one cacheline and not cacheline shared with
903  * other variables. It can be updated by several CPUs frequently.
904  */
905 struct percpu_counter vm_committed_as ____cacheline_aligned_in_smp;
906
907 /*
908  * The global memory commitment made in the system can be a metric
909  * that can be used to drive ballooning decisions when Linux is hosted
910  * as a guest. On Hyper-V, the host implements a policy engine for dynamically
911  * balancing memory across competing virtual machines that are hosted.
912  * Several metrics drive this policy engine including the guest reported
913  * memory commitment.
914  *
915  * The time cost of this is very low for small platforms, and for big
916  * platform like a 2S/36C/72T Skylake server, in worst case where
917  * vm_committed_as's spinlock is under severe contention, the time cost
918  * could be about 30~40 microseconds.
919  */
920 unsigned long vm_memory_committed(void)
921 {
922         return percpu_counter_sum_positive(&vm_committed_as);
923 }
924 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_memory_committed);
925
926 /*
927  * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
928  * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
929  * succeed and -ENOMEM implies there is not.
930  *
931  * We currently support three overcommit policies, which are set via the
932  * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/mm/overcommit-accounting.rst
933  *
934  * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
935  * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
936  *
937  * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
938  *
939  * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
940  * wish to use this logic.
941  */
942 int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
943 {
944         long allowed;
945
946         vm_acct_memory(pages);
947
948         /*
949          * Sometimes we want to use more memory than we have
950          */
951         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
952                 return 0;
953
954         if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) {
955                 if (pages > totalram_pages() + total_swap_pages)
956                         goto error;
957                 return 0;
958         }
959
960         allowed = vm_commit_limit();
961         /*
962          * Reserve some for root
963          */
964         if (!cap_sys_admin)
965                 allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
966
967         /*
968          * Don't let a single process grow so big a user can't recover
969          */
970         if (mm) {
971                 long reserve = sysctl_user_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
972
973                 allowed -= min_t(long, mm->total_vm / 32, reserve);
974         }
975
976         if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
977                 return 0;
978 error:
979         pr_warn_ratelimited("%s: pid: %d, comm: %s, not enough memory for the allocation\n",
980                             __func__, current->pid, current->comm);
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_dump_obj(object))
1075                 return;
1076
1077         if (vmalloc_dump_obj(object))
1078                 return;
1079
1080         if (is_vmalloc_addr(object))
1081                 type = "vmalloc memory";
1082         else 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 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