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