mm/page_io.c: replace some BUG_ON()s with VM_BUG_ON_PAGE()
[cascardo/linux.git] / mm / kmemleak.c
1 /*
2  * mm/kmemleak.c
3  *
4  * Copyright (C) 2008 ARM Limited
5  * Written by Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
19  *
20  *
21  * For more information on the algorithm and kmemleak usage, please see
22  * Documentation/kmemleak.txt.
23  *
24  * Notes on locking
25  * ----------------
26  *
27  * The following locks and mutexes are used by kmemleak:
28  *
29  * - kmemleak_lock (rwlock): protects the object_list modifications and
30  *   accesses to the object_tree_root. The object_list is the main list
31  *   holding the metadata (struct kmemleak_object) for the allocated memory
32  *   blocks. The object_tree_root is a red black tree used to look-up
33  *   metadata based on a pointer to the corresponding memory block.  The
34  *   kmemleak_object structures are added to the object_list and
35  *   object_tree_root in the create_object() function called from the
36  *   kmemleak_alloc() callback and removed in delete_object() called from the
37  *   kmemleak_free() callback
38  * - kmemleak_object.lock (spinlock): protects a kmemleak_object. Accesses to
39  *   the metadata (e.g. count) are protected by this lock. Note that some
40  *   members of this structure may be protected by other means (atomic or
41  *   kmemleak_lock). This lock is also held when scanning the corresponding
42  *   memory block to avoid the kernel freeing it via the kmemleak_free()
43  *   callback. This is less heavyweight than holding a global lock like
44  *   kmemleak_lock during scanning
45  * - scan_mutex (mutex): ensures that only one thread may scan the memory for
46  *   unreferenced objects at a time. The gray_list contains the objects which
47  *   are already referenced or marked as false positives and need to be
48  *   scanned. This list is only modified during a scanning episode when the
49  *   scan_mutex is held. At the end of a scan, the gray_list is always empty.
50  *   Note that the kmemleak_object.use_count is incremented when an object is
51  *   added to the gray_list and therefore cannot be freed. This mutex also
52  *   prevents multiple users of the "kmemleak" debugfs file together with
53  *   modifications to the memory scanning parameters including the scan_thread
54  *   pointer
55  *
56  * Locks and mutexes are acquired/nested in the following order:
57  *
58  *   scan_mutex [-> object->lock] -> kmemleak_lock -> other_object->lock (SINGLE_DEPTH_NESTING)
59  *
60  * No kmemleak_lock and object->lock nesting is allowed outside scan_mutex
61  * regions.
62  *
63  * The kmemleak_object structures have a use_count incremented or decremented
64  * using the get_object()/put_object() functions. When the use_count becomes
65  * 0, this count can no longer be incremented and put_object() schedules the
66  * kmemleak_object freeing via an RCU callback. All calls to the get_object()
67  * function must be protected by rcu_read_lock() to avoid accessing a freed
68  * structure.
69  */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/init.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/list.h>
76 #include <linux/sched.h>
77 #include <linux/jiffies.h>
78 #include <linux/delay.h>
79 #include <linux/export.h>
80 #include <linux/kthread.h>
81 #include <linux/rbtree.h>
82 #include <linux/fs.h>
83 #include <linux/debugfs.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/cpumask.h>
86 #include <linux/spinlock.h>
87 #include <linux/mutex.h>
88 #include <linux/rcupdate.h>
89 #include <linux/stacktrace.h>
90 #include <linux/cache.h>
91 #include <linux/percpu.h>
92 #include <linux/hardirq.h>
93 #include <linux/mmzone.h>
94 #include <linux/slab.h>
95 #include <linux/thread_info.h>
96 #include <linux/err.h>
97 #include <linux/uaccess.h>
98 #include <linux/string.h>
99 #include <linux/nodemask.h>
100 #include <linux/mm.h>
101 #include <linux/workqueue.h>
102 #include <linux/crc32.h>
103
104 #include <asm/sections.h>
105 #include <asm/processor.h>
106 #include <linux/atomic.h>
107
108 #include <linux/kasan.h>
109 #include <linux/kmemcheck.h>
110 #include <linux/kmemleak.h>
111 #include <linux/memory_hotplug.h>
112
113 /*
114  * Kmemleak configuration and common defines.
115  */
116 #define MAX_TRACE               16      /* stack trace length */
117 #define MSECS_MIN_AGE           5000    /* minimum object age for reporting */
118 #define SECS_FIRST_SCAN         60      /* delay before the first scan */
119 #define SECS_SCAN_WAIT          600     /* subsequent auto scanning delay */
120 #define MAX_SCAN_SIZE           4096    /* maximum size of a scanned block */
121
122 #define BYTES_PER_POINTER       sizeof(void *)
123
124 /* GFP bitmask for kmemleak internal allocations */
125 #define gfp_kmemleak_mask(gfp)  (((gfp) & (GFP_KERNEL | GFP_ATOMIC)) | \
126                                  __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | \
127                                  __GFP_NOWARN)
128
129 /* scanning area inside a memory block */
130 struct kmemleak_scan_area {
131         struct hlist_node node;
132         unsigned long start;
133         size_t size;
134 };
135
136 #define KMEMLEAK_GREY   0
137 #define KMEMLEAK_BLACK  -1
138
139 /*
140  * Structure holding the metadata for each allocated memory block.
141  * Modifications to such objects should be made while holding the
142  * object->lock. Insertions or deletions from object_list, gray_list or
143  * rb_node are already protected by the corresponding locks or mutex (see
144  * the notes on locking above). These objects are reference-counted
145  * (use_count) and freed using the RCU mechanism.
146  */
147 struct kmemleak_object {
148         spinlock_t lock;
149         unsigned long flags;            /* object status flags */
150         struct list_head object_list;
151         struct list_head gray_list;
152         struct rb_node rb_node;
153         struct rcu_head rcu;            /* object_list lockless traversal */
154         /* object usage count; object freed when use_count == 0 */
155         atomic_t use_count;
156         unsigned long pointer;
157         size_t size;
158         /* minimum number of a pointers found before it is considered leak */
159         int min_count;
160         /* the total number of pointers found pointing to this object */
161         int count;
162         /* checksum for detecting modified objects */
163         u32 checksum;
164         /* memory ranges to be scanned inside an object (empty for all) */
165         struct hlist_head area_list;
166         unsigned long trace[MAX_TRACE];
167         unsigned int trace_len;
168         unsigned long jiffies;          /* creation timestamp */
169         pid_t pid;                      /* pid of the current task */
170         char comm[TASK_COMM_LEN];       /* executable name */
171 };
172
173 /* flag representing the memory block allocation status */
174 #define OBJECT_ALLOCATED        (1 << 0)
175 /* flag set after the first reporting of an unreference object */
176 #define OBJECT_REPORTED         (1 << 1)
177 /* flag set to not scan the object */
178 #define OBJECT_NO_SCAN          (1 << 2)
179
180 /* number of bytes to print per line; must be 16 or 32 */
181 #define HEX_ROW_SIZE            16
182 /* number of bytes to print at a time (1, 2, 4, 8) */
183 #define HEX_GROUP_SIZE          1
184 /* include ASCII after the hex output */
185 #define HEX_ASCII               1
186 /* max number of lines to be printed */
187 #define HEX_MAX_LINES           2
188
189 /* the list of all allocated objects */
190 static LIST_HEAD(object_list);
191 /* the list of gray-colored objects (see color_gray comment below) */
192 static LIST_HEAD(gray_list);
193 /* search tree for object boundaries */
194 static struct rb_root object_tree_root = RB_ROOT;
195 /* rw_lock protecting the access to object_list and object_tree_root */
196 static DEFINE_RWLOCK(kmemleak_lock);
197
198 /* allocation caches for kmemleak internal data */
199 static struct kmem_cache *object_cache;
200 static struct kmem_cache *scan_area_cache;
201
202 /* set if tracing memory operations is enabled */
203 static int kmemleak_enabled;
204 /* same as above but only for the kmemleak_free() callback */
205 static int kmemleak_free_enabled;
206 /* set in the late_initcall if there were no errors */
207 static int kmemleak_initialized;
208 /* enables or disables early logging of the memory operations */
209 static int kmemleak_early_log = 1;
210 /* set if a kmemleak warning was issued */
211 static int kmemleak_warning;
212 /* set if a fatal kmemleak error has occurred */
213 static int kmemleak_error;
214
215 /* minimum and maximum address that may be valid pointers */
216 static unsigned long min_addr = ULONG_MAX;
217 static unsigned long max_addr;
218
219 static struct task_struct *scan_thread;
220 /* used to avoid reporting of recently allocated objects */
221 static unsigned long jiffies_min_age;
222 static unsigned long jiffies_last_scan;
223 /* delay between automatic memory scannings */
224 static signed long jiffies_scan_wait;
225 /* enables or disables the task stacks scanning */
226 static int kmemleak_stack_scan = 1;
227 /* protects the memory scanning, parameters and debug/kmemleak file access */
228 static DEFINE_MUTEX(scan_mutex);
229 /* setting kmemleak=on, will set this var, skipping the disable */
230 static int kmemleak_skip_disable;
231 /* If there are leaks that can be reported */
232 static bool kmemleak_found_leaks;
233
234 /*
235  * Early object allocation/freeing logging. Kmemleak is initialized after the
236  * kernel allocator. However, both the kernel allocator and kmemleak may
237  * allocate memory blocks which need to be tracked. Kmemleak defines an
238  * arbitrary buffer to hold the allocation/freeing information before it is
239  * fully initialized.
