kmemcheck: add hooks for the page allocator
Vegard Nossum [Tue, 25 Nov 2008 15:55:53 +0000 (16:55 +0100)]
This adds support for tracking the initializedness of memory that
was allocated with the page allocator. Highmem requests are not
tracked.

Cc: Dave Hansen <dave@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>

[build fix for !CONFIG_KMEMCHECK]
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>

[rebased for mainline inclusion]
Signed-off-by: Vegard Nossum <vegard.nossum@gmail.com>

arch/x86/include/asm/thread_info.h
arch/x86/mm/kmemcheck/shadow.c
include/linux/gfp.h
include/linux/kmemcheck.h
mm/kmemcheck.c
mm/page_alloc.c
mm/slab.c
mm/slub.c

index 602c769..b078352 100644 (file)
@@ -154,9 +154,9 @@ struct thread_info {
 
 /* thread information allocation */
 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
-#define THREAD_FLAGS (GFP_KERNEL | __GFP_ZERO)
+#define THREAD_FLAGS (GFP_KERNEL | __GFP_NOTRACK | __GFP_ZERO)
 #else
-#define THREAD_FLAGS GFP_KERNEL
+#define THREAD_FLAGS (GFP_KERNEL | __GFP_NOTRACK)
 #endif
 
 #define __HAVE_ARCH_THREAD_INFO_ALLOCATOR
index e7346d3..e773b6b 100644 (file)
@@ -116,6 +116,14 @@ void kmemcheck_mark_uninitialized_pages(struct page *p, unsigned int n)
                kmemcheck_mark_uninitialized(page_address(&p[i]), PAGE_SIZE);
 }
 
+void kmemcheck_mark_initialized_pages(struct page *p, unsigned int n)
+{
+       unsigned int i;
+
+       for (i = 0; i < n; ++i)
+               kmemcheck_mark_initialized(page_address(&p[i]), PAGE_SIZE);
+}
+
 enum kmemcheck_shadow kmemcheck_shadow_test(void *shadow, unsigned int size)
 {
        uint8_t *x;
index daeaa8f..3885e7f 100644 (file)
@@ -51,7 +51,12 @@ struct vm_area_struct;
 #define __GFP_THISNODE ((__force gfp_t)0x40000u)/* No fallback, no policies */
 #define __GFP_RECLAIMABLE ((__force gfp_t)0x80000u) /* Page is reclaimable */
 #define __GFP_MOVABLE  ((__force gfp_t)0x100000u)  /* Page is movable */
+
+#ifdef CONFIG_KMEMCHECK
 #define __GFP_NOTRACK  ((__force gfp_t)0x200000u)  /* Don't track with kmemcheck */
+#else
+#define __GFP_NOTRACK  ((__force gfp_t)0)
+#endif
 
 /*
  * This may seem redundant, but it's a way of annotating false positives vs.
index 71f21ae..093d239 100644 (file)
@@ -8,13 +8,15 @@
 extern int kmemcheck_enabled;
 
 /* The slab-related functions. */
-void kmemcheck_alloc_shadow(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
-                           struct page *page, int order);
-void kmemcheck_free_shadow(struct kmem_cache *s, struct page *page, int order);
+void kmemcheck_alloc_shadow(struct page *page, int order, gfp_t flags, int node);
+void kmemcheck_free_shadow(struct page *page, int order);
 void kmemcheck_slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, void *object,
                          size_t size);
 void kmemcheck_slab_free(struct kmem_cache *s, void *object, size_t size);
 
+void kmemcheck_pagealloc_alloc(struct page *p, unsigned int order,
+                              gfp_t gfpflags);
+
 void kmemcheck_show_pages(struct page *p, unsigned int n);
 void kmemcheck_hide_pages(struct page *p, unsigned int n);
 
