drivers/staging/android/ashmem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /* mm/ashmem.c
   3  *
   4  * Anonymous Shared Memory Subsystem, ashmem
   5  *
   6  * Copyright (C) 2008 Google, Inc.
   7  *
   8  * Robert Love <[email protected]>
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) "ashmem: " fmt
  12
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/file.h>
  16 #include <linux/fs.h>
  17 #include <linux/falloc.h>
  18 #include <linux/miscdevice.h>
  19 #include <linux/security.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/mman.h>
  22 #include <linux/uaccess.h>
  23 #include <linux/personality.h>
  24 #include <linux/bitops.h>
  25 #include <linux/mutex.h>
  26 #include <linux/shmem_fs.h>
  27 #include "ashmem.h"
  28
  29 #define ASHMEM_NAME_PREFIX "dev/ashmem/"
  30 #define ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN (sizeof(ASHMEM_NAME_PREFIX) - 1)
  31 #define ASHMEM_FULL_NAME_LEN (ASHMEM_NAME_LEN + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN)
  32
  33 /**
  34  * struct ashmem_area - The anonymous shared memory area
  35  * @name:               The optional name in /proc/pid/maps
  36  * @unpinned_list:      The list of all ashmem areas
  37  * @file:               The shmem-based backing file
  38  * @size:               The size of the mapping, in bytes
  39  * @prot_mask:          The allowed protection bits, as vm_flags
  40  *
  41  * The lifecycle of this structure is from our parent file's open() until
  42  * its release(). It is also protected by 'ashmem_mutex'
  43  *
  44  * Warning: Mappings do NOT pin this structure; It dies on close()
  45  */
  46 struct ashmem_area {
  47         char name[ASHMEM_FULL_NAME_LEN];
  48         struct list_head unpinned_list;
  49         struct file *file;
  50         size_t size;
  51         unsigned long prot_mask;
  52 };
  53
  54 /**
  55  * struct ashmem_range - A range of unpinned/evictable pages
  56  * @lru:                 The entry in the LRU list
  57  * @unpinned:            The entry in its area's unpinned list
  58  * @asma:                The associated anonymous shared memory area.
  59  * @pgstart:             The starting page (inclusive)
  60  * @pgend:               The ending page (inclusive)
  61  * @purged:              The purge status (ASHMEM_NOT or ASHMEM_WAS_PURGED)
  62  *
  63  * The lifecycle of this structure is from unpin to pin.
  64  * It is protected by 'ashmem_mutex'
  65  */
  66 struct ashmem_range {
  67         struct list_head lru;
  68         struct list_head unpinned;
  69         struct ashmem_area *asma;
  70         size_t pgstart;
  71         size_t pgend;
  72         unsigned int purged;
  73 };
  74
  75 /* LRU list of unpinned pages, protected by ashmem_mutex */
  76 static LIST_HEAD(ashmem_lru_list);
  77
  78 /*
  79  * long lru_count - The count of pages on our LRU list.
  80  *
  81  * This is protected by ashmem_mutex.
  82  */
  83 static unsigned long lru_count;
  84
  85 /*
  86  * ashmem_mutex - protects the list of and each individual ashmem_area
  87  *
  88  * Lock Ordering: ashmex_mutex -> i_mutex -> i_alloc_sem
  89  */
  90 static DEFINE_MUTEX(ashmem_mutex);
  91
  92 static struct kmem_cache *ashmem_area_cachep __read_mostly;
  93 static struct kmem_cache *ashmem_range_cachep __read_mostly;
  94
  95 static inline unsigned long range_size(struct ashmem_range *range)
  96 {
  97         return range->pgend - range->pgstart + 1;
  98 }
  99
 100 static inline bool range_on_lru(struct ashmem_range *range)
 101 {
 102         return range->purged == ASHMEM_NOT_PURGED;
 103 }
 104
 105 static inline bool page_range_subsumes_range(struct ashmem_range *range,
 106                                              size_t start, size_t end)
 107 {
 108         return (range->pgstart >= start) && (range->pgend <= end);
 109 }
 110
 111 static inline bool page_range_subsumed_by_range(struct ashmem_range *range,
 112                                                 size_t start, size_t end)
 113 {
 114         return (range->pgstart <= start) && (range->pgend >= end);
 115 }
 116
 117 static inline bool page_in_range(struct ashmem_range *range, size_t page)
 118 {
 119         return (range->pgstart <= page) && (range->pgend >= page);
 120 }
 121
 122 static inline bool page_range_in_range(struct ashmem_range *range,
 123                                        size_t start, size_t end)
 124 {
 125         return page_in_range(range, start) || page_in_range(range, end) ||
 126                 page_range_subsumes_range(range, start, end);
 127 }
 128
 129 static inline bool range_before_page(struct ashmem_range *range, size_t page)
 130 {
 131         return range->pgend < page;
 132 }
 133
 134 #define PROT_MASK               (PROT_EXEC | PROT_READ | PROT_WRITE)
 135
 136 /**
 137  * lru_add() - Adds a range of memory to the LRU list
 138  * @range:     The memory range being added.
