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