240  */
241
242 /* kmemleak operation type for early logging */
243 enum {
244         KMEMLEAK_ALLOC,
245         KMEMLEAK_ALLOC_PERCPU,
246         KMEMLEAK_FREE,
247         KMEMLEAK_FREE_PART,
248         KMEMLEAK_FREE_PERCPU,
249         KMEMLEAK_NOT_LEAK,
250         KMEMLEAK_IGNORE,
251         KMEMLEAK_SCAN_AREA,
252         KMEMLEAK_NO_SCAN
253 };
254
255 /*
256  * Structure holding the information passed to kmemleak callbacks during the
257  * early logging.
258  */
259 struct early_log {
260         int op_type;                    /* kmemleak operation type */
261         const void *ptr;                /* allocated/freed memory block */
262         size_t size;                    /* memory block size */
263         int min_count;                  /* minimum reference count */
264         unsigned long trace[MAX_TRACE]; /* stack trace */
265         unsigned int trace_len;         /* stack trace length */
266 };
267
268 /* early logging buffer and current position */
269 static struct early_log
270         early_log[CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_EARLY_LOG_SIZE] __initdata;
271 static int crt_early_log __initdata;
272
273 static void kmemleak_disable(void);
274
275 /*
276  * Print a warning and dump the stack trace.
277  */
278 #define kmemleak_warn(x...)     do {            \
279         pr_warn(x);                             \
280         dump_stack();                           \
281         kmemleak_warning = 1;                   \
282 } while (0)
283
284 /*
285  * Macro invoked when a serious kmemleak condition occurred and cannot be
286  * recovered from. Kmemleak will be disabled and further allocation/freeing
287  * tracing no longer available.
288  */
289 #define kmemleak_stop(x...)     do {    \
290         kmemleak_warn(x);               \
291         kmemleak_disable();             \
292 } while (0)
293
294 /*
295  * Printing of the objects hex dump to the seq file. The number of lines to be
296  * printed is limited to HEX_MAX_LINES to prevent seq file spamming. The
297  * actual number of printed bytes depends on HEX_ROW_SIZE. It must be called
298  * with the object->lock held.
299  */
300 static void hex_dump_object(struct seq_file *seq,
301                             struct kmemleak_object *object)
302 {
303         const u8 *ptr = (const u8 *)object->pointer;
304         size_t len;
305
306         /* limit the number of lines to HEX_MAX_LINES */
307         len = min_t(size_t, object->size, HEX_MAX_LINES * HEX_ROW_SIZE);
308
309         seq_printf(seq, "  hex dump (first %zu bytes):\n", len);
310         kasan_disable_current();
311         seq_hex_dump(seq, "    ", DUMP_PREFIX_NONE, HEX_ROW_SIZE,
312                      HEX_GROUP_SIZE, ptr, len, HEX_ASCII);
313         kasan_enable_current();
314 }
315
316 /*
317  * Object colors, encoded with count and min_count:
318  * - white - orphan object, not enough references to it (count < min_count)
319  * - gray  - not orphan, not marked as false positive (min_count == 0) or
320  *              sufficient references to it (count >= min_count)
321  * - black - ignore, it doesn't contain references (e.g. text section)
322  *              (min_count == -1). No function defined for this color.
323  * Newly created objects don't have any color assigned (object->count == -1)
324  * before the next memory scan when they become white.
325  */
326 static bool color_white(const struct kmemleak_object *object)
327 {
328         return object->count != KMEMLEAK_BLACK &&
329                 object->count < object->min_count;
330 }
331
332 static bool color_gray(const struct kmemleak_object *object)
333 {
334         return object->min_count != KMEMLEAK_BLACK &&
335                 object->count >= object->min_count;
336 }
337
338 /*
339  * Objects are considered unreferenced only if their color is white, they have
340  * not be deleted and have a minimum age to avoid false positives caused by
341  * pointers temporarily stored in CPU registers.
342  */
343 static bool unreferenced_object(struct kmemleak_object *object)
344 {
345         return (color_white(object) && object->flags & OBJECT_ALLOCATED) &&
346                 time_before_eq(object->jiffies + jiffies_min_age,
347                                jiffies_last_scan);
348 }
349
350 /*
351  * Printing of the unreferenced objects information to the seq file. The
352  * print_unreferenced function must be called with the object->lock held.
353  */
354 static void print_unreferenced(struct seq_file *seq,
355                                struct kmemleak_object *object)
356 {
357         int i;
358         unsigned int msecs_age = jiffies_to_msecs(jiffies - object->jiffies);
359
360         seq_printf(seq, "unreferenced object 0x%08lx (size %zu):\n",
361                    object->pointer, object->size);
362         seq_printf(seq, "  comm \"%s\", pid %d, jiffies %lu (age %d.%03ds)\n",
363                    object->comm, object->pid, object->jiffies,
364                    msecs_age / 1000, msecs_age % 1000);
365         hex_dump_object(seq, object);
366         seq_printf(seq, "  backtrace:\n");
367
368         for (i = 0; i < object->trace_len; i++) {
369                 void *ptr = (void *)object->trace[i];
370                 seq_printf(seq, "    [<%p>] %pS\n", ptr, ptr);
371         }
372 }
373
374 /*
375  * Print the kmemleak_object information. This function is used mainly for
376  * debugging special cases when kmemleak operations. It must be called with
377  * the object->lock held.
378  */
379 static void dump_object_info(struct kmemleak_object *object)
380 {
381         struct stack_trace trace;
382
383         trace.nr_entries = object->trace_len;
384         trace.entries = object->trace;
385
386         pr_notice("Object 0x%08lx (size %zu):\n",
387                   object->pointer, object->size);
388         pr_notice("  comm \"%s\", pid %d, jiffies %lu\n",
389                   object->comm, object->pid, object->jiffies);
390         pr_notice("  min_count = %d\n", object->min_count);
391         pr_notice("  count = %d\n", object->count);
392         pr_notice("  flags = 0x%lx\n", object->flags);
393         pr_notice("  checksum = %u\n", object->checksum);
394         pr_notice("  backtrace:\n");
395         print_stack_trace(&trace, 4);
396 }
397
398 /*
399  * Look-up a memory block metadata (kmemleak_object) in the object search
400  * tree based on a pointer value. If alias is 0, only values pointing to the
401  * beginning of the memory block are allowed. The kmemleak_lock must be held
402  * when calling this function.
403  */
404 static struct kmemleak_object *lookup_object(unsigned long ptr, int alias)
405 {
406         struct rb_node *rb = object_tree_root.rb_node;
407
408         while (rb) {
409                 struct kmemleak_object *object =
410                         rb_entry(rb, struct kmemleak_object, rb_node);
411                 if (ptr < object->pointer)
412                         rb = object->rb_node.rb_left;
413                 else if (object->pointer + object->size <= ptr)
414                         rb = object->rb_node.rb_right;
415                 else if (object->pointer == ptr || alias)
416                         return object;
417                 else {
418                         kmemleak_warn("Found object by alias at 0x%08lx\n",
419                                       ptr);
420                         dump_object_info(object);
421                         break;
422                 }
423         }
424         return NULL;
425 }
426
427 /*
428  * Increment the object use_count. Return 1 if successful or 0 otherwise. Note
429  * that once an object's use_count reached 0, the RCU freeing was already
430  * registered and the object should no longer be used. This function must be
431  * called under the protection of rcu_read_lock().
