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