Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * KASAN quarantine.
4 : : *
5 : : * Author: Alexander Potapenko <glider@google.com>
6 : : * Copyright (C) 2016 Google, Inc.
7 : : *
8 : : * Based on code by Dmitry Chernenkov.
9 : : *
10 : : * This program is free software; you can redistribute it and/or
11 : : * modify it under the terms of the GNU General Public License
12 : : * version 2 as published by the Free Software Foundation.
13 : : *
14 : : * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
15 : : * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 : : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
17 : : * General Public License for more details.
18 : : *
19 : : */
20 : :
21 : : #include <linux/gfp.h>
22 : : #include <linux/hash.h>
23 : : #include <linux/kernel.h>
24 : : #include <linux/mm.h>
25 : : #include <linux/percpu.h>
26 : : #include <linux/printk.h>
27 : : #include <linux/shrinker.h>
28 : : #include <linux/slab.h>
29 : : #include <linux/srcu.h>
30 : : #include <linux/string.h>
31 : : #include <linux/types.h>
32 : :
33 : : #include "../slab.h"
34 : : #include "kasan.h"
35 : :
36 : : /* Data structure and operations for quarantine queues. */
37 : :
38 : : /*
39 : : * Each queue is a signle-linked list, which also stores the total size of
40 : : * objects inside of it.
41 : : */
42 : : struct qlist_head {
43 : : struct qlist_node *head;
44 : : struct qlist_node *tail;
45 : : size_t bytes;
46 : : };
47 : :
48 : : #define QLIST_INIT { NULL, NULL, 0 }
49 : :
50 : 22647956 : static bool qlist_empty(struct qlist_head *q)
51 : : {
52 : 22647956 : return !q->head;
53 : : }
54 : :
55 : 56136 : static void qlist_init(struct qlist_head *q)
56 : : {
57 : 56136 : q->head = q->tail = NULL;
58 : 56136 : q->bytes = 0;
59 : 14424 : }
60 : :
61 : 22427198 : static void qlist_put(struct qlist_head *q, struct qlist_node *qlink,
62 : : size_t size)
63 : : {
64 : 22427198 : if (unlikely(qlist_empty(q)))
65 : 15114 : q->head = qlink;
66 : : else
67 : 22412084 : q->tail->next = qlink;
68 : 22427198 : q->tail = qlink;
69 : 22427198 : qlink->next = NULL;
70 : 22427198 : q->bytes += size;
71 : 717812 : }
72 : :
73 : 41712 : static void qlist_move_all(struct qlist_head *from, struct qlist_head *to)
74 : : {
75 : 41712 : if (unlikely(qlist_empty(from)))
76 : : return;
77 : :
78 [ + - + - ]: 27588 : if (qlist_empty(to)) {
79 : 41712 : *to = *from;
80 : 41712 : qlist_init(from);
81 : 41712 : return;
82 : : }
83 : :
84 : 0 : to->tail->next = from->head;
85 : 0 : to->tail = from->tail;
86 : 0 : to->bytes += from->bytes;
87 : :
88 : 0 : qlist_init(from);
89 : : }
90 : :
91 : : #define QUARANTINE_PERCPU_SIZE (1 << 20)
92 : : #define QUARANTINE_BATCHES \
93 : : (1024 > 4 * CONFIG_NR_CPUS ? 1024 : 4 * CONFIG_NR_CPUS)
94 : :
95 : : /*
96 : : * The object quarantine consists of per-cpu queues and a global queue,
97 : : * guarded by quarantine_lock.
98 : : */
99 : : static DEFINE_PER_CPU(struct qlist_head, cpu_quarantine);
100 : :
101 : : /* Round-robin FIFO array of batches. */
102 : : static struct qlist_head global_quarantine[QUARANTINE_BATCHES];
103 : : static int quarantine_head;
104 : : static int quarantine_tail;
105 : : /* Total size of all objects in global_quarantine across all batches. */
106 : : static unsigned long quarantine_size;
107 : : static DEFINE_RAW_SPINLOCK(quarantine_lock);
108 : : DEFINE_STATIC_SRCU(remove_cache_srcu);
109 : :
110 : : /* Maximum size of the global queue. */
111 : : static unsigned long quarantine_max_size;
112 : :
113 : : /*
114 : : * Target size of a batch in global_quarantine.
115 : : * Usually equal to QUARANTINE_PERCPU_SIZE unless we have too much RAM.
116 : : */
117 : : static unsigned long quarantine_batch_size;
118 : :
119 : : /*
120 : : * The fraction of physical memory the quarantine is allowed to occupy.
121 : : * Quarantine doesn't support memory shrinker with SLAB allocator, so we keep
122 : : * the ratio low to avoid OOM.
