USB: usb-skeleton: drop redundant in-urb check
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / kmemleak.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * mm/kmemleak.c
4  *
5  * Copyright (C) 2008 ARM Limited
6  * Written by Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
7  *
8  * For more information on the algorithm and kmemleak usage, please see
9  * Documentation/dev-tools/kmemleak.rst.
10  *
11  * Notes on locking
12  * ----------------
13  *
14  * The following locks and mutexes are used by kmemleak:
15  *
16  * - kmemleak_lock (rwlock): protects the object_list modifications and
17  *   accesses to the object_tree_root. The object_list is the main list
18  *   holding the metadata (struct kmemleak_object) for the allocated memory
19  *   blocks. The object_tree_root is a red black tree used to look-up
20  *   metadata based on a pointer to the corresponding memory block.  The
21  *   kmemleak_object structures are added to the object_list and
22  *   object_tree_root in the create_object() function called from the
23  *   kmemleak_alloc() callback and removed in delete_object() called from the
24  *   kmemleak_free() callback
25  * - kmemleak_object.lock (spinlock): protects a kmemleak_object. Accesses to
26  *   the metadata (e.g. count) are protected by this lock. Note that some
27  *   members of this structure may be protected by other means (atomic or
28  *   kmemleak_lock). This lock is also held when scanning the corresponding
29  *   memory block to avoid the kernel freeing it via the kmemleak_free()
30  *   callback. This is less heavyweight than holding a global lock like
31  *   kmemleak_lock during scanning
32  * - scan_mutex (mutex): ensures that only one thread may scan the memory for
33  *   unreferenced objects at a time. The gray_list contains the objects which
34  *   are already referenced or marked as false positives and need to be
35  *   scanned. This list is only modified during a scanning episode when the
36  *   scan_mutex is held. At the end of a scan, the gray_list is always empty.
37  *   Note that the kmemleak_object.use_count is incremented when an object is
38  *   added to the gray_list and therefore cannot be freed. This mutex also
39  *   prevents multiple users of the "kmemleak" debugfs file together with
40  *   modifications to the memory scanning parameters including the scan_thread
41  *   pointer
42  *
43  * Locks and mutexes are acquired/nested in the following order:
44  *
45  *   scan_mutex [-> object->lock] -> kmemleak_lock -> other_object->lock (SINGLE_DEPTH_NESTING)
46  *
47  * No kmemleak_lock and object->lock nesting is allowed outside scan_mutex
48  * regions.
49  *
50  * The kmemleak_object structures have a use_count incremented or decremented
51  * using the get_object()/put_object() functions. When the use_count becomes
52  * 0, this count can no longer be incremented and put_object() schedules the
53  * kmemleak_object freeing via an RCU callback. All calls to the get_object()
54  * function must be protected by rcu_read_lock() to avoid accessing a freed
55  * structure.
56  */
57
58 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
59
60 #include <linux/init.h>
61 #include <linux/kernel.h>
62 #include <linux/list.h>
63 #include <linux/sched/signal.h>
64 #include <linux/sched/task.h>
65 #include <linux/sched/task_stack.h>
66 #include <linux/jiffies.h>
67 #include <linux/delay.h>
68 #include <linux/export.h>
69 #include <linux/kthread.h>
70 #include <linux/rbtree.h>
71 #include <linux/fs.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/seq_file.h>
74 #include <linux/cpumask.h>
75 #include <linux/spinlock.h>
76 #include <linux/module.h>
77 #include <linux/mutex.h>
78 #include <linux/rcupdate.h>
79 #include <linux/stacktrace.h>
80 #include <linux/cache.h>
81 #include <linux/percpu.h>
82 #include <linux/memblock.h>
83 #include <linux/pfn.h>
84 #include <linux/mmzone.h>
85 #include <linux/slab.h>
86 #include <linux/thread_info.h>
87 #include <linux/err.h>
88 #include <linux/uaccess.h>
89 #include <linux/string.h>
90 #include <linux/nodemask.h>
91 #include <linux/mm.h>
92 #include <linux/workqueue.h>
93 #include <linux/crc32.h>
94
95 #include <asm/sections.h>
96 #include <asm/processor.h>
97 #include <linux/atomic.h>
98
99 #include <linux/kasan.h>
100 #include <linux/kmemleak.h>
101 #include <linux/memory_hotplug.h>
102
103 /*
104  * Kmemleak configuration and common defines.
105  */
106 #define MAX_TRACE               16      /* stack trace length */
107 #define MSECS_MIN_AGE           5000    /* minimum object age for reporting */
108 #define SECS_FIRST_SCAN         60      /* delay before the first scan */
109 #define SECS_SCAN_WAIT          600     /* subsequent auto scanning delay */
110 #define MAX_SCAN_SIZE           4096    /* maximum size of a scanned block */
111
112 #define BYTES_PER_POINTER       sizeof(void *)
113
114 /* GFP bitmask for kmemleak internal allocations */
115 #define gfp_kmemleak_mask(gfp)  (((gfp) & (GFP_KERNEL | GFP_ATOMIC)) | \
116                                  __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | \
117                                  __GFP_NOWARN)
118
119 /* scanning area inside a memory block */
120 struct kmemleak_scan_area {
121         struct hlist_node node;
122         unsigned long start;
123         size_t size;
124 };
125
126 #define KMEMLEAK_GREY   0
127 #define KMEMLEAK_BLACK  -1
128
129 /*
130  * Structure holding the metadata for each allocated memory block.
131  * Modifications to such objects should be made while holding the
132  * object->lock. Insertions or deletions from object_list, gray_list or
133  * rb_node are already protected by the corresponding locks or mutex (see
134  * the notes on locking above). These objects are reference-counted
135  * (use_count) and freed using the RCU mechanism.
136  */
137 struct kmemleak_object {
138         spinlock_t lock;
139         unsigned int flags;             /* object status flags */
140         struct list_head object_list;
141         struct list_head gray_list;
142         struct rb_node rb_node;
143         struct rcu_head rcu;            /* object_list lockless traversal */
144         /* object usage count; object freed when use_count == 0 */
145         atomic_t use_count;
146         unsigned long pointer;
147         size_t size;
148         /* pass surplus references to this pointer */
149         unsigned long excess_ref;
150         /* minimum number of a pointers found before it is considered leak */
151         int min_count;
152         /* the total number of pointers found pointing to this object */
153         int count;
154         /* checksum for detecting modified objects */
155         u32 checksum;
156         /* memory ranges to be scanned inside an object (empty for all) */
157         struct hlist_head area_list;
158         unsigned long trace[MAX_TRACE];
159         unsigned int trace_len;
160         unsigned long jiffies;          /* creation timestamp */
161         pid_t pid;                      /* pid of the current task */
162         char comm[TASK_COMM_LEN];       /* executable name */
163 };
164
165 /* flag representing the memory block allocation status */
166 #define OBJECT_ALLOCATED        (1 << 0)
167 /* flag set after the first reporting of an unreference object */
168 #define OBJECT_REPORTED         (1 << 1)
169 /* flag set to not scan the object */
170 #define OBJECT_NO_SCAN          (1 << 2)
171 /* flag set to fully scan the object when scan_area allocation failed */
172 #define OBJECT_FULL_SCAN        (1 << 3)
173
174 #define HEX_PREFIX              "    "
175 /* number of bytes to print per line; must be 16 or 32 */
176 #define HEX_ROW_SIZE            16
177 /* number of bytes to print at a time (1, 2, 4, 8) */
178 #define HEX_GROUP_SIZE          1
179 /* include ASCII after the hex output */
180 #define HEX_ASCII               1
181 /* max number of lines to be printed */
182 #define HEX_MAX_LINES           2
183
184 /* the list of all allocated objects */
185 static LIST_HEAD(object_list);
186 /* the list of gray-colored objects (see color_gray comment below) */
187 static LIST_HEAD(gray_list);
188 /* memory pool allocation */
189 static struct kmemleak_object mem_pool[CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_MEM_POOL_SIZE];
190 static int mem_pool_free_count = ARRAY_SIZE(mem_pool);
191 static LIST_HEAD(mem_pool_free_list);
192 /* search tree for object boundaries */
193 static struct rb_root object_tree_root = RB_ROOT;
194 /* rw_lock protecting the access to object_list and object_tree_root */
195 static DEFINE_RWLOCK(kmemleak_lock);
196
197 /* allocation caches for kmemleak internal data */
198 static struct kmem_cache *object_cache;
199 static struct kmem_cache *scan_area_cache;
200
201 /* set if tracing memory operations is enabled */
202 static int kmemleak_enabled = 1;
203 /* same as above but only for the kmemleak_free() callback */
204 static int kmemleak_free_enabled = 1;
205 /* set in the late_initcall if there were no errors */
206 static int kmemleak_initialized;
207 /* set if a kmemleak warning was issued */
208 static int kmemleak_warning;
209 /* set if a fatal kmemleak error has occurred */
210 static int kmemleak_error;
211
212 /* minimum and maximum address that may be valid pointers */
213 static unsigned long min_addr = ULONG_MAX;
214 static unsigned long max_addr;
215
216 static struct task_struct *scan_thread;
217 /* used to avoid reporting of recently allocated objects */
218 static unsigned long jiffies_min_age;
219 static unsigned long jiffies_last_scan;
220 /* delay between automatic memory scannings */
221 static signed long jiffies_scan_wait;
222 /* enables or disables the task stacks scanning */
223 static int kmemleak_stack_scan = 1;
224 /* protects the memory scanning, parameters and debug/kmemleak file access */
225 static DEFINE_MUTEX(scan_mutex);
226 /* setting kmemleak=on, will set this var, skipping the disable */
227 static int kmemleak_skip_disable;
228 /* If there are leaks that can be reported */
229 static bool kmemleak_found_leaks;
230
231 static bool kmemleak_verbose;
232 module_param_named(verbose, kmemleak_verbose, bool, 0600);
233
234 static void kmemleak_disable(void);
235
236 /*
237  * Print a warning and dump the stack trace.