432  */
433 static int get_object(struct kmemleak_object *object)
434 {
435         return atomic_inc_not_zero(&object->use_count);
436 }
437
438 /*
439  * RCU callback to free a kmemleak_object.
440  */
441 static void free_object_rcu(struct rcu_head *rcu)
442 {
443         struct hlist_node *tmp;
444         struct kmemleak_scan_area *area;
445         struct kmemleak_object *object =
446                 container_of(rcu, struct kmemleak_object, rcu);
447
448         /*
449          * Once use_count is 0 (guaranteed by put_object), there is no other
450          * code accessing this object, hence no need for locking.
451          */
452         hlist_for_each_entry_safe(area, tmp, &object->area_list, node) {
453                 hlist_del(&area->node);
454                 kmem_cache_free(scan_area_cache, area);
455         }
456         kmem_cache_free(object_cache, object);
457 }
458
459 /*
460  * Decrement the object use_count. Once the count is 0, free the object using
461  * an RCU callback. Since put_object() may be called via the kmemleak_free() ->
462  * delete_object() path, the delayed RCU freeing ensures that there is no
463  * recursive call to the kernel allocator. Lock-less RCU object_list traversal
464  * is also possible.
465  */
466 static void put_object(struct kmemleak_object *object)
467 {
468         if (!atomic_dec_and_test(&object->use_count))
469                 return;
470
471         /* should only get here after delete_object was called */
472         WARN_ON(object->flags & OBJECT_ALLOCATED);
473
474         call_rcu(&object->rcu, free_object_rcu);
475 }
476
477 /*
478  * Look up an object in the object search tree and increase its use_count.
479  */
480 static struct kmemleak_object *find_and_get_object(unsigned long ptr, int alias)
481 {
482         unsigned long flags;
483         struct kmemleak_object *object;
484
485         rcu_read_lock();
486         read_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
487         object = lookup_object(ptr, alias);
488         read_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
489
490         /* check whether the object is still available */
491         if (object && !get_object(object))
492                 object = NULL;
493         rcu_read_unlock();
494
495         return object;
496 }
497
498 /*
499  * Look up an object in the object search tree and remove it from both
500  * object_tree_root and object_list. The returned object's use_count should be
501  * at least 1, as initially set by create_object().
502  */
503 static struct kmemleak_object *find_and_remove_object(unsigned long ptr, int alias)
504 {
505         unsigned long flags;
506         struct kmemleak_object *object;
507
508         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
509         object = lookup_object(ptr, alias);
510         if (object) {
511                 rb_erase(&object->rb_node, &object_tree_root);
512                 list_del_rcu(&object->object_list);
513         }
514         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
515
516         return object;
517 }
518
519 /*
520  * Save stack trace to the given array of MAX_TRACE size.
521  */
522 static int __save_stack_trace(unsigned long *trace)
523 {
524         struct stack_trace stack_trace;
525
526         stack_trace.max_entries = MAX_TRACE;
527         stack_trace.nr_entries = 0;
528         stack_trace.entries = trace;
529         stack_trace.skip = 2;
530         save_stack_trace(&stack_trace);
531
532         return stack_trace.nr_entries;
533 }
534
535 /*
536  * Create the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to an allocated
537  * memory block and add it to the object_list and object_tree_root.
538  */
539 static struct kmemleak_object *create_object(unsigned long ptr, size_t size,
540                                              int min_count, gfp_t gfp)
541 {
542         unsigned long flags;
543         struct kmemleak_object *object, *parent;
544         struct rb_node **link, *rb_parent;
545
546         object = kmem_cache_alloc(object_cache, gfp_kmemleak_mask(gfp));
547         if (!object) {
548                 pr_warn("Cannot allocate a kmemleak_object structure\n");
549                 kmemleak_disable();
550                 return NULL;
551         }
552
553         INIT_LIST_HEAD(&object->object_list);
554         INIT_LIST_HEAD(&object->gray_list);
555         INIT_HLIST_HEAD(&object->area_list);
556         spin_lock_init(&object->lock);
557         atomic_set(&object->use_count, 1);
558         object->flags = OBJECT_ALLOCATED;
559         object->pointer = ptr;
560         object->size = size;
561         object->min_count = min_count;
562         object->count = 0;                      /* white color initially */
563         object->jiffies = jiffies;
564         object->checksum = 0;
565
566         /* task information */
567         if (in_irq()) {
568                 object->pid = 0;
569                 strncpy(object->comm, "hardirq", sizeof(object->comm));
570         } else if (in_softirq()) {
571                 object->pid = 0;
572                 strncpy(object->comm, "softirq", sizeof(object->comm));
573         } else {
574                 object->pid = current->pid;
575                 /*
576                  * There is a small chance of a race with set_task_comm(),
577                  * however using get_task_comm() here may cause locking
578                  * dependency issues with current->alloc_lock. In the worst
579                  * case, the command line is not correct.
580                  */
581                 strncpy(object->comm, current->comm, sizeof(object->comm));
582         }
583
584         /* kernel backtrace */
585         object->trace_len = __save_stack_trace(object->trace);
586
587         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
588
589         min_addr = min(min_addr, ptr);
590         max_addr = max(max_addr, ptr + size);
591         link = &object_tree_root.rb_node;
592         rb_parent = NULL;
593         while (*link) {
594                 rb_parent = *link;
595                 parent = rb_entry(rb_parent, struct kmemleak_object, rb_node);
596                 if (ptr + size <= parent->pointer)
597                         link = &parent->rb_node.rb_left;
598                 else if (parent->pointer + parent->size <= ptr)
599                         link = &parent->rb_node.rb_right;
600                 else {
601                         kmemleak_stop("Cannot insert 0x%lx into the object search tree (overlaps existing)\n",
602                                       ptr);
603                         /*
604                          * No need for parent->lock here since "parent" cannot
605                          * be freed while the kmemleak_lock is held.
606                          */
607                         dump_object_info(parent);
608                         kmem_cache_free(object_cache, object);
609                         object = NULL;
610                         goto out;
611                 }
612         }
613         rb_link_node(&object->rb_node, rb_parent, link);
614         rb_insert_color(&object->rb_node, &object_tree_root);
615
616         list_add_tail_rcu(&object->object_list, &object_list);
617 out:
618         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
619         return object;
620 }
621
622 /*
623  * Mark the object as not allocated and schedule RCU freeing via put_object().
624  */
625 static void __delete_object(struct kmemleak_object *object)
626 {
627         unsigned long flags;
628
629         WARN_ON(!(object->flags & OBJECT_ALLOCATED));
630         WARN_ON(atomic_read(&object->use_count) < 1);
631
632         /*
633          * Locking here also ensures that the corresponding memory block
634          * cannot be freed when it is being scanned.
635          */
636         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
637         object->flags &= ~OBJECT_ALLOCATED;
638         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
639         put_object(object);
640 }
641
642 /*
643  * Look up the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to ptr and
644  * delete it.
645  */
646 static void delete_object_full(unsigned long ptr)
647 {
648         struct kmemleak_object *object;
649
650         object = find_and_remove_object(ptr, 0);
651         if (!object) {
652 #ifdef DEBUG
653                 kmemleak_warn("Freeing unknown object at 0x%08lx\n",
654                               ptr);
655 #endif
656                 return;
657         }
658         __delete_object(object);
659 }
660
661 /*
662  * Look up the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to ptr and
663  * delete it. If the memory block is partially freed, the function may create
664  * additional metadata for the remaining parts of the block.