123 : : */
124 : : #define QUARANTINE_FRACTION 32
125 : :
126 : 20844523 : static struct kmem_cache *qlink_to_cache(struct qlist_node *qlink)
127 : : {
128 [ + - ]: 40253430 : return virt_to_head_page(qlink)->slab_cache;
129 : : }
130 : :
131 : 20215871 : static void *qlink_to_object(struct qlist_node *qlink, struct kmem_cache *cache)
132 : : {
133 : 20215871 : struct kasan_free_meta *free_info =
134 : 20215871 : container_of(qlink, struct kasan_free_meta,
135 : : quarantine_link);
136 : :
137 : 20215871 : return ((void *)free_info) - cache->kasan_info.free_meta_offset;
138 : : }
139 : :
140 : 20215871 : static void qlink_free(struct qlist_node *qlink, struct kmem_cache *cache)
141 : : {
142 : 20215871 : void *object = qlink_to_object(qlink, cache);
143 : 20215871 : unsigned long flags;
144 : :
145 : 20215871 : if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB))
146 : 20215871 : local_irq_save(flags);
147 : :
148 : 20215871 : ___cache_free(cache, object, _THIS_IP_);
149 : :
150 : 20215871 : if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB))
151 : 20215871 : local_irq_restore(flags);
152 : : }
153 : :
154 : 13734 : static void qlist_free_all(struct qlist_head *q, struct kmem_cache *cache)
155 : : {
156 : 13734 : struct qlist_node *qlink;
157 : :
158 [ + + ]: 13734 : if (unlikely(qlist_empty(q)))
159 : : return;
160 : :
161 : : qlink = q->head;
162 [ + + ]: 20229575 : while (qlink) {
163 : 20215871 : struct kmem_cache *obj_cache =
164 [ + + ]: 20215871 : cache ? cache : qlink_to_cache(qlink);
165 : 20215871 : struct qlist_node *next = qlink->next;
166 : :
167 : 20215871 : qlink_free(qlink, obj_cache);
168 : 20215871 : qlink = next;
169 : : }
170 : 13704 : qlist_init(q);
171 : : }
172 : :
173 : 21709386 : void quarantine_put(struct kasan_free_meta *info, struct kmem_cache *cache)
174 : : {
175 : 21709386 : unsigned long flags;
176 : 21709386 : struct qlist_head *q;
177 : 21709386 : struct qlist_head temp = QLIST_INIT;
178 : :
179 : : /*
180 : : * Note: irq must be disabled until after we move the batch to the
181 : : * global quarantine. Otherwise quarantine_remove_cache() can miss
182 : : * some objects belonging to the cache if they are in our local temp
183 : : * list. quarantine_remove_cache() executes on_each_cpu() at the
184 : : * beginning which ensures that it either sees the objects in per-cpu
185 : : * lists or in the global quarantine.
186 : : */
187 : 21709386 : local_irq_save(flags);
188 : :
189 : 21709386 : q = this_cpu_ptr(&cpu_quarantine);
190 [ + + ]: 21709386 : qlist_put(q, &info->quarantine_link, cache->size);
191 [ + + ]: 21709386 : if (unlikely(q->bytes > QUARANTINE_PERCPU_SIZE)) {
192 [ + - ]: 14124 : qlist_move_all(q, &temp);
193 : :
194 : 14124 : raw_spin_lock(&quarantine_lock);
195 [ + - ]: 14124 : WRITE_ONCE(quarantine_size, quarantine_size + temp.bytes);
196 [ + - ]: 14124 : qlist_move_all(&temp, &global_quarantine[quarantine_tail]);
197 : 14124 : if (global_quarantine[quarantine_tail].bytes >=
198 [ + - ]: 14124 : READ_ONCE(quarantine_batch_size)) {
199 : 14124 : int new_tail;
200 : :
201 : 14124 : new_tail = quarantine_tail + 1;
202 [ - + ]: 14124 : if (new_tail == QUARANTINE_BATCHES)
203 : 0 : new_tail = 0;
204 [ + - ]: 14124 : if (new_tail != quarantine_head)
205 : 14124 : quarantine_tail = new_tail;
206 : : }
207 : 14124 : raw_spin_unlock(&quarantine_lock);
208 : : }
209 : :
210 : 21709386 : local_irq_restore(flags);
211 : 21709386 : }
212 : :
213 : 27334640 : void quarantine_reduce(void)
214 : : {
215 : 27334640 : size_t total_size, new_quarantine_size, percpu_quarantines;
216 : 27334640 : unsigned long flags;
217 : 27334640 : int srcu_idx;
218 : 27334640 : struct qlist_head to_free = QLIST_INIT;
219 : :
220 [ + + ]: 27334640 : if (likely(READ_ONCE(quarantine_size) <=
221 : : READ_ONCE(quarantine_max_size)))
222 : 27321146 : return;
223 : :
224 : : /*
225 : : * srcu critical section ensures that quarantine_remove_cache()
226 : : * will not miss objects belonging to the cache while they are in our
227 : : * local to_free list. srcu is chosen because (1) it gives us private
228 : : * grace period domain that does not interfere with anything else,
229 : : * and (2) it allows synchronize_srcu() to return without waiting
230 : : * if there are no pending read critical sections (which is the
231 : : * expected case).