238  */
239 #define kmemleak_warn(x...)     do {            \
240         pr_warn(x);                             \
241         dump_stack();                           \
242         kmemleak_warning = 1;                   \
243 } while (0)
244
245 /*
246  * Macro invoked when a serious kmemleak condition occurred and cannot be
247  * recovered from. Kmemleak will be disabled and further allocation/freeing
248  * tracing no longer available.
249  */
250 #define kmemleak_stop(x...)     do {    \
251         kmemleak_warn(x);               \
252         kmemleak_disable();             \
253 } while (0)
254
255 #define warn_or_seq_printf(seq, fmt, ...)       do {    \
256         if (seq)                                        \
257                 seq_printf(seq, fmt, ##__VA_ARGS__);    \
258         else                                            \
259                 pr_warn(fmt, ##__VA_ARGS__);            \
260 } while (0)
261
262 static void warn_or_seq_hex_dump(struct seq_file *seq, int prefix_type,
263                                  int rowsize, int groupsize, const void *buf,
264                                  size_t len, bool ascii)
265 {
266         if (seq)
267                 seq_hex_dump(seq, HEX_PREFIX, prefix_type, rowsize, groupsize,
268                              buf, len, ascii);
269         else
270                 print_hex_dump(KERN_WARNING, pr_fmt(HEX_PREFIX), prefix_type,
271                                rowsize, groupsize, buf, len, ascii);
272 }
273
274 /*
275  * Printing of the objects hex dump to the seq file. The number of lines to be
276  * printed is limited to HEX_MAX_LINES to prevent seq file spamming. The
277  * actual number of printed bytes depends on HEX_ROW_SIZE. It must be called
278  * with the object->lock held.
279  */
280 static void hex_dump_object(struct seq_file *seq,
281                             struct kmemleak_object *object)
282 {
283         const u8 *ptr = (const u8 *)object->pointer;
284         size_t len;
285
286         /* limit the number of lines to HEX_MAX_LINES */
287         len = min_t(size_t, object->size, HEX_MAX_LINES * HEX_ROW_SIZE);
288
289         warn_or_seq_printf(seq, "  hex dump (first %zu bytes):\n", len);
290         kasan_disable_current();
291         warn_or_seq_hex_dump(seq, DUMP_PREFIX_NONE, HEX_ROW_SIZE,
292                              HEX_GROUP_SIZE, ptr, len, HEX_ASCII);
293         kasan_enable_current();
294 }
295
296 /*
297  * Object colors, encoded with count and min_count:
298  * - white - orphan object, not enough references to it (count < min_count)
299  * - gray  - not orphan, not marked as false positive (min_count == 0) or
300  *              sufficient references to it (count >= min_count)
301  * - black - ignore, it doesn't contain references (e.g. text section)
302  *              (min_count == -1). No function defined for this color.
303  * Newly created objects don't have any color assigned (object->count == -1)
304  * before the next memory scan when they become white.
305  */
306 static bool color_white(const struct kmemleak_object *object)
307 {
308         return object->count != KMEMLEAK_BLACK &&
309                 object->count < object->min_count;
310 }
311
312 static bool color_gray(const struct kmemleak_object *object)
313 {
314         return object->min_count != KMEMLEAK_BLACK &&
315                 object->count >= object->min_count;
316 }
317
318 /*
319  * Objects are considered unreferenced only if their color is white, they have
320  * not be deleted and have a minimum age to avoid false positives caused by
321  * pointers temporarily stored in CPU registers.
322  */
323 static bool unreferenced_object(struct kmemleak_object *object)
324 {
325         return (color_white(object) && object->flags & OBJECT_ALLOCATED) &&
326                 time_before_eq(object->jiffies + jiffies_min_age,
327                                jiffies_last_scan);
328 }
329
330 /*
331  * Printing of the unreferenced objects information to the seq file. The
332  * print_unreferenced function must be called with the object->lock held.
333  */
334 static void print_unreferenced(struct seq_file *seq,
335                                struct kmemleak_object *object)
336 {
337         int i;
338         unsigned int msecs_age = jiffies_to_msecs(jiffies - object->jiffies);
339
340         warn_or_seq_printf(seq, "unreferenced object 0x%08lx (size %zu):\n",
341                    object->pointer, object->size);
342         warn_or_seq_printf(seq, "  comm \"%s\", pid %d, jiffies %lu (age %d.%03ds)\n",
343                    object->comm, object->pid, object->jiffies,
344                    msecs_age / 1000, msecs_age % 1000);
345         hex_dump_object(seq, object);
346         warn_or_seq_printf(seq, "  backtrace:\n");
347
348         for (i = 0; i < object->trace_len; i++) {
349                 void *ptr = (void *)object->trace[i];
350                 warn_or_seq_printf(seq, "    [<%p>] %pS\n", ptr, ptr);
351         }
352 }
353
354 /*
355  * Print the kmemleak_object information. This function is used mainly for
356  * debugging special cases when kmemleak operations. It must be called with
357  * the object->lock held.
358  */
359 static void dump_object_info(struct kmemleak_object *object)
360 {
361         pr_notice("Object 0x%08lx (size %zu):\n",
362                   object->pointer, object->size);
363         pr_notice("  comm \"%s\", pid %d, jiffies %lu\n",
364                   object->comm, object->pid, object->jiffies);
365         pr_notice("  min_count = %d\n", object->min_count);
366         pr_notice("  count = %d\n", object->count);
367         pr_notice("  flags = 0x%x\n", object->flags);
368         pr_notice("  checksum = %u\n", object->checksum);
369         pr_notice("  backtrace:\n");
370         stack_trace_print(object->trace, object->trace_len, 4);
371 }
372
373 /*
374  * Look-up a memory block metadata (kmemleak_object) in the object search
375  * tree based on a pointer value. If alias is 0, only values pointing to the
376  * beginning of the memory block are allowed. The kmemleak_lock must be held
377  * when calling this function.
378  */
379 static struct kmemleak_object *lookup_object(unsigned long ptr, int alias)
380 {
381         struct rb_node *rb = object_tree_root.rb_node;
382
383         while (rb) {
384                 struct kmemleak_object *object =
385                         rb_entry(rb, struct kmemleak_object, rb_node);
386                 if (ptr < object->pointer)
387                         rb = object->rb_node.rb_left;
388                 else if (object->pointer + object->size <= ptr)
389                         rb = object->rb_node.rb_right;
390                 else if (object->pointer == ptr || alias)
391                         return object;
392                 else {
393                         kmemleak_warn("Found object by alias at 0x%08lx\n",
394                                       ptr);
395                         dump_object_info(object);
396                         break;
397                 }
398         }
399         return NULL;
400 }
401
402 /*
403  * Increment the object use_count. Return 1 if successful or 0 otherwise. Note
404  * that once an object's use_count reached 0, the RCU freeing was already
405  * registered and the object should no longer be used. This function must be
406  * called under the protection of rcu_read_lock().