665  */
666 static void delete_object_part(unsigned long ptr, size_t size)
667 {
668         struct kmemleak_object *object;
669         unsigned long start, end;
670
671         object = find_and_remove_object(ptr, 1);
672         if (!object) {
673 #ifdef DEBUG
674                 kmemleak_warn("Partially freeing unknown object at 0x%08lx (size %zu)\n",
675                               ptr, size);
676 #endif
677                 return;
678         }
679
680         /*
681          * Create one or two objects that may result from the memory block
682          * split. Note that partial freeing is only done by free_bootmem() and
683          * this happens before kmemleak_init() is called. The path below is
684          * only executed during early log recording in kmemleak_init(), so
685          * GFP_KERNEL is enough.
686          */
687         start = object->pointer;
688         end = object->pointer + object->size;
689         if (ptr > start)
690                 create_object(start, ptr - start, object->min_count,
691                               GFP_KERNEL);
692         if (ptr + size < end)
693                 create_object(ptr + size, end - ptr - size, object->min_count,
694                               GFP_KERNEL);
695
696         __delete_object(object);
697 }
698
699 static void __paint_it(struct kmemleak_object *object, int color)
700 {
701         object->min_count = color;
702         if (color == KMEMLEAK_BLACK)
703                 object->flags |= OBJECT_NO_SCAN;
704 }
705
706 static void paint_it(struct kmemleak_object *object, int color)
707 {
708         unsigned long flags;
709
710         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
711         __paint_it(object, color);
712         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
713 }
714
715 static void paint_ptr(unsigned long ptr, int color)
716 {
717         struct kmemleak_object *object;
718
719         object = find_and_get_object(ptr, 0);
720         if (!object) {
721                 kmemleak_warn("Trying to color unknown object at 0x%08lx as %s\n",
722                               ptr,
723                               (color == KMEMLEAK_GREY) ? "Grey" :
724                               (color == KMEMLEAK_BLACK) ? "Black" : "Unknown");
725                 return;
726         }
727         paint_it(object, color);
728         put_object(object);
729 }
730
731 /*
732  * Mark an object permanently as gray-colored so that it can no longer be
733  * reported as a leak. This is used in general to mark a false positive.
734  */
735 static void make_gray_object(unsigned long ptr)
736 {
737         paint_ptr(ptr, KMEMLEAK_GREY);
738 }
739
740 /*
741  * Mark the object as black-colored so that it is ignored from scans and
742  * reporting.
743  */
744 static void make_black_object(unsigned long ptr)
745 {
746         paint_ptr(ptr, KMEMLEAK_BLACK);
747 }
748
749 /*
750  * Add a scanning area to the object. If at least one such area is added,
751  * kmemleak will only scan these ranges rather than the whole memory block.
752  */
753 static void add_scan_area(unsigned long ptr, size_t size, gfp_t gfp)
754 {
755         unsigned long flags;
756         struct kmemleak_object *object;
757         struct kmemleak_scan_area *area;
758
759         object = find_and_get_object(ptr, 1);
760         if (!object) {
761                 kmemleak_warn("Adding scan area to unknown object at 0x%08lx\n",
762                               ptr);
763                 return;
764         }
765
766         area = kmem_cache_alloc(scan_area_cache, gfp_kmemleak_mask(gfp));
767         if (!area) {
768                 pr_warn("Cannot allocate a scan area\n");
769                 goto out;
770         }
771
772         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
773         if (size == SIZE_MAX) {
774                 size = object->pointer + object->size - ptr;
775         } else if (ptr + size > object->pointer + object->size) {
776                 kmemleak_warn("Scan area larger than object 0x%08lx\n", ptr);
777                 dump_object_info(object);
778                 kmem_cache_free(scan_area_cache, area);
779                 goto out_unlock;
780         }
781
782         INIT_HLIST_NODE(&area->node);
783         area->start = ptr;
784         area->size = size;
785
786         hlist_add_head(&area->node, &object->area_list);
787 out_unlock:
788         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
789 out:
790         put_object(object);
791 }
792
793 /*
794  * Set the OBJECT_NO_SCAN flag for the object corresponding to the give
795  * pointer. Such object will not be scanned by kmemleak but references to it
796  * are searched.
797  */
798 static void object_no_scan(unsigned long ptr)
799 {
800         unsigned long flags;
801         struct kmemleak_object *object;
802
803         object = find_and_get_object(ptr, 0);
804         if (!object) {
805                 kmemleak_warn("Not scanning unknown object at 0x%08lx\n", ptr);
806                 return;
807         }
808
809         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
810         object->flags |= OBJECT_NO_SCAN;
811         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
812         put_object(object);
813 }
814
815 /*
816  * Log an early kmemleak_* call to the early_log buffer. These calls will be
817  * processed later once kmemleak is fully initialized.
818  */
819 static void __init log_early(int op_type, const void *ptr, size_t size,
820                              int min_count)
821 {
822         unsigned long flags;
823         struct early_log *log;
824
825         if (kmemleak_error) {
826                 /* kmemleak stopped recording, just count the requests */
827                 crt_early_log++;
828                 return;
829         }
830
831         if (crt_early_log >= ARRAY_SIZE(early_log)) {
832                 crt_early_log++;
833                 kmemleak_disable();
834                 return;
835         }
836
837         /*
838          * There is no need for locking since the kernel is still in UP mode
839          * at this stage. Disabling the IRQs is enough.
840          */
841         local_irq_save(flags);
842         log = &early_log[crt_early_log];
843         log->op_type = op_type;
844         log->ptr = ptr;
845         log->size = size;
846         log->min_count = min_count;
847         log->trace_len = __save_stack_trace(log->trace);
848         crt_early_log++;
849         local_irq_restore(flags);
850 }
851
852 /*
853  * Log an early allocated block and populate the stack trace.
854  */
855 static void early_alloc(struct early_log *log)
856 {
857         struct kmemleak_object *object;
858         unsigned long flags;
859         int i;
860
861         if (!kmemleak_enabled || !log->ptr || IS_ERR(log->ptr))
862                 return;
863
864         /*
865          * RCU locking needed to ensure object is not freed via put_object().
866          */
867         rcu_read_lock();
868         object = create_object((unsigned long)log->ptr, log->size,
869                                log->min_count, GFP_ATOMIC);
870         if (!object)
871                 goto out;
872         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
873         for (i = 0; i < log->trace_len; i++)
874                 object->trace[i] = log->trace[i];
875         object->trace_len = log->trace_len;
876         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
877 out:
878         rcu_read_unlock();
879 }
880
881 /*
882  * Log an early allocated block and populate the stack trace.
883  */
884 static void early_alloc_percpu(struct early_log *log)
885 {
886         unsigned int cpu;
887         const void __percpu *ptr = log->ptr;
888
889         for_each_possible_cpu(cpu) {
890                 log->ptr = per_cpu_ptr(ptr, cpu);
891                 early_alloc(log);
892         }
893 }
894
895 /**
896  * kmemleak_alloc - register a newly allocated object
897  * @ptr:        pointer to beginning of the object
898  * @size:       size of the object
899  * @min_count:  minimum number of references to this object. If during memory
900  *              scanning a number of references less than @min_count is found,
901  *              the object is reported as a memory leak. If @min_count is 0,
902  *              the object is never reported as a leak. If @min_count is -1,
903  *              the object is ignored (not scanned and not reported as a leak)
904  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
905  *
906  * This function is called from the kernel allocators when a new object
907  * (memory block) is allocated (kmem_cache_alloc, kmalloc, vmalloc etc.).
908  */
909 void __ref kmemleak_alloc(const void *ptr, size_t size, int min_count,
910                           gfp_t gfp)
911 {
912         pr_debug("%s(0x%p, %zu, %d)\n", __func__, ptr, size, min_count);
913
914         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
915                 create_object((unsigned long)ptr, size, min_count, gfp);
916         else if (kmemleak_early_log)
917                 log_early(KMEMLEAK_ALLOC, ptr, size, min_count);
918 }
919 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_alloc);
920
921 /**
922  * kmemleak_alloc_percpu - register a newly allocated __percpu object
923  * @ptr:        __percpu pointer to beginning of the object
924  * @size:       size of the object
925  * @gfp:        flags used for kmemleak internal memory allocations
926  *
927  * This function is called from the kernel percpu allocator when a new object
928  * (memory block) is allocated (alloc_percpu).
929  */
930 void __ref kmemleak_alloc_percpu(const void __percpu *ptr, size_t size,
931                                  gfp_t gfp)
932 {
933         unsigned int cpu;
934
935         pr_debug("%s(0x%p, %zu)\n", __func__, ptr, size);
936
937         /*
938          * Percpu allocations are only scanned and not reported as leaks
939          * (min_count is set to 0).