 139  *
 140  * The range is first added to the end (tail) of the LRU list.
 141  * After this, the size of the range is added to @lru_count
 142  */
 143 static inline void lru_add(struct ashmem_range *range)
 144 {
 145         list_add_tail(&range->lru, &ashmem_lru_list);
 146         lru_count += range_size(range);
 147 }
 148
 149 /**
 150  * lru_del() - Removes a range of memory from the LRU list
 151  * @range:     The memory range being removed
 152  *
 153  * The range is first deleted from the LRU list.
 154  * After this, the size of the range is removed from @lru_count
 155  */
 156 static inline void lru_del(struct ashmem_range *range)
 157 {
 158         list_del(&range->lru);
 159         lru_count -= range_size(range);
 160 }
 161
 162 /**
 163  * range_alloc() - Allocates and initializes a new ashmem_range structure
 164  * @asma:          The associated ashmem_area
 165  * @prev_range:    The previous ashmem_range in the sorted asma->unpinned list
 166  * @purged:        Initial purge status (ASMEM_NOT_PURGED or ASHMEM_WAS_PURGED)
 167  * @start:         The starting page (inclusive)
 168  * @end:           The ending page (inclusive)
 169  *
 170  * This function is protected by ashmem_mutex.
 171  *
 172  * Return: 0 if successful, or -ENOMEM if there is an error
 173  */
 174 static int range_alloc(struct ashmem_area *asma,
 175                        struct ashmem_range *prev_range, unsigned int purged,
 176                        size_t start, size_t end)
 177 {
 178         struct ashmem_range *range;
 179
 180         range = kmem_cache_zalloc(ashmem_range_cachep, GFP_KERNEL);
 181         if (!range)
 182                 return -ENOMEM;
 183
 184         range->asma = asma;
 185         range->pgstart = start;
 186         range->pgend = end;
 187         range->purged = purged;
 188
 189         list_add_tail(&range->unpinned, &prev_range->unpinned);
 190
 191         if (range_on_lru(range))
 192                 lru_add(range);
 193
 194         return 0;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * range_del() - Deletes and deallocates an ashmem_range structure
 199  * @range:       The associated ashmem_range that has previously been allocated
 200  */
 201 static void range_del(struct ashmem_range *range)
 202 {
 203         list_del(&range->unpinned);
 204         if (range_on_lru(range))
 205                 lru_del(range);
 206         kmem_cache_free(ashmem_range_cachep, range);
 207 }
 208
 209 /**
 210  * range_shrink() - Shrinks an ashmem_range
 211  * @range:          The associated ashmem_range being shrunk
 212  * @start:          The starting byte of the new range
 213  * @end:            The ending byte of the new range
 214  *
 215  * This does not modify the data inside the existing range in any way - It
 216  * simply shrinks the boundaries of the range.
 217  *
 218  * Theoretically, with a little tweaking, this could eventually be changed
 219  * to range_resize, and expand the lru_count if the new range is larger.
 220  */
 221 static inline void range_shrink(struct ashmem_range *range,
 222                                 size_t start, size_t end)
 223 {
 224         size_t pre = range_size(range);
 225
 226         range->pgstart = start;
 227         range->pgend = end;
 228
 229         if (range_on_lru(range))
 230                 lru_count -= pre - range_size(range);
 231 }
 232
 233 /**
 234  * ashmem_open() - Opens an Anonymous Shared Memory structure
 235  * @inode:         The backing file's index node(?)