407  */
408 static int get_object(struct kmemleak_object *object)
409 {
410         return atomic_inc_not_zero(&object->use_count);
411 }
412
413 /*
414  * Memory pool allocation and freeing. kmemleak_lock must not be held.
415  */
416 static struct kmemleak_object *mem_pool_alloc(gfp_t gfp)
417 {
418         unsigned long flags;
419         struct kmemleak_object *object;
420
421         /* try the slab allocator first */
422         if (object_cache) {
423                 object = kmem_cache_alloc(object_cache, gfp_kmemleak_mask(gfp));
424                 if (object)
425                         return object;
426         }
427
428         /* slab allocation failed, try the memory pool */
429         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
430         object = list_first_entry_or_null(&mem_pool_free_list,
431                                           typeof(*object), object_list);
432         if (object)
433                 list_del(&object->object_list);
434         else if (mem_pool_free_count)
435                 object = &mem_pool[--mem_pool_free_count];
436         else
437                 pr_warn_once("Memory pool empty, consider increasing CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_MEM_POOL_SIZE\n");
438         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
439
440         return object;
441 }
442
443 /*
444  * Return the object to either the slab allocator or the memory pool.
445  */
446 static void mem_pool_free(struct kmemleak_object *object)
447 {
448         unsigned long flags;
449
450         if (object < mem_pool || object >= mem_pool + ARRAY_SIZE(mem_pool)) {
451                 kmem_cache_free(object_cache, object);
452                 return;
453         }
454
455         /* add the object to the memory pool free list */
456         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
457         list_add(&object->object_list, &mem_pool_free_list);
458         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
459 }
460
461 /*
462  * RCU callback to free a kmemleak_object.
463  */
464 static void free_object_rcu(struct rcu_head *rcu)
465 {
466         struct hlist_node *tmp;
467         struct kmemleak_scan_area *area;
468         struct kmemleak_object *object =
469                 container_of(rcu, struct kmemleak_object, rcu);
470
471         /*
472          * Once use_count is 0 (guaranteed by put_object), there is no other
473          * code accessing this object, hence no need for locking.
474          */
475         hlist_for_each_entry_safe(area, tmp, &object->area_list, node) {
476                 hlist_del(&area->node);
477                 kmem_cache_free(scan_area_cache, area);
478         }
479         mem_pool_free(object);
480 }
481
482 /*
483  * Decrement the object use_count. Once the count is 0, free the object using
484  * an RCU callback. Since put_object() may be called via the kmemleak_free() ->
485  * delete_object() path, the delayed RCU freeing ensures that there is no
486  * recursive call to the kernel allocator. Lock-less RCU object_list traversal
487  * is also possible.
488  */
489 static void put_object(struct kmemleak_object *object)
490 {
491         if (!atomic_dec_and_test(&object->use_count))
492                 return;
493
494         /* should only get here after delete_object was called */
495         WARN_ON(object->flags & OBJECT_ALLOCATED);
496
497         /*
498          * It may be too early for the RCU callbacks, however, there is no
499          * concurrent object_list traversal when !object_cache and all objects
500          * came from the memory pool. Free the object directly.
501          */
502         if (object_cache)
503                 call_rcu(&object->rcu, free_object_rcu);
504         else
505                 free_object_rcu(&object->rcu);
506 }
507
508 /*
509  * Look up an object in the object search tree and increase its use_count.
510  */
511 static struct kmemleak_object *find_and_get_object(unsigned long ptr, int alias)
512 {
513         unsigned long flags;
514         struct kmemleak_object *object;
515
516         rcu_read_lock();
517         read_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
518         object = lookup_object(ptr, alias);
519         read_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
520
521         /* check whether the object is still available */
522         if (object && !get_object(object))
523                 object = NULL;
524         rcu_read_unlock();
525
526         return object;
527 }
528
529 /*
530  * Look up an object in the object search tree and remove it from both
531  * object_tree_root and object_list. The returned object's use_count should be
532  * at least 1, as initially set by create_object().
533  */
534 static struct kmemleak_object *find_and_remove_object(unsigned long ptr, int alias)
535 {
536         unsigned long flags;
537         struct kmemleak_object *object;
538
539         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
540         object = lookup_object(ptr, alias);
541         if (object) {
542                 rb_erase(&object->rb_node, &object_tree_root);
543                 list_del_rcu(&object->object_list);
544         }
545         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
546
547         return object;
548 }
549
550 /*
551  * Save stack trace to the given array of MAX_TRACE size.
552  */
553 static int __save_stack_trace(unsigned long *trace)
554 {
555         return stack_trace_save(trace, MAX_TRACE, 2);
556 }
557
558 /*
559  * Create the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to an allocated
560  * memory block and add it to the object_list and object_tree_root.
561  */
562 static struct kmemleak_object *create_object(unsigned long ptr, size_t size,
563                                              int min_count, gfp_t gfp)
564 {
565         unsigned long flags;
566         struct kmemleak_object *object, *parent;
567         struct rb_node **link, *rb_parent;
568         unsigned long untagged_ptr;
569
570         object = mem_pool_alloc(gfp);
571         if (!object) {
572                 pr_warn("Cannot allocate a kmemleak_object structure\n");
573                 kmemleak_disable();
574                 return NULL;
575         }
576
577         INIT_LIST_HEAD(&object->object_list);
578         INIT_LIST_HEAD(&object->gray_list);
579         INIT_HLIST_HEAD(&object->area_list);
580         spin_lock_init(&object->lock);
581         atomic_set(&object->use_count, 1);
582         object->flags = OBJECT_ALLOCATED;
583         object->pointer = ptr;
584         object->size = size;
585         object->excess_ref = 0;
586         object->min_count = min_count;
587         object->count = 0;                      /* white color initially */
588         object->jiffies = jiffies;
589         object->checksum = 0;
590
591         /* task information */
592         if (in_irq()) {
593                 object->pid = 0;
594                 strncpy(object->comm, "hardirq", sizeof(object->comm));
595         } else if (in_serving_softirq()) {
596                 object->pid = 0;
597                 strncpy(object->comm, "softirq", sizeof(object->comm));
598         } else {
599                 object->pid = current->pid;
600                 /*
601                  * There is a small chance of a race with set_task_comm(),
602                  * however using get_task_comm() here may cause locking
603                  * dependency issues with current->alloc_lock. In the worst
604                  * case, the command line is not correct.
605                  */
606                 strncpy(object->comm, current->comm, sizeof(object->comm));
607         }
608
609         /* kernel backtrace */
610         object->trace_len = __save_stack_trace(object->trace);
611
612         write_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
613
614         untagged_ptr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr);
615         min_addr = min(min_addr, untagged_ptr);
616         max_addr = max(max_addr, untagged_ptr + size);
617         link = &object_tree_root.rb_node;
618         rb_parent = NULL;
619         while (*link) {
620                 rb_parent = *link;
621                 parent = rb_entry(rb_parent, struct kmemleak_object, rb_node);
622                 if (ptr + size <= parent->pointer)
623                         link = &parent->rb_node.rb_left;
624                 else if (parent->pointer + parent->size <= ptr)
625                         link = &parent->rb_node.rb_right;
626                 else {
627                         kmemleak_stop("Cannot insert 0x%lx into the object search tree (overlaps existing)\n",
628                                       ptr);
629                         /*
630                          * No need for parent->lock here since "parent" cannot
631                          * be freed while the kmemleak_lock is held.
632                          */
633                         dump_object_info(parent);
634                         kmem_cache_free(object_cache, object);
635                         object = NULL;
636                         goto out;
637                 }
638         }
639         rb_link_node(&object->rb_node, rb_parent, link);
640         rb_insert_color(&object->rb_node, &object_tree_root);
641
642         list_add_tail_rcu(&object->object_list, &object_list);
643 out:
644         write_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
645         return object;
646 }
647
648 /*
649  * Mark the object as not allocated and schedule RCU freeing via put_object().
650  */
651 static void __delete_object(struct kmemleak_object *object)
652 {
653         unsigned long flags;
654
655         WARN_ON(!(object->flags & OBJECT_ALLOCATED));
656         WARN_ON(atomic_read(&object->use_count) < 1);
657
658         /*
659          * Locking here also ensures that the corresponding memory block
660          * cannot be freed when it is being scanned.
661          */
662         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
663         object->flags &= ~OBJECT_ALLOCATED;
664         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
665         put_object(object);
666 }
667
668 /*
669  * Look up the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to ptr and
670  * delete it.