940          */
941         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
942                 for_each_possible_cpu(cpu)
943                         create_object((unsigned long)per_cpu_ptr(ptr, cpu),
944                                       size, 0, gfp);
945         else if (kmemleak_early_log)
946                 log_early(KMEMLEAK_ALLOC_PERCPU, ptr, size, 0);
947 }
948 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_alloc_percpu);
949
950 /**
951  * kmemleak_free - unregister a previously registered object
952  * @ptr:        pointer to beginning of the object
953  *
954  * This function is called from the kernel allocators when an object (memory
955  * block) is freed (kmem_cache_free, kfree, vfree etc.).
956  */
957 void __ref kmemleak_free(const void *ptr)
958 {
959         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
960
961         if (kmemleak_free_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
962                 delete_object_full((unsigned long)ptr);
963         else if (kmemleak_early_log)
964                 log_early(KMEMLEAK_FREE, ptr, 0, 0);
965 }
966 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free);
967
968 /**
969  * kmemleak_free_part - partially unregister a previously registered object
970  * @ptr:        pointer to the beginning or inside the object. This also
971  *              represents the start of the range to be freed
972  * @size:       size to be unregistered
973  *
974  * This function is called when only a part of a memory block is freed
975  * (usually from the bootmem allocator).
976  */
977 void __ref kmemleak_free_part(const void *ptr, size_t size)
978 {
979         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
980
981         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
982                 delete_object_part((unsigned long)ptr, size);
983         else if (kmemleak_early_log)
984                 log_early(KMEMLEAK_FREE_PART, ptr, size, 0);
985 }
986 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free_part);
987
988 /**
989  * kmemleak_free_percpu - unregister a previously registered __percpu object
990  * @ptr:        __percpu pointer to beginning of the object
991  *
992  * This function is called from the kernel percpu allocator when an object
993  * (memory block) is freed (free_percpu).
994  */
995 void __ref kmemleak_free_percpu(const void __percpu *ptr)
996 {
997         unsigned int cpu;
998
999         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1000
1001         if (kmemleak_free_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1002                 for_each_possible_cpu(cpu)
1003                         delete_object_full((unsigned long)per_cpu_ptr(ptr,
1004                                                                       cpu));
1005         else if (kmemleak_early_log)
1006                 log_early(KMEMLEAK_FREE_PERCPU, ptr, 0, 0);
1007 }
1008 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free_percpu);
1009
1010 /**
1011  * kmemleak_update_trace - update object allocation stack trace
1012  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1013  *
1014  * Override the object allocation stack trace for cases where the actual
1015  * allocation place is not always useful.
1016  */
1017 void __ref kmemleak_update_trace(const void *ptr)
1018 {
1019         struct kmemleak_object *object;
1020         unsigned long flags;
1021
1022         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1023
1024         if (!kmemleak_enabled || IS_ERR_OR_NULL(ptr))
1025                 return;
1026
1027         object = find_and_get_object((unsigned long)ptr, 1);
1028         if (!object) {
1029 #ifdef DEBUG
1030                 kmemleak_warn("Updating stack trace for unknown object at %p\n",
1031                               ptr);
1032 #endif
1033                 return;
1034         }
1035
1036         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1037         object->trace_len = __save_stack_trace(object->trace);
1038         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1039
1040         put_object(object);
1041 }
1042 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_update_trace);
1043
1044 /**
1045  * kmemleak_not_leak - mark an allocated object as false positive
1046  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1047  *
1048  * Calling this function on an object will cause the memory block to no longer
1049  * be reported as leak and always be scanned.
1050  */
1051 void __ref kmemleak_not_leak(const void *ptr)
1052 {
1053         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1054
1055         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1056                 make_gray_object((unsigned long)ptr);
1057         else if (kmemleak_early_log)
1058                 log_early(KMEMLEAK_NOT_LEAK, ptr, 0, 0);
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_not_leak);
1061
1062 /**
1063  * kmemleak_ignore - ignore an allocated object
1064  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1065  *
1066  * Calling this function on an object will cause the memory block to be
1067  * ignored (not scanned and not reported as a leak). This is usually done when
1068  * it is known that the corresponding block is not a leak and does not contain
1069  * any references to other allocated memory blocks.
1070  */
1071 void __ref kmemleak_ignore(const void *ptr)
1072 {
1073         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1074
1075         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1076                 make_black_object((unsigned long)ptr);
1077         else if (kmemleak_early_log)
1078                 log_early(KMEMLEAK_IGNORE, ptr, 0, 0);
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_ignore);
1081
1082 /**
1083  * kmemleak_scan_area - limit the range to be scanned in an allocated object
1084  * @ptr:        pointer to beginning or inside the object. This also
1085  *              represents the start of the scan area
1086  * @size:       size of the scan area
1087  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
1088  *
1089  * This function is used when it is known that only certain parts of an object
1090  * contain references to other objects. Kmemleak will only scan these areas
1091  * reducing the number false negatives.
1092  */
1093 void __ref kmemleak_scan_area(const void *ptr, size_t size, gfp_t gfp)
1094 {
1095         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1096
1097         if (kmemleak_enabled && ptr && size && !IS_ERR(ptr))
1098                 add_scan_area((unsigned long)ptr, size, gfp);
1099         else if (kmemleak_early_log)
1100                 log_early(KMEMLEAK_SCAN_AREA, ptr, size, 0);
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_scan_area);
1103
1104 /**
1105  * kmemleak_no_scan - do not scan an allocated object
1106  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1107  *
1108  * This function notifies kmemleak not to scan the given memory block. Useful
1109  * in situations where it is known that the given object does not contain any
1110  * references to other objects. Kmemleak will not scan such objects reducing
1111  * the number of false negatives.
1112  */
1113 void __ref kmemleak_no_scan(const void *ptr)
1114 {
1115         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1116
1117         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1118                 object_no_scan((unsigned long)ptr);
1119         else if (kmemleak_early_log)
1120                 log_early(KMEMLEAK_NO_SCAN, ptr, 0, 0);
1121 }
1122 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_no_scan);
1123
1124 /*
1125  * Update an object's checksum and return true if it was modified.
1126  */
1127 static bool update_checksum(struct kmemleak_object *object)
1128 {
1129         u32 old_csum = object->checksum;
1130
1131         if (!kmemcheck_is_obj_initialized(object->pointer, object->size))
1132                 return false;
1133
1134         kasan_disable_current();
1135         object->checksum = crc32(0, (void *)object->pointer, object->size);
1136         kasan_enable_current();
1137
1138         return object->checksum != old_csum;
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Memory scanning is a long process and it needs to be interruptable. This
1143  * function checks whether such interrupt condition occurred.
1144  */
1145 static int scan_should_stop(void)
1146 {
1147         if (!kmemleak_enabled)
1148                 return 1;
1149
1150         /*
1151          * This function may be called from either process or kthread context,
1152          * hence the need to check for both stop conditions.
1153          */
1154         if (current->mm)
1155                 return signal_pending(current);
1156         else
1157                 return kthread_should_stop();
1158
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Scan a memory block (exclusive range) for valid pointers and add those
1164  * found to the gray list.
1165  */
1166 static void scan_block(void *_start, void *_end,
1167                        struct kmemleak_object *scanned)
1168 {
1169         unsigned long *ptr;
1170         unsigned long *start = PTR_ALIGN(_start, BYTES_PER_POINTER);
1171         unsigned long *end = _end - (BYTES_PER_POINTER - 1);
1172         unsigned long flags;
1173
1174         read_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
1175         for (ptr = start; ptr < end; ptr++) {
1176                 struct kmemleak_object *object;
1177                 unsigned long pointer;
1178
1179                 if (scan_should_stop())
1180                         break;
1181
1182                 /* don't scan uninitialized memory */
1183                 if (!kmemcheck_is_obj_initialized((unsigned long)ptr,
1184                                                   BYTES_PER_POINTER))
1185                         continue;
1186
1187                 kasan_disable_current();
1188                 pointer = *ptr;
1189                 kasan_enable_current();
1190
1191                 if (pointer < min_addr || pointer >= max_addr)
1192                         continue;
1193
1194                 /*
1195                  * No need for get_object() here since we hold kmemleak_lock.
