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