671  */
672 static void delete_object_full(unsigned long ptr)
673 {
674         struct kmemleak_object *object;
675
676         object = find_and_remove_object(ptr, 0);
677         if (!object) {
678 #ifdef DEBUG
679                 kmemleak_warn("Freeing unknown object at 0x%08lx\n",
680                               ptr);
681 #endif
682                 return;
683         }
684         __delete_object(object);
685 }
686
687 /*
688  * Look up the metadata (struct kmemleak_object) corresponding to ptr and
689  * delete it. If the memory block is partially freed, the function may create
690  * additional metadata for the remaining parts of the block.
691  */
692 static void delete_object_part(unsigned long ptr, size_t size)
693 {
694         struct kmemleak_object *object;
695         unsigned long start, end;
696
697         object = find_and_remove_object(ptr, 1);
698         if (!object) {
699 #ifdef DEBUG
700                 kmemleak_warn("Partially freeing unknown object at 0x%08lx (size %zu)\n",
701                               ptr, size);
702 #endif
703                 return;
704         }
705
706         /*
707          * Create one or two objects that may result from the memory block
708          * split. Note that partial freeing is only done by free_bootmem() and
709          * this happens before kmemleak_init() is called.
710          */
711         start = object->pointer;
712         end = object->pointer + object->size;
713         if (ptr > start)
714                 create_object(start, ptr - start, object->min_count,
715                               GFP_KERNEL);
716         if (ptr + size < end)
717                 create_object(ptr + size, end - ptr - size, object->min_count,
718                               GFP_KERNEL);
719
720         __delete_object(object);
721 }
722
723 static void __paint_it(struct kmemleak_object *object, int color)
724 {
725         object->min_count = color;
726         if (color == KMEMLEAK_BLACK)
727                 object->flags |= OBJECT_NO_SCAN;
728 }
729
730 static void paint_it(struct kmemleak_object *object, int color)
731 {
732         unsigned long flags;
733
734         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
735         __paint_it(object, color);
736         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
737 }
738
739 static void paint_ptr(unsigned long ptr, int color)
740 {
741         struct kmemleak_object *object;
742
743         object = find_and_get_object(ptr, 0);
744         if (!object) {
745                 kmemleak_warn("Trying to color unknown object at 0x%08lx as %s\n",
746                               ptr,
747                               (color == KMEMLEAK_GREY) ? "Grey" :
748                               (color == KMEMLEAK_BLACK) ? "Black" : "Unknown");
749                 return;
750         }
751         paint_it(object, color);
752         put_object(object);
753 }
754
755 /*
756  * Mark an object permanently as gray-colored so that it can no longer be
757  * reported as a leak. This is used in general to mark a false positive.
758  */
759 static void make_gray_object(unsigned long ptr)
760 {
761         paint_ptr(ptr, KMEMLEAK_GREY);
762 }
763
764 /*
765  * Mark the object as black-colored so that it is ignored from scans and
766  * reporting.
767  */
768 static void make_black_object(unsigned long ptr)
769 {
770         paint_ptr(ptr, KMEMLEAK_BLACK);
771 }
772
773 /*
774  * Add a scanning area to the object. If at least one such area is added,
775  * kmemleak will only scan these ranges rather than the whole memory block.
776  */
777 static void add_scan_area(unsigned long ptr, size_t size, gfp_t gfp)
778 {
779         unsigned long flags;
780         struct kmemleak_object *object;
781         struct kmemleak_scan_area *area = NULL;
782
783         object = find_and_get_object(ptr, 1);
784         if (!object) {
785                 kmemleak_warn("Adding scan area to unknown object at 0x%08lx\n",
786                               ptr);
787                 return;
788         }
789
790         if (scan_area_cache)
791                 area = kmem_cache_alloc(scan_area_cache, gfp_kmemleak_mask(gfp));
792
793         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
794         if (!area) {
795                 pr_warn_once("Cannot allocate a scan area, scanning the full object\n");
796                 /* mark the object for full scan to avoid false positives */
797                 object->flags |= OBJECT_FULL_SCAN;
798                 goto out_unlock;
799         }
800         if (size == SIZE_MAX) {
801                 size = object->pointer + object->size - ptr;
802         } else if (ptr + size > object->pointer + object->size) {
803                 kmemleak_warn("Scan area larger than object 0x%08lx\n", ptr);
804                 dump_object_info(object);
805                 kmem_cache_free(scan_area_cache, area);
806                 goto out_unlock;
807         }
808
809         INIT_HLIST_NODE(&area->node);
810         area->start = ptr;
811         area->size = size;
812
813         hlist_add_head(&area->node, &object->area_list);
814 out_unlock:
815         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
816         put_object(object);
817 }
818
819 /*
820  * Any surplus references (object already gray) to 'ptr' are passed to
821  * 'excess_ref'. This is used in the vmalloc() case where a pointer to
822  * vm_struct may be used as an alternative reference to the vmalloc'ed object
823  * (see free_thread_stack()).
824  */
825 static void object_set_excess_ref(unsigned long ptr, unsigned long excess_ref)
826 {
827         unsigned long flags;
828         struct kmemleak_object *object;
829
830         object = find_and_get_object(ptr, 0);
831         if (!object) {
832                 kmemleak_warn("Setting excess_ref on unknown object at 0x%08lx\n",
833                               ptr);
834                 return;
835         }
836
837         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
838         object->excess_ref = excess_ref;
839         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
840         put_object(object);
841 }
842
843 /*
844  * Set the OBJECT_NO_SCAN flag for the object corresponding to the give
845  * pointer. Such object will not be scanned by kmemleak but references to it
846  * are searched.
847  */
848 static void object_no_scan(unsigned long ptr)
849 {
850         unsigned long flags;
851         struct kmemleak_object *object;
852
853         object = find_and_get_object(ptr, 0);
854         if (!object) {
855                 kmemleak_warn("Not scanning unknown object at 0x%08lx\n", ptr);
856                 return;
857         }
858
859         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
860         object->flags |= OBJECT_NO_SCAN;
861         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
862         put_object(object);
863 }
864
865 /**
866  * kmemleak_alloc - register a newly allocated object
867  * @ptr:        pointer to beginning of the object
868  * @size:       size of the object
869  * @min_count:  minimum number of references to this object. If during memory
870  *              scanning a number of references less than @min_count is found,
871  *              the object is reported as a memory leak. If @min_count is 0,
872  *              the object is never reported as a leak. If @min_count is -1,
873  *              the object is ignored (not scanned and not reported as a leak)
874  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
875  *
876  * This function is called from the kernel allocators when a new object
877  * (memory block) is allocated (kmem_cache_alloc, kmalloc etc.).
878  */
879 void __ref kmemleak_alloc(const void *ptr, size_t size, int min_count,
880                           gfp_t gfp)
881 {
882         pr_debug("%s(0x%p, %zu, %d)\n", __func__, ptr, size, min_count);
883
884         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
885                 create_object((unsigned long)ptr, size, min_count, gfp);
886 }
887 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_alloc);
888
889 /**
890  * kmemleak_alloc_percpu - register a newly allocated __percpu object
891  * @ptr:        __percpu pointer to beginning of the object
892  * @size:       size of the object
893  * @gfp:        flags used for kmemleak internal memory allocations
894  *
895  * This function is called from the kernel percpu allocator when a new object
896  * (memory block) is allocated (alloc_percpu).
897  */
898 void __ref kmemleak_alloc_percpu(const void __percpu *ptr, size_t size,
899                                  gfp_t gfp)
900 {
901         unsigned int cpu;
902
903         pr_debug("%s(0x%p, %zu)\n", __func__, ptr, size);
904
905         /*
906          * Percpu allocations are only scanned and not reported as leaks
907          * (min_count is set to 0).
908          */
909         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
910                 for_each_possible_cpu(cpu)
911                         create_object((unsigned long)per_cpu_ptr(ptr, cpu),
912                                       size, 0, gfp);
913 }
914 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_alloc_percpu);
915
916 /**
917  * kmemleak_vmalloc - register a newly vmalloc'ed object
918  * @area:       pointer to vm_struct
919  * @size:       size of the object
920  * @gfp:        __vmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
921  *
922  * This function is called from the vmalloc() kernel allocator when a new
923  * object (memory block) is allocated.