1196                  * object->use_count cannot be dropped to 0 while the object
1197                  * is still present in object_tree_root and object_list
1198                  * (with updates protected by kmemleak_lock).
1199                  */
1200                 object = lookup_object(pointer, 1);
1201                 if (!object)
1202                         continue;
1203                 if (object == scanned)
1204                         /* self referenced, ignore */
1205                         continue;
1206
1207                 /*
1208                  * Avoid the lockdep recursive warning on object->lock being
1209                  * previously acquired in scan_object(). These locks are
1210                  * enclosed by scan_mutex.
1211                  */
1212                 spin_lock_nested(&object->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1213                 if (!color_white(object)) {
1214                         /* non-orphan, ignored or new */
1215                         spin_unlock(&object->lock);
1216                         continue;
1217                 }
1218
1219                 /*
1220                  * Increase the object's reference count (number of pointers
1221                  * to the memory block). If this count reaches the required
1222                  * minimum, the object's color will become gray and it will be
1223                  * added to the gray_list.
1224                  */
1225                 object->count++;
1226                 if (color_gray(object)) {
1227                         /* put_object() called when removing from gray_list */
1228                         WARN_ON(!get_object(object));
1229                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1230                 }
1231                 spin_unlock(&object->lock);
1232         }
1233         read_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Scan a large memory block in MAX_SCAN_SIZE chunks to reduce the latency.
1238  */
1239 static void scan_large_block(void *start, void *end)
1240 {
1241         void *next;
1242
1243         while (start < end) {
1244                 next = min(start + MAX_SCAN_SIZE, end);
1245                 scan_block(start, next, NULL);
1246                 start = next;
1247                 cond_resched();
1248         }
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Scan a memory block corresponding to a kmemleak_object. A condition is
1253  * that object->use_count >= 1.
1254  */
1255 static void scan_object(struct kmemleak_object *object)
1256 {
1257         struct kmemleak_scan_area *area;
1258         unsigned long flags;
1259
1260         /*
1261          * Once the object->lock is acquired, the corresponding memory block
1262          * cannot be freed (the same lock is acquired in delete_object).
1263          */
1264         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1265         if (object->flags & OBJECT_NO_SCAN)
1266                 goto out;
1267         if (!(object->flags & OBJECT_ALLOCATED))
1268                 /* already freed object */
1269                 goto out;
1270         if (hlist_empty(&object->area_list)) {
1271                 void *start = (void *)object->pointer;
1272                 void *end = (void *)(object->pointer + object->size);
1273                 void *next;
1274
1275                 do {
1276                         next = min(start + MAX_SCAN_SIZE, end);
1277                         scan_block(start, next, object);
1278
1279                         start = next;
1280                         if (start >= end)
1281                                 break;
1282
1283                         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1284                         cond_resched();
1285                         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1286                 } while (object->flags & OBJECT_ALLOCATED);
1287         } else
1288                 hlist_for_each_entry(area, &object->area_list, node)
1289                         scan_block((void *)area->start,
1290                                    (void *)(area->start + area->size),
1291                                    object);
1292 out:
1293         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Scan the objects already referenced (gray objects). More objects will be
1298  * referenced and, if there are no memory leaks, all the objects are scanned.
1299  */
1300 static void scan_gray_list(void)
1301 {
1302         struct kmemleak_object *object, *tmp;
1303
1304         /*
1305          * The list traversal is safe for both tail additions and removals
1306          * from inside the loop. The kmemleak objects cannot be freed from
1307          * outside the loop because their use_count was incremented.
1308          */
1309         object = list_entry(gray_list.next, typeof(*object), gray_list);
1310         while (&object->gray_list != &gray_list) {
1311                 cond_resched();
1312
1313                 /* may add new objects to the list */
1314                 if (!scan_should_stop())
1315                         scan_object(object);
1316
1317                 tmp = list_entry(object->gray_list.next, typeof(*object),
1318                                  gray_list);
1319
1320                 /* remove the object from the list and release it */
1321                 list_del(&object->gray_list);
1322                 put_object(object);
1323
1324                 object = tmp;
1325         }
1326         WARN_ON(!list_empty(&gray_list));
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Scan data sections and all the referenced memory blocks allocated via the
1331  * kernel's standard allocators. This function must be called with the
1332  * scan_mutex held.
1333  */
1334 static void kmemleak_scan(void)
1335 {
1336         unsigned long flags;
1337         struct kmemleak_object *object;
1338         int i;
1339         int new_leaks = 0;
1340
1341         jiffies_last_scan = jiffies;
1342
1343         /* prepare the kmemleak_object's */
1344         rcu_read_lock();
1345         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1346                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1347 #ifdef DEBUG
1348                 /*
1349                  * With a few exceptions there should be a maximum of
1350                  * 1 reference to any object at this point.
1351                  */
1352                 if (atomic_read(&object->use_count) > 1) {
1353                         pr_debug("object->use_count = %d\n",
1354                                  atomic_read(&object->use_count));
1355                         dump_object_info(object);
1356                 }
1357 #endif
1358                 /* reset the reference count (whiten the object) */
1359                 object->count = 0;
1360                 if (color_gray(object) && get_object(object))
1361                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1362
1363                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1364         }
1365         rcu_read_unlock();
1366
1367         /* data/bss scanning */
1368         scan_large_block(_sdata, _edata);
1369         scan_large_block(__bss_start, __bss_stop);
1370
1371 #ifdef CONFIG_SMP
1372         /* per-cpu sections scanning */
1373         for_each_possible_cpu(i)
1374                 scan_large_block(__per_cpu_start + per_cpu_offset(i),
1375                                  __per_cpu_end + per_cpu_offset(i));
1376 #endif
1377
1378         /*
1379          * Struct page scanning for each node.
1380          */
1381         get_online_mems();
1382         for_each_online_node(i) {
1383                 unsigned long start_pfn = node_start_pfn(i);
1384                 unsigned long end_pfn = node_end_pfn(i);
1385                 unsigned long pfn;
1386
1387                 for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1388                         struct page *page;
1389
1390                         if (!pfn_valid(pfn))
1391                                 continue;
1392                         page = pfn_to_page(pfn);
1393                         /* only scan if page is in use */
1394                         if (page_count(page) == 0)
1395                                 continue;
1396                         scan_block(page, page + 1, NULL);
1397                 }
1398         }
1399         put_online_mems();
1400
1401         /*
1402          * Scanning the task stacks (may introduce false negatives).
1403          */
1404         if (kmemleak_stack_scan) {
1405                 struct task_struct *p, *g;
1406
1407                 read_lock(&tasklist_lock);
1408                 do_each_thread(g, p) {
1409                         scan_block(task_stack_page(p), task_stack_page(p) +
1410                                    THREAD_SIZE, NULL);
1411                 } while_each_thread(g, p);
1412                 read_unlock(&tasklist_lock);
1413         }
1414
1415         /*
1416          * Scan the objects already referenced from the sections scanned
1417          * above.
1418          */
1419         scan_gray_list();
1420
1421         /*
1422          * Check for new or unreferenced objects modified since the previous
1423          * scan and color them gray until the next scan.
1424          */
1425         rcu_read_lock();
1426         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1427                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1428                 if (color_white(object) && (object->flags & OBJECT_ALLOCATED)
1429                     && update_checksum(object) && get_object(object)) {
1430                         /* color it gray temporarily */
1431                         object->count = object->min_count;
1432                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1433                 }
1434                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1435         }
1436         rcu_read_unlock();
1437
1438         /*
1439          * Re-scan the gray list for modified unreferenced objects.
1440          */
1441         scan_gray_list();
1442
1443         /*
1444          * If scanning was stopped do not report any new unreferenced objects.
1445          */
1446         if (scan_should_stop())
1447                 return;
1448
1449         /*
1450          * Scanning result reporting.
1451          */
1452         rcu_read_lock();
1453         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1454                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1455                 if (unreferenced_object(object) &&
1456                     !(object->flags & OBJECT_REPORTED)) {
1457                         object->flags |= OBJECT_REPORTED;
1458                         new_leaks++;
1459                 }
1460                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1461         }
1462         rcu_read_unlock();
1463
1464         if (new_leaks) {
1465                 kmemleak_found_leaks = true;
1466
1467                 pr_info("%d new suspected memory leaks (see /sys/kernel/debug/kmemleak)\n",
1468                         new_leaks);
1469         }
1470
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Thread function performing automatic memory scanning. Unreferenced objects
1475  * at the end of a memory scan are reported but only the first time.