232 : : */
233 : 13494 : srcu_idx = srcu_read_lock(&remove_cache_srcu);
234 : 13494 : raw_spin_lock_irqsave(&quarantine_lock, flags);
235 : :
236 : : /*
237 : : * Update quarantine size in case of hotplug. Allocate a fraction of
238 : : * the installed memory to quarantine minus per-cpu queue limits.
239 : : */
240 [ + - ]: 13494 : total_size = (totalram_pages() << PAGE_SHIFT) /
241 : : QUARANTINE_FRACTION;
242 [ + - ]: 13494 : percpu_quarantines = QUARANTINE_PERCPU_SIZE * num_online_cpus();
243 : 13494 : new_quarantine_size = (total_size < percpu_quarantines) ?
244 [ + - ]: 13494 : 0 : total_size - percpu_quarantines;
245 [ + + ]: 13494 : WRITE_ONCE(quarantine_max_size, new_quarantine_size);
246 : : /* Aim at consuming at most 1/2 of slots in quarantine. */
247 : 13494 : WRITE_ONCE(quarantine_batch_size, max((size_t)QUARANTINE_PERCPU_SIZE,
248 : : 2 * total_size / QUARANTINE_BATCHES));
249 : :
250 [ + + ]: 13494 : if (likely(quarantine_size > quarantine_max_size)) {
251 [ + - ]: 13464 : qlist_move_all(&global_quarantine[quarantine_head], &to_free);
252 [ - + ]: 13464 : WRITE_ONCE(quarantine_size, quarantine_size - to_free.bytes);
253 : 13464 : quarantine_head++;
254 [ - + ]: 13464 : if (quarantine_head == QUARANTINE_BATCHES)
255 : 0 : quarantine_head = 0;
256 : : }
257 : :
258 : 13494 : raw_spin_unlock_irqrestore(&quarantine_lock, flags);
259 : :
260 : 13494 : qlist_free_all(&to_free, NULL);
261 : 13494 : srcu_read_unlock(&remove_cache_srcu, srcu_idx);
262 : : }
263 : :
264 : 720 : static void qlist_move_cache(struct qlist_head *from,
265 : : struct qlist_head *to,
266 : : struct kmem_cache *cache)
267 : : {
268 : 720 : struct qlist_node *curr;
269 : :
270 [ + - ]: 720 : if (unlikely(qlist_empty(from)))
271 : : return;
272 : :
273 : 720 : curr = from->head;
274 : 720 : qlist_init(from);
275 [ + + ]: 718532 : while (curr) {
276 : 717812 : struct qlist_node *next = curr->next;
277 [ + - ]: 717812 : struct kmem_cache *obj_cache = qlink_to_cache(curr);
278 : :
279 [ + + ]: 717812 : if (obj_cache == cache)
280 [ + + ]: 89160 : qlist_put(to, curr, obj_cache->size);
281 : : else
282 [ + + ]: 628652 : qlist_put(from, curr, obj_cache->size);
283 : :
284 : : curr = next;
285 : : }
286 : : }
287 : :
288 : 120 : static void per_cpu_remove_cache(void *arg)
289 : : {
290 : 120 : struct kmem_cache *cache = arg;
291 : 120 : struct qlist_head to_free = QLIST_INIT;
292 : 120 : struct qlist_head *q;
293 : :
294 : 120 : q = this_cpu_ptr(&cpu_quarantine);
295 : 120 : qlist_move_cache(q, &to_free, cache);
296 : 120 : qlist_free_all(&to_free, cache);
297 : 120 : }
298 : :
299 : : /* Free all quarantined objects belonging to cache. */
300 : 120 : void quarantine_remove_cache(struct kmem_cache *cache)
301 : : {
302 : 120 : unsigned long flags, i;
303 : 120 : struct qlist_head to_free = QLIST_INIT;
304 : :
305 : : /*
306 : : * Must be careful to not miss any objects that are being moved from
307 : : * per-cpu list to the global quarantine in quarantine_put(),
308 : : * nor objects being freed in quarantine_reduce(). on_each_cpu()
309 : : * achieves the first goal, while synchronize_srcu() achieves the
310 : : * second.
311 : : */
312 : 120 : on_each_cpu(per_cpu_remove_cache, cache, 1);
313 : :
314 : 120 : raw_spin_lock_irqsave(&quarantine_lock, flags);
315 [ + + ]: 123120 : for (i = 0; i < QUARANTINE_BATCHES; i++) {
316 [ + + ]: 122880 : if (qlist_empty(&global_quarantine[i]))
317 : 122280 : continue;
318 : 600 : qlist_move_cache(&global_quarantine[i], &to_free, cache);
319 : : /* Scanning whole quarantine can take a while. */
320 : 600 : raw_spin_unlock_irqrestore(&quarantine_lock, flags);
321 : 600 : cond_resched();
322 : 122880 : raw_spin_lock_irqsave(&quarantine_lock, flags);
323 : : }
324 : 120 : raw_spin_unlock_irqrestore(&quarantine_lock, flags);
325 : :
326 : 120 : qlist_free_all(&to_free, cache);
327 : :
328 : 120 : synchronize_srcu(&remove_cache_srcu);
329 : 120 : }
|