924  */
925 void __ref kmemleak_vmalloc(const struct vm_struct *area, size_t size, gfp_t gfp)
926 {
927         pr_debug("%s(0x%p, %zu)\n", __func__, area, size);
928
929         /*
930          * A min_count = 2 is needed because vm_struct contains a reference to
931          * the virtual address of the vmalloc'ed block.
932          */
933         if (kmemleak_enabled) {
934                 create_object((unsigned long)area->addr, size, 2, gfp);
935                 object_set_excess_ref((unsigned long)area,
936                                       (unsigned long)area->addr);
937         }
938 }
939 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_vmalloc);
940
941 /**
942  * kmemleak_free - unregister a previously registered object
943  * @ptr:        pointer to beginning of the object
944  *
945  * This function is called from the kernel allocators when an object (memory
946  * block) is freed (kmem_cache_free, kfree, vfree etc.).
947  */
948 void __ref kmemleak_free(const void *ptr)
949 {
950         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
951
952         if (kmemleak_free_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
953                 delete_object_full((unsigned long)ptr);
954 }
955 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free);
956
957 /**
958  * kmemleak_free_part - partially unregister a previously registered object
959  * @ptr:        pointer to the beginning or inside the object. This also
960  *              represents the start of the range to be freed
961  * @size:       size to be unregistered
962  *
963  * This function is called when only a part of a memory block is freed
964  * (usually from the bootmem allocator).
965  */
966 void __ref kmemleak_free_part(const void *ptr, size_t size)
967 {
968         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
969
970         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
971                 delete_object_part((unsigned long)ptr, size);
972 }
973 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free_part);
974
975 /**
976  * kmemleak_free_percpu - unregister a previously registered __percpu object
977  * @ptr:        __percpu pointer to beginning of the object
978  *
979  * This function is called from the kernel percpu allocator when an object
980  * (memory block) is freed (free_percpu).
981  */
982 void __ref kmemleak_free_percpu(const void __percpu *ptr)
983 {
984         unsigned int cpu;
985
986         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
987
988         if (kmemleak_free_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
989                 for_each_possible_cpu(cpu)
990                         delete_object_full((unsigned long)per_cpu_ptr(ptr,
991                                                                       cpu));
992 }
993 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmemleak_free_percpu);
994
995 /**
996  * kmemleak_update_trace - update object allocation stack trace
997  * @ptr:        pointer to beginning of the object
998  *
999  * Override the object allocation stack trace for cases where the actual
1000  * allocation place is not always useful.
1001  */
1002 void __ref kmemleak_update_trace(const void *ptr)
1003 {
1004         struct kmemleak_object *object;
1005         unsigned long flags;
1006
1007         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1008
1009         if (!kmemleak_enabled || IS_ERR_OR_NULL(ptr))
1010                 return;
1011
1012         object = find_and_get_object((unsigned long)ptr, 1);
1013         if (!object) {
1014 #ifdef DEBUG
1015                 kmemleak_warn("Updating stack trace for unknown object at %p\n",
1016                               ptr);
1017 #endif
1018                 return;
1019         }
1020
1021         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1022         object->trace_len = __save_stack_trace(object->trace);
1023         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1024
1025         put_object(object);
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_update_trace);
1028
1029 /**
1030  * kmemleak_not_leak - mark an allocated object as false positive
1031  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1032  *
1033  * Calling this function on an object will cause the memory block to no longer
1034  * be reported as leak and always be scanned.
1035  */
1036 void __ref kmemleak_not_leak(const void *ptr)
1037 {
1038         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1039
1040         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1041                 make_gray_object((unsigned long)ptr);
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_not_leak);
1044
1045 /**
1046  * kmemleak_ignore - ignore an allocated object
1047  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1048  *
1049  * Calling this function on an object will cause the memory block to be
1050  * ignored (not scanned and not reported as a leak). This is usually done when
1051  * it is known that the corresponding block is not a leak and does not contain
1052  * any references to other allocated memory blocks.
1053  */
1054 void __ref kmemleak_ignore(const void *ptr)
1055 {
1056         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1057
1058         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1059                 make_black_object((unsigned long)ptr);
1060 }
1061 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_ignore);
1062
1063 /**
1064  * kmemleak_scan_area - limit the range to be scanned in an allocated object
1065  * @ptr:        pointer to beginning or inside the object. This also
1066  *              represents the start of the scan area
1067  * @size:       size of the scan area
1068  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
1069  *
1070  * This function is used when it is known that only certain parts of an object
1071  * contain references to other objects. Kmemleak will only scan these areas
1072  * reducing the number false negatives.
1073  */
1074 void __ref kmemleak_scan_area(const void *ptr, size_t size, gfp_t gfp)
1075 {
1076         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1077
1078         if (kmemleak_enabled && ptr && size && !IS_ERR(ptr))
1079                 add_scan_area((unsigned long)ptr, size, gfp);
1080 }
1081 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_scan_area);
1082
1083 /**
1084  * kmemleak_no_scan - do not scan an allocated object
1085  * @ptr:        pointer to beginning of the object
1086  *
1087  * This function notifies kmemleak not to scan the given memory block. Useful
1088  * in situations where it is known that the given object does not contain any
1089  * references to other objects. Kmemleak will not scan such objects reducing
1090  * the number of false negatives.
1091  */
1092 void __ref kmemleak_no_scan(const void *ptr)
1093 {
1094         pr_debug("%s(0x%p)\n", __func__, ptr);
1095
1096         if (kmemleak_enabled && ptr && !IS_ERR(ptr))
1097                 object_no_scan((unsigned long)ptr);
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_no_scan);
1100
1101 /**
1102  * kmemleak_alloc_phys - similar to kmemleak_alloc but taking a physical
1103  *                       address argument
1104  * @phys:       physical address of the object
1105  * @size:       size of the object
1106  * @min_count:  minimum number of references to this object.
1107  *              See kmemleak_alloc()
1108  * @gfp:        kmalloc() flags used for kmemleak internal memory allocations
1109  */
1110 void __ref kmemleak_alloc_phys(phys_addr_t phys, size_t size, int min_count,
1111                                gfp_t gfp)
1112 {
1113         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || PHYS_PFN(phys) < max_low_pfn)
1114                 kmemleak_alloc(__va(phys), size, min_count, gfp);
1115 }
1116 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_alloc_phys);
1117
1118 /**
1119  * kmemleak_free_part_phys - similar to kmemleak_free_part but taking a
1120  *                           physical address argument
1121  * @phys:       physical address if the beginning or inside an object. This
1122  *              also represents the start of the range to be freed
1123  * @size:       size to be unregistered
1124  */
1125 void __ref kmemleak_free_part_phys(phys_addr_t phys, size_t size)
1126 {
1127         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || PHYS_PFN(phys) < max_low_pfn)
1128                 kmemleak_free_part(__va(phys), size);
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_free_part_phys);
1131
1132 /**
1133  * kmemleak_not_leak_phys - similar to kmemleak_not_leak but taking a physical
1134  *                          address argument
1135  * @phys:       physical address of the object
1136  */
1137 void __ref kmemleak_not_leak_phys(phys_addr_t phys)
1138 {
1139         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || PHYS_PFN(phys) < max_low_pfn)
1140                 kmemleak_not_leak(__va(phys));
1141 }
1142 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_not_leak_phys);
1143
1144 /**
1145  * kmemleak_ignore_phys - similar to kmemleak_ignore but taking a physical
1146  *                        address argument
1147  * @phys:       physical address of the object
1148  */
1149 void __ref kmemleak_ignore_phys(phys_addr_t phys)
1150 {
1151         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || PHYS_PFN(phys) < max_low_pfn)
1152                 kmemleak_ignore(__va(phys));
1153 }
1154 EXPORT_SYMBOL(kmemleak_ignore_phys);
1155
1156 /*
1157  * Update an object's checksum and return true if it was modified.
1158  */
1159 static bool update_checksum(struct kmemleak_object *object)
1160 {
1161         u32 old_csum = object->checksum;
1162
1163         kasan_disable_current();
1164         object->checksum = crc32(0, (void *)object->pointer, object->size);
1165         kasan_enable_current();
1166
1167         return object->checksum != old_csum;
1168 }
1169
1170 /*
1171  * Update an object's references. object->lock must be held by the caller.
1172  */
1173 static void update_refs(struct kmemleak_object *object)
1174 {
1175         if (!color_white(object)) {
1176                 /* non-orphan, ignored or new */
1177                 return;
1178         }
1179
1180         /*
1181          * Increase the object's reference count (number of pointers to the
1182          * memory block). If this count reaches the required minimum, the
1183          * object's color will become gray and it will be added to the
1184          * gray_list.