1476  */
1477 static int kmemleak_scan_thread(void *arg)
1478 {
1479         static int first_run = 1;
1480
1481         pr_info("Automatic memory scanning thread started\n");
1482         set_user_nice(current, 10);
1483
1484         /*
1485          * Wait before the first scan to allow the system to fully initialize.
1486          */
1487         if (first_run) {
1488                 signed long timeout = msecs_to_jiffies(SECS_FIRST_SCAN * 1000);
1489                 first_run = 0;
1490                 while (timeout && !kthread_should_stop())
1491                         timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1492         }
1493
1494         while (!kthread_should_stop()) {
1495                 signed long timeout = jiffies_scan_wait;
1496
1497                 mutex_lock(&scan_mutex);
1498                 kmemleak_scan();
1499                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1500
1501                 /* wait before the next scan */
1502                 while (timeout && !kthread_should_stop())
1503                         timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1504         }
1505
1506         pr_info("Automatic memory scanning thread ended\n");
1507
1508         return 0;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Start the automatic memory scanning thread. This function must be called
1513  * with the scan_mutex held.
1514  */
1515 static void start_scan_thread(void)
1516 {
1517         if (scan_thread)
1518                 return;
1519         scan_thread = kthread_run(kmemleak_scan_thread, NULL, "kmemleak");
1520         if (IS_ERR(scan_thread)) {
1521                 pr_warn("Failed to create the scan thread\n");
1522                 scan_thread = NULL;
1523         }
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Stop the automatic memory scanning thread. This function must be called
1528  * with the scan_mutex held.
1529  */
1530 static void stop_scan_thread(void)
1531 {
1532         if (scan_thread) {
1533                 kthread_stop(scan_thread);
1534                 scan_thread = NULL;
1535         }
1536 }
1537
1538 /*
1539  * Iterate over the object_list and return the first valid object at or after
1540  * the required position with its use_count incremented. The function triggers
1541  * a memory scanning when the pos argument points to the first position.
1542  */
1543 static void *kmemleak_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
1544 {
1545         struct kmemleak_object *object;
1546         loff_t n = *pos;
1547         int err;
1548
1549         err = mutex_lock_interruptible(&scan_mutex);
1550         if (err < 0)
1551                 return ERR_PTR(err);
1552
1553         rcu_read_lock();
1554         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1555                 if (n-- > 0)
1556                         continue;
1557                 if (get_object(object))
1558                         goto out;
1559         }
1560         object = NULL;
1561 out:
1562         return object;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Return the next object in the object_list. The function decrements the
1567  * use_count of the previous object and increases that of the next one.
1568  */
1569 static void *kmemleak_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
1570 {
1571         struct kmemleak_object *prev_obj = v;
1572         struct kmemleak_object *next_obj = NULL;
1573         struct kmemleak_object *obj = prev_obj;
1574
1575         ++(*pos);
1576
1577         list_for_each_entry_continue_rcu(obj, &object_list, object_list) {
1578                 if (get_object(obj)) {
1579                         next_obj = obj;
1580                         break;
1581                 }
1582         }
1583
1584         put_object(prev_obj);
1585         return next_obj;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Decrement the use_count of the last object required, if any.
1590  */
1591 static void kmemleak_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
1592 {
1593         if (!IS_ERR(v)) {
1594                 /*
1595                  * kmemleak_seq_start may return ERR_PTR if the scan_mutex
1596                  * waiting was interrupted, so only release it if !IS_ERR.
1597                  */
1598                 rcu_read_unlock();
1599                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1600                 if (v)
1601                         put_object(v);
1602         }
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Print the information for an unreferenced object to the seq file.
1607  */
1608 static int kmemleak_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
1609 {
1610         struct kmemleak_object *object = v;
1611         unsigned long flags;
1612
1613         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1614         if ((object->flags & OBJECT_REPORTED) && unreferenced_object(object))
1615                 print_unreferenced(seq, object);
1616         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 static const struct seq_operations kmemleak_seq_ops = {
1621         .start = kmemleak_seq_start,
1622         .next  = kmemleak_seq_next,
1623         .stop  = kmemleak_seq_stop,
1624         .show  = kmemleak_seq_show,
1625 };
1626
1627 static int kmemleak_open(struct inode *inode, struct file *file)
1628 {
1629         return seq_open(file, &kmemleak_seq_ops);
1630 }
1631
1632 static int dump_str_object_info(const char *str)
1633 {
1634         unsigned long flags;
1635         struct kmemleak_object *object;
1636         unsigned long addr;
1637
1638         if (kstrtoul(str, 0, &addr))
1639                 return -EINVAL;
1640         object = find_and_get_object(addr, 0);
1641         if (!object) {
1642                 pr_info("Unknown object at 0x%08lx\n", addr);
1643                 return -EINVAL;
1644         }
1645
1646         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1647         dump_object_info(object);
1648         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1649
1650         put_object(object);
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 /*
1655  * We use grey instead of black to ensure we can do future scans on the same
1656  * objects. If we did not do future scans these black objects could
1657  * potentially contain references to newly allocated objects in the future and
1658  * we'd end up with false positives.
1659  */
1660 static void kmemleak_clear(void)
1661 {
1662         struct kmemleak_object *object;
1663         unsigned long flags;
1664
1665         rcu_read_lock();
1666         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1667                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1668                 if ((object->flags & OBJECT_REPORTED) &&
1669                     unreferenced_object(object))
1670                         __paint_it(object, KMEMLEAK_GREY);
1671                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1672         }
1673         rcu_read_unlock();
1674
1675         kmemleak_found_leaks = false;
1676 }
1677
1678 static void __kmemleak_do_cleanup(void);
1679
1680 /*
1681  * File write operation to configure kmemleak at run-time. The following
1682  * commands can be written to the /sys/kernel/debug/kmemleak file:
1683  *   off        - disable kmemleak (irreversible)
1684  *   stack=on   - enable the task stacks scanning
1685  *   stack=off  - disable the tasks stacks scanning
1686  *   scan=on    - start the automatic memory scanning thread
1687  *   scan=off   - stop the automatic memory scanning thread
1688  *   scan=...   - set the automatic memory scanning period in seconds (0 to
1689  *                disable it)
1690  *   scan       - trigger a memory scan
1691  *   clear      - mark all current reported unreferenced kmemleak objects as
1692  *                grey to ignore printing them, or free all kmemleak objects
1693  *                if kmemleak has been disabled.