@@ -27,6 +29,7 @@ void kmemcheck_mark_freed(void *address, unsigned int n);
 
 void kmemcheck_mark_unallocated_pages(struct page *p, unsigned int n);
 void kmemcheck_mark_uninitialized_pages(struct page *p, unsigned int n);
+void kmemcheck_mark_initialized_pages(struct page *p, unsigned int n);
 
 int kmemcheck_show_addr(unsigned long address);
 int kmemcheck_hide_addr(unsigned long address);
@@ -34,13 +37,12 @@ int kmemcheck_hide_addr(unsigned long address);
 #define kmemcheck_enabled 0
 
 static inline void
-kmemcheck_alloc_shadow(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
-                      struct page *page, int order)
+kmemcheck_alloc_shadow(struct page *page, int order, gfp_t flags, int node)
 {
 }
 
 static inline void
-kmemcheck_free_shadow(struct kmem_cache *s, struct page *page, int order)
+kmemcheck_free_shadow(struct page *page, int order)
 {
 }
 
@@ -55,6 +57,11 @@ static inline void kmemcheck_slab_free(struct kmem_cache *s, void *object,
 {
 }
 
+static inline void kmemcheck_pagealloc_alloc(struct page *p,
+       unsigned int order, gfp_t gfpflags)
+{
+}
+
 static inline bool kmemcheck_page_is_tracked(struct page *p)
 {
        return false;
@@ -75,6 +82,22 @@ static inline void kmemcheck_mark_initialized(void *address, unsigned int n)
 static inline void kmemcheck_mark_freed(void *address, unsigned int n)
 {
 }
+
+static inline void kmemcheck_mark_unallocated_pages(struct page *p,
+                                                   unsigned int n)
+{
+}
+
+static inline void kmemcheck_mark_uninitialized_pages(struct page *p,
+                                                     unsigned int n)
+{
+}
+
+static inline void kmemcheck_mark_initialized_pages(struct page *p,
+                                                   unsigned int n)
+{
+}
+
 #endif /* CONFIG_KMEMCHECK */
 
 #endif /* LINUX_KMEMCHECK_H */
index eaa41b8..fd814fd 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
+#include <linux/gfp.h>
 #include <linux/mm_types.h>
 #include <linux/mm.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/kmemcheck.h>
 
-void kmemcheck_alloc_shadow(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
-                          struct page *page, int order)
+void kmemcheck_alloc_shadow(struct page *page, int order, gfp_t flags, int node)
 {
        struct page *shadow;
        int pages;
@@ -16,7 +16,7 @@ void kmemcheck_alloc_shadow(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
         * With kmemcheck enabled, we need to allocate a memory area for the
         * shadow bits as well.
         */
-       shadow = alloc_pages_node(node, flags, order);
+       shadow = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_NOTRACK, order);
        if (!shadow) {
                if (printk_ratelimit())
                        printk(KERN_ERR "kmemcheck: failed to allocate "
@@ -33,23 +33,17 @@ void kmemcheck_alloc_shadow(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
         * the memory accesses.
         */
        kmemcheck_hide_pages(page, pages);
-
-       /*
-        * Objects from caches that have a constructor don't get
-        * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
-        */
-       if (s->ctor)
-               kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
-       else
-               kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
 }
 
-void kmemcheck_free_shadow(struct kmem_cache *s, struct page *page, int order)
+void kmemcheck_free_shadow(struct page *page, int order)
 {
        struct page *shadow;
        int pages;
        int i;
 
+       if (!kmemcheck_page_is_tracked(page))
+               return;
+
        pages = 1 << order;
 
        kmemcheck_show_pages(page, pages);
@@ -101,3 +95,28 @@ void kmemcheck_slab_free(struct kmem_cache *s, void *object, size_t size)
        if (!s->ctor && !(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
                kmemcheck_mark_freed(object, size);
 }
+
+void kmemcheck_pagealloc_alloc(struct page *page, unsigned int order,
+                              gfp_t gfpflags)
+{
+       int pages;
+
+       if (gfpflags & (__GFP_HIGHMEM | __GFP_NOTRACK))
+               return;
+
+       pages = 1 << order;
+
+       /*
+        * NOTE: We choose to track GFP_ZERO pages too; in fact, they
+        * can become uninitialized by copying uninitialized memory
+        * into them.
+        */
+
+       /* XXX: Can use zone->node for node? */
+       kmemcheck_alloc_shadow(page, order, gfpflags, -1);
+
+       if (gfpflags & __GFP_ZERO)
+               kmemcheck_mark_initialized_pages(page, pages);
+       else
+               kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
+}
index 17d5f53..0727896 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@
 #include <linux/bootmem.h>
 #include <linux/compiler.h>
 #include <linux/kernel.h>
+#include <linux/kmemcheck.h>
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/suspend.h>
 #include <linux/pagevec.h>
@@ -546,6 +547,8 @@ static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)
        int i;
        int bad = 0;
 