1185          */
1186         object->count++;
1187         if (color_gray(object)) {
1188                 /* put_object() called when removing from gray_list */
1189                 WARN_ON(!get_object(object));
1190                 list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1191         }
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Memory scanning is a long process and it needs to be interruptable. This
1196  * function checks whether such interrupt condition occurred.
1197  */
1198 static int scan_should_stop(void)
1199 {
1200         if (!kmemleak_enabled)
1201                 return 1;
1202
1203         /*
1204          * This function may be called from either process or kthread context,
1205          * hence the need to check for both stop conditions.
1206          */
1207         if (current->mm)
1208                 return signal_pending(current);
1209         else
1210                 return kthread_should_stop();
1211
1212         return 0;
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Scan a memory block (exclusive range) for valid pointers and add those
1217  * found to the gray list.
1218  */
1219 static void scan_block(void *_start, void *_end,
1220                        struct kmemleak_object *scanned)
1221 {
1222         unsigned long *ptr;
1223         unsigned long *start = PTR_ALIGN(_start, BYTES_PER_POINTER);
1224         unsigned long *end = _end - (BYTES_PER_POINTER - 1);
1225         unsigned long flags;
1226         unsigned long untagged_ptr;
1227
1228         read_lock_irqsave(&kmemleak_lock, flags);
1229         for (ptr = start; ptr < end; ptr++) {
1230                 struct kmemleak_object *object;
1231                 unsigned long pointer;
1232                 unsigned long excess_ref;
1233
1234                 if (scan_should_stop())
1235                         break;
1236
1237                 kasan_disable_current();
1238                 pointer = *ptr;
1239                 kasan_enable_current();
1240
1241                 untagged_ptr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)pointer);
1242                 if (untagged_ptr < min_addr || untagged_ptr >= max_addr)
1243                         continue;
1244
1245                 /*
1246                  * No need for get_object() here since we hold kmemleak_lock.
1247                  * object->use_count cannot be dropped to 0 while the object
1248                  * is still present in object_tree_root and object_list
1249                  * (with updates protected by kmemleak_lock).
1250                  */
1251                 object = lookup_object(pointer, 1);
1252                 if (!object)
1253                         continue;
1254                 if (object == scanned)
1255                         /* self referenced, ignore */
1256                         continue;
1257
1258                 /*
1259                  * Avoid the lockdep recursive warning on object->lock being
1260                  * previously acquired in scan_object(). These locks are
1261                  * enclosed by scan_mutex.
1262                  */
1263                 spin_lock_nested(&object->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1264                 /* only pass surplus references (object already gray) */
1265                 if (color_gray(object)) {
1266                         excess_ref = object->excess_ref;
1267                         /* no need for update_refs() if object already gray */
1268                 } else {
1269                         excess_ref = 0;
1270                         update_refs(object);
1271                 }
1272                 spin_unlock(&object->lock);
1273
1274                 if (excess_ref) {
1275                         object = lookup_object(excess_ref, 0);
1276                         if (!object)
1277                                 continue;
1278                         if (object == scanned)
1279                                 /* circular reference, ignore */
1280                                 continue;
1281                         spin_lock_nested(&object->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1282                         update_refs(object);
1283                         spin_unlock(&object->lock);
1284                 }
1285         }
1286         read_unlock_irqrestore(&kmemleak_lock, flags);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Scan a large memory block in MAX_SCAN_SIZE chunks to reduce the latency.
1291  */
1292 #ifdef CONFIG_SMP
1293 static void scan_large_block(void *start, void *end)
1294 {
1295         void *next;
1296
1297         while (start < end) {
1298                 next = min(start + MAX_SCAN_SIZE, end);
1299                 scan_block(start, next, NULL);
1300                 start = next;
1301                 cond_resched();
1302         }
1303 }
1304 #endif
1305
1306 /*
1307  * Scan a memory block corresponding to a kmemleak_object. A condition is
1308  * that object->use_count >= 1.
1309  */
1310 static void scan_object(struct kmemleak_object *object)
1311 {
1312         struct kmemleak_scan_area *area;
1313         unsigned long flags;
1314
1315         /*
1316          * Once the object->lock is acquired, the corresponding memory block
1317          * cannot be freed (the same lock is acquired in delete_object).
1318          */
1319         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1320         if (object->flags & OBJECT_NO_SCAN)
1321                 goto out;
1322         if (!(object->flags & OBJECT_ALLOCATED))
1323                 /* already freed object */
1324                 goto out;
1325         if (hlist_empty(&object->area_list) ||
1326             object->flags & OBJECT_FULL_SCAN) {
1327                 void *start = (void *)object->pointer;
1328                 void *end = (void *)(object->pointer + object->size);
1329                 void *next;
1330
1331                 do {
1332                         next = min(start + MAX_SCAN_SIZE, end);
1333                         scan_block(start, next, object);
1334
1335                         start = next;
1336                         if (start >= end)
1337                                 break;
1338
1339                         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1340                         cond_resched();
1341                         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1342                 } while (object->flags & OBJECT_ALLOCATED);
1343         } else
1344                 hlist_for_each_entry(area, &object->area_list, node)
1345                         scan_block((void *)area->start,
1346                                    (void *)(area->start + area->size),
1347                                    object);
1348 out:
1349         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Scan the objects already referenced (gray objects). More objects will be
1354  * referenced and, if there are no memory leaks, all the objects are scanned.
1355  */
1356 static void scan_gray_list(void)
1357 {
1358         struct kmemleak_object *object, *tmp;
1359
1360         /*
1361          * The list traversal is safe for both tail additions and removals
1362          * from inside the loop. The kmemleak objects cannot be freed from
1363          * outside the loop because their use_count was incremented.
1364          */
1365         object = list_entry(gray_list.next, typeof(*object), gray_list);
1366         while (&object->gray_list != &gray_list) {
1367                 cond_resched();
1368
1369                 /* may add new objects to the list */
1370                 if (!scan_should_stop())
1371                         scan_object(object);
1372
1373                 tmp = list_entry(object->gray_list.next, typeof(*object),
1374                                  gray_list);
1375
1376                 /* remove the object from the list and release it */
1377                 list_del(&object->gray_list);
1378                 put_object(object);
1379
1380                 object = tmp;
1381         }
1382         WARN_ON(!list_empty(&gray_list));
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Scan data sections and all the referenced memory blocks allocated via the
1387  * kernel's standard allocators. This function must be called with the
1388  * scan_mutex held.
1389  */
1390 static void kmemleak_scan(void)
1391 {
1392         unsigned long flags;
1393         struct kmemleak_object *object;
1394         int i;
1395         int new_leaks = 0;
1396
1397         jiffies_last_scan = jiffies;
1398
1399         /* prepare the kmemleak_object's */
1400         rcu_read_lock();
1401         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1402                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1403 #ifdef DEBUG
1404                 /*
1405                  * With a few exceptions there should be a maximum of
1406                  * 1 reference to any object at this point.
1407                  */
1408                 if (atomic_read(&object->use_count) > 1) {
1409                         pr_debug("object->use_count = %d\n",
1410                                  atomic_read(&object->use_count));
1411                         dump_object_info(object);
1412                 }
1413 #endif
1414                 /* reset the reference count (whiten the object) */
1415                 object->count = 0;
1416                 if (color_gray(object) && get_object(object))
1417                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1418
1419                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1420         }
1421         rcu_read_unlock();
1422
1423 #ifdef CONFIG_SMP
1424         /* per-cpu sections scanning */
1425         for_each_possible_cpu(i)
1426                 scan_large_block(__per_cpu_start + per_cpu_offset(i),
1427                                  __per_cpu_end + per_cpu_offset(i));
1428 #endif
1429
1430         /*
1431          * Struct page scanning for each node.
1432          */
1433         get_online_mems();
1434         for_each_online_node(i) {
1435                 unsigned long start_pfn = node_start_pfn(i);
1436                 unsigned long end_pfn = node_end_pfn(i);
1437                 unsigned long pfn;
1438
1439                 for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1440                         struct page *page = pfn_to_online_page(pfn);
1441
1442                         if (!page)
1443                                 continue;
1444
1445                         /* only scan pages belonging to this node */
1446                         if (page_to_nid(page) != i)
1447                                 continue;
1448                         /* only scan if page is in use */
1449                         if (page_count(page) == 0)
1450                                 continue;
1451                         scan_block(page, page + 1, NULL);
1452                         if (!(pfn & 63))
1453                                 cond_resched();
1454                 }
1455         }
1456         put_online_mems();
1457
1458         /*
1459          * Scanning the task stacks (may introduce false negatives).