1694  *   dump=...   - dump information about the object found at the given address
1695  */
1696 static ssize_t kmemleak_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1697                               size_t size, loff_t *ppos)
1698 {
1699         char buf[64];
1700         int buf_size;
1701         int ret;
1702
1703         buf_size = min(size, (sizeof(buf) - 1));
1704         if (strncpy_from_user(buf, user_buf, buf_size) < 0)
1705                 return -EFAULT;
1706         buf[buf_size] = 0;
1707
1708         ret = mutex_lock_interruptible(&scan_mutex);
1709         if (ret < 0)
1710                 return ret;
1711
1712         if (strncmp(buf, "clear", 5) == 0) {
1713                 if (kmemleak_enabled)
1714                         kmemleak_clear();
1715                 else
1716                         __kmemleak_do_cleanup();
1717                 goto out;
1718         }
1719
1720         if (!kmemleak_enabled) {
1721                 ret = -EBUSY;
1722                 goto out;
1723         }
1724
1725         if (strncmp(buf, "off", 3) == 0)
1726                 kmemleak_disable();
1727         else if (strncmp(buf, "stack=on", 8) == 0)
1728                 kmemleak_stack_scan = 1;
1729         else if (strncmp(buf, "stack=off", 9) == 0)
1730                 kmemleak_stack_scan = 0;
1731         else if (strncmp(buf, "scan=on", 7) == 0)
1732                 start_scan_thread();
1733         else if (strncmp(buf, "scan=off", 8) == 0)
1734                 stop_scan_thread();
1735         else if (strncmp(buf, "scan=", 5) == 0) {
1736                 unsigned long secs;
1737
1738                 ret = kstrtoul(buf + 5, 0, &secs);
1739                 if (ret < 0)
1740                         goto out;
1741                 stop_scan_thread();
1742                 if (secs) {
1743                         jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(secs * 1000);
1744                         start_scan_thread();
1745                 }
1746         } else if (strncmp(buf, "scan", 4) == 0)
1747                 kmemleak_scan();
1748         else if (strncmp(buf, "dump=", 5) == 0)
1749                 ret = dump_str_object_info(buf + 5);
1750         else
1751                 ret = -EINVAL;
1752
1753 out:
1754         mutex_unlock(&scan_mutex);
1755         if (ret < 0)
1756                 return ret;
1757
1758         /* ignore the rest of the buffer, only one command at a time */
1759         *ppos += size;
1760         return size;
1761 }
1762
1763 static const struct file_operations kmemleak_fops = {
1764         .owner          = THIS_MODULE,
1765         .open           = kmemleak_open,
1766         .read           = seq_read,
1767         .write          = kmemleak_write,
1768         .llseek         = seq_lseek,
1769         .release        = seq_release,
1770 };
1771
1772 static void __kmemleak_do_cleanup(void)
1773 {
1774         struct kmemleak_object *object;
1775
1776         rcu_read_lock();
1777         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list)
1778                 delete_object_full(object->pointer);
1779         rcu_read_unlock();
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Stop the memory scanning thread and free the kmemleak internal objects if
1784  * no previous scan thread (otherwise, kmemleak may still have some useful
1785  * information on memory leaks).
1786  */
1787 static void kmemleak_do_cleanup(struct work_struct *work)
1788 {
1789         stop_scan_thread();
1790
1791         /*
1792          * Once the scan thread has stopped, it is safe to no longer track
1793          * object freeing. Ordering of the scan thread stopping and the memory
1794          * accesses below is guaranteed by the kthread_stop() function.
1795          */
1796         kmemleak_free_enabled = 0;
1797
1798         if (!kmemleak_found_leaks)
1799                 __kmemleak_do_cleanup();
1800         else
1801                 pr_info("Kmemleak disabled without freeing internal data. Reclaim the memory with \"echo clear > /sys/kernel/debug/kmemleak\".\n");
1802 }
1803
1804 static DECLARE_WORK(cleanup_work, kmemleak_do_cleanup);
1805
1806 /*
1807  * Disable kmemleak. No memory allocation/freeing will be traced once this
1808  * function is called. Disabling kmemleak is an irreversible operation.
1809  */
1810 static void kmemleak_disable(void)
1811 {
1812         /* atomically check whether it was already invoked */
1813         if (cmpxchg(&kmemleak_error, 0, 1))
1814                 return;
1815
1816         /* stop any memory operation tracing */
1817         kmemleak_enabled = 0;
1818
1819         /* check whether it is too early for a kernel thread */
1820         if (kmemleak_initialized)
1821                 schedule_work(&cleanup_work);
1822         else
1823                 kmemleak_free_enabled = 0;
1824
1825         pr_info("Kernel memory leak detector disabled\n");
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Allow boot-time kmemleak disabling (enabled by default).
1830  */
1831 static int kmemleak_boot_config(char *str)
1832 {
1833         if (!str)
1834                 return -EINVAL;
1835         if (strcmp(str, "off") == 0)
1836                 kmemleak_disable();
1837         else if (strcmp(str, "on") == 0)
1838                 kmemleak_skip_disable = 1;
1839         else
1840                 return -EINVAL;
1841         return 0;
1842 }
1843 early_param("kmemleak", kmemleak_boot_config);
1844
1845 static void __init print_log_trace(struct early_log *log)
1846 {
1847         struct stack_trace trace;
1848
1849         trace.nr_entries = log->trace_len;
1850         trace.entries = log->trace;
1851
1852         pr_notice("Early log backtrace:\n");
1853         print_stack_trace(&trace, 2);
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Kmemleak initialization.
1858  */
1859 void __init kmemleak_init(void)
1860 {
1861         int i;
1862         unsigned long flags;
1863
1864 #ifdef CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_DEFAULT_OFF
1865         if (!kmemleak_skip_disable) {
1866                 kmemleak_early_log = 0;
1867                 kmemleak_disable();
1868                 return;
1869         }
1870 #endif
1871
1872         jiffies_min_age = msecs_to_jiffies(MSECS_MIN_AGE);
1873         jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(SECS_SCAN_WAIT * 1000);
1874
1875         object_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_object, SLAB_NOLEAKTRACE);
1876         scan_area_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_scan_area, SLAB_NOLEAKTRACE);
1877
1878         if (crt_early_log > ARRAY_SIZE(early_log))
1879                 pr_warn("Early log buffer exceeded (%d), please increase DEBUG_KMEMLEAK_EARLY_LOG_SIZE\n",
1880                         crt_early_log);
1881
1882         /* the kernel is still in UP mode, so disabling the IRQs is enough */
1883         local_irq_save(flags);
1884         kmemleak_early_log = 0;
1885         if (kmemleak_error) {
1886                 local_irq_restore(flags);
1887                 return;
1888         } else {
1889                 kmemleak_enabled = 1;
1890                 kmemleak_free_enabled = 1;
1891         }
1892         local_irq_restore(flags);
1893
1894         /*
1895          * This is the point where tracking allocations is safe. Automatic
1896          * scanning is started during the late initcall. Add the early logged
1897          * callbacks to the kmemleak infrastructure.
1898          */
1899         for (i = 0; i < crt_early_log; i++) {
1900                 struct early_log *log = &early_log[i];
1901
1902                 switch (log->op_type) {
1903                 case KMEMLEAK_ALLOC:
1904                         early_alloc(log);
1905                         break;
1906                 case KMEMLEAK_ALLOC_PERCPU:
1907                         early_alloc_percpu(log);
1908                         break;
1909                 case KMEMLEAK_FREE:
1910                         kmemleak_free(log->ptr);
1911                         break;
1912                 case KMEMLEAK_FREE_PART:
1913                         kmemleak_free_part(log->ptr, log->size);
1914                         break;
1915                 case KMEMLEAK_FREE_PERCPU:
1916                         kmemleak_free_percpu(log->ptr);
1917                         break;
1918                 case KMEMLEAK_NOT_LEAK:
1919                         kmemleak_not_leak(log->ptr);
1920                         break;
1921                 case KMEMLEAK_IGNORE:
1922                         kmemleak_ignore(log->ptr);
1923                         break;
1924                 case KMEMLEAK_SCAN_AREA:
1925                         kmemleak_scan_area(log->ptr, log->size, GFP_KERNEL);
1926                         break;
1927                 case KMEMLEAK_NO_SCAN:
1928                         kmemleak_no_scan(log->ptr);
1929                         break;
1930                 default:
1931                         kmemleak_warn("Unknown early log operation: %d\n",
1932                                       log->op_type);
1933                 }
1934
1935                 if (kmemleak_warning) {
1936                         print_log_trace(log);
1937                         kmemleak_warning = 0;
1938                 }
1939         }
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Late initialization function.
1944  */
1945 static int __init kmemleak_late_init(void)
1946 {
1947         struct dentry *dentry;
1948
1949         kmemleak_initialized = 1;
1950
1951         if (kmemleak_error) {
1952                 /*
1953                  * Some error occurred and kmemleak was disabled. There is a
1954                  * small chance that kmemleak_disable() was called immediately
1955                  * after setting kmemleak_initialized and we may end up with
1956                  * two clean-up threads but serialized by scan_mutex.
1957                  */
1958                 schedule_work(&cleanup_work);
1959                 return -ENOMEM;
1960         }
1961
1962         dentry = debugfs_create_file("kmemleak", S_IRUGO, NULL, NULL,
1963                                      &kmemleak_fops);
1964         if (!dentry)
1965                 pr_warn("Failed to create the debugfs kmemleak file\n");
1966         mutex_lock(&scan_mutex);
1967         start_scan_thread();
1968         mutex_unlock(&scan_mutex);
1969
1970         pr_info("Kernel memory leak detector initialized\n");
1971
1972         return 0;
1973 }
1974 late_initcall(kmemleak_late_init);