+       kmemcheck_free_shadow(page, order);
+
        for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)
                bad += free_pages_check(page + i);
        if (bad)
@@ -994,6 +997,8 @@ static void free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)
        struct per_cpu_pages *pcp;
        unsigned long flags;
 
+       kmemcheck_free_shadow(page, 0);
+
        if (PageAnon(page))
                page->mapping = NULL;
        if (free_pages_check(page))
@@ -1047,6 +1052,16 @@ void split_page(struct page *page, unsigned int order)
 
        VM_BUG_ON(PageCompound(page));
        VM_BUG_ON(!page_count(page));
+
+#ifdef CONFIG_KMEMCHECK
+       /*
+        * Split shadow pages too, because free(page[0]) would
+        * otherwise free the whole shadow.
+        */
+       if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
+               split_page(virt_to_page(page[0].shadow), order);
+#endif
+
        for (i = 1; i < (1 << order); i++)
                set_page_refcounted(page + i);
 }
@@ -1667,7 +1682,10 @@ nopage:
                dump_stack();
                show_mem();
        }
+       return page;
 got_pg:
+       if (kmemcheck_enabled)
+               kmemcheck_pagealloc_alloc(page, order, gfp_mask);
        return page;
 }
 EXPORT_SYMBOL(__alloc_pages_internal);
index 95b6c5e..6a1ad0b 100644 (file)
--- a/mm/slab.c
+++ b/mm/slab.c
@@ -1612,7 +1612,7 @@ static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
        if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
                flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
 
-       page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
+       page = alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
        if (!page)
                return NULL;
 
@@ -1626,8 +1626,14 @@ static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
        for (i = 0; i < nr_pages; i++)
                __SetPageSlab(page + i);
 
-       if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK))
-               kmemcheck_alloc_shadow(cachep, flags, nodeid, page, cachep->gfporder);
+       if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
+               kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
+
+               if (cachep->ctor)
+                       kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
+               else
+                       kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
+       }
 
        return page_address(page);
 }
@@ -1641,8 +1647,7 @@ static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
        struct page *page = virt_to_page(addr);
        const unsigned long nr_freed = i;
 
-       if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
-               kmemcheck_free_shadow(cachep, page, cachep->gfporder);
+       kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
 
        if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
                sub_zone_page_state(page_zone(page),
index 1cebaa7..898fb50 100644 (file)
--- a/mm/slub.c
+++ b/mm/slub.c
@@ -1066,6 +1066,8 @@ static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
 {
        int order = oo_order(oo);
 
+       flags |= __GFP_NOTRACK;
+
        if (node == -1)
                return alloc_pages(flags, order);
        else
@@ -1097,7 +1099,18 @@ static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
        if (kmemcheck_enabled
                && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS)))
        {
-               kmemcheck_alloc_shadow(s, flags, node, page, compound_order(page));
+               int pages = 1 << oo_order(oo);
+
+               kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
+
+               /*
+                * Objects from caches that have a constructor don't get
+                * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
+                */
+               if (s->ctor)
+                       kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
+               else
+                       kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
        }
 
        page->objects = oo_objects(oo);
@@ -1173,8 +1186,7 @@ static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
                __ClearPageSlubDebug(page);
        }
 
-       if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
-               kmemcheck_free_shadow(s, page, compound_order(page));
+       kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
 
        mod_zone_page_state(page_zone(page),
                (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
@@ -2734,9 +2746,10 @@ EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
 
 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
 {
-       struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
-                                               get_order(size));
+       struct page *page;
 
+       flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
+       page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
        if (page)
                return page_address(page);
        else