1460          */
1461         if (kmemleak_stack_scan) {
1462                 struct task_struct *p, *g;
1463
1464                 read_lock(&tasklist_lock);
1465                 do_each_thread(g, p) {
1466                         void *stack = try_get_task_stack(p);
1467                         if (stack) {
1468                                 scan_block(stack, stack + THREAD_SIZE, NULL);
1469                                 put_task_stack(p);
1470                         }
1471                 } while_each_thread(g, p);
1472                 read_unlock(&tasklist_lock);
1473         }
1474
1475         /*
1476          * Scan the objects already referenced from the sections scanned
1477          * above.
1478          */
1479         scan_gray_list();
1480
1481         /*
1482          * Check for new or unreferenced objects modified since the previous
1483          * scan and color them gray until the next scan.
1484          */
1485         rcu_read_lock();
1486         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1487                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1488                 if (color_white(object) && (object->flags & OBJECT_ALLOCATED)
1489                     && update_checksum(object) && get_object(object)) {
1490                         /* color it gray temporarily */
1491                         object->count = object->min_count;
1492                         list_add_tail(&object->gray_list, &gray_list);
1493                 }
1494                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1495         }
1496         rcu_read_unlock();
1497
1498         /*
1499          * Re-scan the gray list for modified unreferenced objects.
1500          */
1501         scan_gray_list();
1502
1503         /*
1504          * If scanning was stopped do not report any new unreferenced objects.
1505          */
1506         if (scan_should_stop())
1507                 return;
1508
1509         /*
1510          * Scanning result reporting.
1511          */
1512         rcu_read_lock();
1513         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1514                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1515                 if (unreferenced_object(object) &&
1516                     !(object->flags & OBJECT_REPORTED)) {
1517                         object->flags |= OBJECT_REPORTED;
1518
1519                         if (kmemleak_verbose)
1520                                 print_unreferenced(NULL, object);
1521
1522                         new_leaks++;
1523                 }
1524                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1525         }
1526         rcu_read_unlock();
1527
1528         if (new_leaks) {
1529                 kmemleak_found_leaks = true;
1530
1531                 pr_info("%d new suspected memory leaks (see /sys/kernel/debug/kmemleak)\n",
1532                         new_leaks);
1533         }
1534
1535 }
1536
1537 /*
1538  * Thread function performing automatic memory scanning. Unreferenced objects
1539  * at the end of a memory scan are reported but only the first time.
1540  */
1541 static int kmemleak_scan_thread(void *arg)
1542 {
1543         static int first_run = IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_AUTO_SCAN);
1544
1545         pr_info("Automatic memory scanning thread started\n");
1546         set_user_nice(current, 10);
1547
1548         /*
1549          * Wait before the first scan to allow the system to fully initialize.
1550          */
1551         if (first_run) {
1552                 signed long timeout = msecs_to_jiffies(SECS_FIRST_SCAN * 1000);
1553                 first_run = 0;
1554                 while (timeout && !kthread_should_stop())
1555                         timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1556         }
1557
1558         while (!kthread_should_stop()) {
1559                 signed long timeout = jiffies_scan_wait;
1560
1561                 mutex_lock(&scan_mutex);
1562                 kmemleak_scan();
1563                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1564
1565                 /* wait before the next scan */
1566                 while (timeout && !kthread_should_stop())
1567                         timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1568         }
1569
1570         pr_info("Automatic memory scanning thread ended\n");
1571
1572         return 0;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Start the automatic memory scanning thread. This function must be called
1577  * with the scan_mutex held.
1578  */
1579 static void start_scan_thread(void)
1580 {
1581         if (scan_thread)
1582                 return;
1583         scan_thread = kthread_run(kmemleak_scan_thread, NULL, "kmemleak");
1584         if (IS_ERR(scan_thread)) {
1585                 pr_warn("Failed to create the scan thread\n");
1586                 scan_thread = NULL;
1587         }
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Stop the automatic memory scanning thread.
1592  */
1593 static void stop_scan_thread(void)
1594 {
1595         if (scan_thread) {
1596                 kthread_stop(scan_thread);
1597                 scan_thread = NULL;
1598         }
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Iterate over the object_list and return the first valid object at or after
1603  * the required position with its use_count incremented. The function triggers
1604  * a memory scanning when the pos argument points to the first position.
1605  */
1606 static void *kmemleak_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
1607 {
1608         struct kmemleak_object *object;
1609         loff_t n = *pos;
1610         int err;
1611
1612         err = mutex_lock_interruptible(&scan_mutex);
1613         if (err < 0)
1614                 return ERR_PTR(err);
1615
1616         rcu_read_lock();
1617         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1618                 if (n-- > 0)
1619                         continue;
1620                 if (get_object(object))
1621                         goto out;
1622         }
1623         object = NULL;
1624 out:
1625         return object;
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Return the next object in the object_list. The function decrements the
1630  * use_count of the previous object and increases that of the next one.
1631  */
1632 static void *kmemleak_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
1633 {
1634         struct kmemleak_object *prev_obj = v;
1635         struct kmemleak_object *next_obj = NULL;
1636         struct kmemleak_object *obj = prev_obj;
1637
1638         ++(*pos);
1639
1640         list_for_each_entry_continue_rcu(obj, &object_list, object_list) {
1641                 if (get_object(obj)) {
1642                         next_obj = obj;
1643                         break;
1644                 }
1645         }
1646
1647         put_object(prev_obj);
1648         return next_obj;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Decrement the use_count of the last object required, if any.
1653  */
1654 static void kmemleak_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
1655 {
1656         if (!IS_ERR(v)) {
1657                 /*
1658                  * kmemleak_seq_start may return ERR_PTR if the scan_mutex
1659                  * waiting was interrupted, so only release it if !IS_ERR.
1660                  */
1661                 rcu_read_unlock();
1662                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1663                 if (v)
1664                         put_object(v);
1665         }
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Print the information for an unreferenced object to the seq file.
1670  */
1671 static int kmemleak_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
1672 {
1673         struct kmemleak_object *object = v;
1674         unsigned long flags;
1675
1676         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1677         if ((object->flags & OBJECT_REPORTED) && unreferenced_object(object))
1678                 print_unreferenced(seq, object);
1679         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1680         return 0;
1681 }
1682
1683 static const struct seq_operations kmemleak_seq_ops = {
1684         .start = kmemleak_seq_start,
1685         .next  = kmemleak_seq_next,
1686         .stop  = kmemleak_seq_stop,
1687         .show  = kmemleak_seq_show,
1688 };
1689
1690 static int kmemleak_open(struct inode *inode, struct file *file)
1691 {
1692         return seq_open(file, &kmemleak_seq_ops);
1693 }
1694
1695 static int dump_str_object_info(const char *str)
1696 {
1697         unsigned long flags;
1698         struct kmemleak_object *object;
1699         unsigned long addr;
1700
1701         if (kstrtoul(str, 0, &addr))
1702                 return -EINVAL;
1703         object = find_and_get_object(addr, 0);
1704         if (!object) {
1705                 pr_info("Unknown object at 0x%08lx\n", addr);
1706                 return -EINVAL;
1707         }
1708
1709         spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1710         dump_object_info(object);
1711         spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1712
1713         put_object(object);
1714         return 0;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * We use grey instead of black to ensure we can do future scans on the same
1719  * objects. If we did not do future scans these black objects could
1720  * potentially contain references to newly allocated objects in the future and
1721  * we'd end up with false positives.
1722  */
1723 static void kmemleak_clear(void)
1724 {
1725         struct kmemleak_object *object;
1726         unsigned long flags;
1727
1728         rcu_read_lock();
1729         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list) {
1730                 spin_lock_irqsave(&object->lock, flags);
1731                 if ((object->flags & OBJECT_REPORTED) &&
1732                     unreferenced_object(object))
1733                         __paint_it(object, KMEMLEAK_GREY);
1734                 spin_unlock_irqrestore(&object->lock, flags);
1735         }
1736         rcu_read_unlock();
1737
1738         kmemleak_found_leaks = false;
1739 }
1740
1741 static void __kmemleak_do_cleanup(void);
1742
1743 /*
1744  * File write operation to configure kmemleak at run-time. The following
1745  * commands can be written to the /sys/kernel/debug/kmemleak file:
1746  *   off        - disable kmemleak (irreversible)
1747  *   stack=on   - enable the task stacks scanning
1748  *   stack=off  - disable the tasks stacks scanning
1749  *   scan=on    - start the automatic memory scanning thread
1750  *   scan=off   - stop the automatic memory scanning thread
1751  *   scan=...   - set the automatic memory scanning period in seconds (0 to
1752  *                disable it)
1753  *   scan       - trigger a memory scan
1754  *   clear      - mark all current reported unreferenced kmemleak objects as
1755  *                grey to ignore printing them, or free all kmemleak objects
1756  *                if kmemleak has been disabled.
1757  *   dump=...   - dump information about the object found at the given address
1758  */
1759 static ssize_t kmemleak_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1760                               size_t size, loff_t *ppos)
1761 {
1762         char buf[64];
1763         int buf_size;
1764         int ret;
1765
1766         buf_size = min(size, (sizeof(buf) - 1));
1767         if (strncpy_from_user(buf, user_buf, buf_size) < 0)
1768                 return -EFAULT;
1769         buf[buf_size] = 0;
1770
1771         ret = mutex_lock_interruptible(&scan_mutex);
1772         if (ret < 0)
1773                 return ret;
1774
1775         if (strncmp(buf, "clear", 5) == 0) {
1776                 if (kmemleak_enabled)
1777                         kmemleak_clear();
1778                 else
1779                         __kmemleak_do_cleanup();
1780                 goto out;
1781         }
1782
1783         if (!kmemleak_enabled) {
1784                 ret = -EPERM;
1785                 goto out;
1786         }
1787
1788         if (strncmp(buf, "off", 3) == 0)
1789                 kmemleak_disable();
1790         else if (strncmp(buf, "stack=on", 8) == 0)
1791                 kmemleak_stack_scan = 1;
1792         else if (strncmp(buf, "stack=off", 9) == 0)
1793                 kmemleak_stack_scan = 0;
1794         else if (strncmp(buf, "scan=on", 7) == 0)
1795                 start_scan_thread();
1796         else if (strncmp(buf, "scan=off", 8) == 0)
1797                 stop_scan_thread();
1798         else if (strncmp(buf, "scan=", 5) == 0) {
1799                 unsigned long secs;
1800
1801                 ret = kstrtoul(buf + 5, 0, &secs);
1802                 if (ret < 0)
1803                         goto out;
1804                 stop_scan_thread();
1805                 if (secs) {
1806                         jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(secs * 1000);
1807                         start_scan_thread();
1808                 }
1809         } else if (strncmp(buf, "scan", 4) == 0)
1810                 kmemleak_scan();
1811         else if (strncmp(buf, "dump=", 5) == 0)
1812                 ret = dump_str_object_info(buf + 5);
1813         else
1814                 ret = -EINVAL;
1815
1816 out:
1817         mutex_unlock(&scan_mutex);
1818         if (ret < 0)
1819                 return ret;
1820
1821         /* ignore the rest of the buffer, only one command at a time */
1822         *ppos += size;
1823         return size;
1824 }
1825
1826 static const struct file_operations kmemleak_fops = {
1827         .owner          = THIS_MODULE,
1828         .open           = kmemleak_open,
1829         .read           = seq_read,
1830         .write          = kmemleak_write,
1831         .llseek         = seq_lseek,
1832         .release        = seq_release,
1833 };
1834
1835 static void __kmemleak_do_cleanup(void)
1836 {
1837         struct kmemleak_object *object;
1838
1839         rcu_read_lock();
1840         list_for_each_entry_rcu(object, &object_list, object_list)
1841                 delete_object_full(object->pointer);
1842         rcu_read_unlock();
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Stop the memory scanning thread and free the kmemleak internal objects if
1847  * no previous scan thread (otherwise, kmemleak may still have some useful
1848  * information on memory leaks).
1849  */
1850 static void kmemleak_do_cleanup(struct work_struct *work)
1851 {
1852         stop_scan_thread();
1853
1854         mutex_lock(&scan_mutex);
1855         /*
1856          * Once it is made sure that kmemleak_scan has stopped, it is safe to no
1857          * longer track object freeing. Ordering of the scan thread stopping and
1858          * the memory accesses below is guaranteed by the kthread_stop()
1859          * function.
1860          */
1861         kmemleak_free_enabled = 0;
1862         mutex_unlock(&scan_mutex);
1863
1864         if (!kmemleak_found_leaks)
1865                 __kmemleak_do_cleanup();
1866         else
1867                 pr_info("Kmemleak disabled without freeing internal data. Reclaim the memory with \"echo clear > /sys/kernel/debug/kmemleak\".\n");
1868 }
1869
1870 static DECLARE_WORK(cleanup_work, kmemleak_do_cleanup);
1871
1872 /*
1873  * Disable kmemleak. No memory allocation/freeing will be traced once this
1874  * function is called. Disabling kmemleak is an irreversible operation.
1875  */
1876 static void kmemleak_disable(void)
1877 {
1878         /* atomically check whether it was already invoked */
1879         if (cmpxchg(&kmemleak_error, 0, 1))
1880                 return;
1881
1882         /* stop any memory operation tracing */
1883         kmemleak_enabled = 0;
1884
1885         /* check whether it is too early for a kernel thread */
1886         if (kmemleak_initialized)
1887                 schedule_work(&cleanup_work);
1888         else
1889                 kmemleak_free_enabled = 0;
1890
1891         pr_info("Kernel memory leak detector disabled\n");
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Allow boot-time kmemleak disabling (enabled by default).
1896  */
1897 static int __init kmemleak_boot_config(char *str)
1898 {
1899         if (!str)
1900                 return -EINVAL;
1901         if (strcmp(str, "off") == 0)
1902                 kmemleak_disable();
1903         else if (strcmp(str, "on") == 0)
1904                 kmemleak_skip_disable = 1;
1905         else
1906                 return -EINVAL;
1907         return 0;
1908 }
1909 early_param("kmemleak", kmemleak_boot_config);
1910
1911 /*
1912  * Kmemleak initialization.
1913  */
1914 void __init kmemleak_init(void)
1915 {
1916 #ifdef CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_DEFAULT_OFF
1917         if (!kmemleak_skip_disable) {
1918                 kmemleak_disable();
1919                 return;
1920         }
1921 #endif
1922
1923         if (kmemleak_error)
1924                 return;
1925
1926         jiffies_min_age = msecs_to_jiffies(MSECS_MIN_AGE);
1927         jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(SECS_SCAN_WAIT * 1000);
1928
1929         object_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_object, SLAB_NOLEAKTRACE);
1930         scan_area_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_scan_area, SLAB_NOLEAKTRACE);
1931
1932         /* register the data/bss sections */
1933         create_object((unsigned long)_sdata, _edata - _sdata,
1934                       KMEMLEAK_GREY, GFP_ATOMIC);
1935         create_object((unsigned long)__bss_start, __bss_stop - __bss_start,
1936                       KMEMLEAK_GREY, GFP_ATOMIC);
1937         /* only register .data..ro_after_init if not within .data */
1938         if (__start_ro_after_init < _sdata || __end_ro_after_init > _edata)
1939                 create_object((unsigned long)__start_ro_after_init,
1940                               __end_ro_after_init - __start_ro_after_init,
1941                               KMEMLEAK_GREY, GFP_ATOMIC);
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Late initialization function.
1946  */
1947 static int __init kmemleak_late_init(void)
1948 {
1949         kmemleak_initialized = 1;
1950
1951         debugfs_create_file("kmemleak", 0644, NULL, NULL, &kmemleak_fops);
1952
1953         if (kmemleak_error) {
1954                 /*
1955                  * Some error occurred and kmemleak was disabled. There is a
1956                  * small chance that kmemleak_disable() was called immediately
1957                  * after setting kmemleak_initialized and we may end up with
1958                  * two clean-up threads but serialized by scan_mutex.
1959                  */
1960                 schedule_work(&cleanup_work);
1961                 return -ENOMEM;
1962         }
1963
1964         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_AUTO_SCAN)) {
1965                 mutex_lock(&scan_mutex);
1966                 start_scan_thread();
1967                 mutex_unlock(&scan_mutex);
1968         }
1969
1970         pr_info("Kernel memory leak detector initialized (mem pool available: %d)\n",
1971                 mem_pool_free_count);
1972
1973         return 0;
1974 }
1975 late_initcall(kmemleak_late_init);