 236  * @file:          The backing file
 237  *
 238  * Please note that the ashmem_area is not returned by this function - It is
 239  * instead written to "file->private_data".
 240  *
 241  * Return: 0 if successful, or another code if unsuccessful.
 242  */
 243 static int ashmem_open(struct inode *inode, struct file *file)
 244 {
 245         struct ashmem_area *asma;
 246         int ret;
 247
 248         ret = generic_file_open(inode, file);
 249         if (ret)
 250                 return ret;
 251
 252         asma = kmem_cache_zalloc(ashmem_area_cachep, GFP_KERNEL);
 253         if (!asma)
 254                 return -ENOMEM;
 255
 256         INIT_LIST_HEAD(&asma->unpinned_list);
 257         memcpy(asma->name, ASHMEM_NAME_PREFIX, ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN);
 258         asma->prot_mask = PROT_MASK;
 259         file->private_data = asma;
 260
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 /**
 265  * ashmem_release() - Releases an Anonymous Shared Memory structure
 266  * @ignored:          The backing file's Index Node(?) - It is ignored here.
 267  * @file:             The backing file
 268  *
 269  * Return: 0 if successful. If it is anything else, go have a coffee and
 270  * try again.
 271  */
 272 static int ashmem_release(struct inode *ignored, struct file *file)
 273 {
 274         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 275         struct ashmem_range *range, *next;
 276
 277         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 278         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned)
 279                 range_del(range);
 280         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 281
 282         if (asma->file)
 283                 fput(asma->file);
 284         kmem_cache_free(ashmem_area_cachep, asma);
 285
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 static ssize_t ashmem_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 290 {
 291         struct ashmem_area *asma = iocb->ki_filp->private_data;
 292         int ret = 0;
 293
 294         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 295
 296         /* If size is not set, or set to 0, always return EOF. */
 297         if (asma->size == 0)
 298                 goto out_unlock;
 299
 300         if (!asma->file) {
 301                 ret = -EBADF;
 302                 goto out_unlock;
 303         }
 304
 305         /*
 306          * asma and asma->file are used outside the lock here.  We assume
 307          * once asma->file is set it will never be changed, and will not
 308          * be destroyed until all references to the file are dropped and
 309          * ashmem_release is called.
 310          */
 311         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 312         ret = vfs_iter_read(asma->file, iter, &iocb->ki_pos, 0);
 313         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 314         if (ret > 0)
 315                 asma->file->f_pos = iocb->ki_pos;
 316 out_unlock:
 317         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 318         return ret;
 319 }
 320
 321 static loff_t ashmem_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 322 {
 323         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 324         loff_t ret;
 325
 326         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 327
 328         if (asma->size == 0) {
 329                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 330                 return -EINVAL;
 331         }
 332
 333         if (!asma->file) {
 334                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 335                 return -EBADF;
 336         }
 337
 338         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 339
 340         ret = vfs_llseek(asma->file, offset, origin);
 341         if (ret < 0)
 342                 return ret;
 343
 344         /** Copy f_pos from backing file, since f_ops->llseek() sets it */
 345         file->f_pos = asma->file->f_pos;
 346         return ret;
 347 }
 348
 349 static inline vm_flags_t calc_vm_may_flags(unsigned long prot)
 350 {
 351         return _calc_vm_trans(prot, PROT_READ,  VM_MAYREAD) |
 352                _calc_vm_trans(prot, PROT_WRITE, VM_MAYWRITE) |
 353                _calc_vm_trans(prot, PROT_EXEC,  VM_MAYEXEC);
 354 }
 355
 356 static int ashmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 357 {
 358         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 359         int ret = 0;
 360
 361         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 362
 363         /* user needs to SET_SIZE before mapping */
 364         if (!asma->size) {
 365                 ret = -EINVAL;
 366                 goto out;
 367         }
 368
 369         /* requested mapping size larger than object size */
 370         if (vma->vm_end - vma->vm_start > PAGE_ALIGN(asma->size)) {
 371                 ret = -EINVAL;
 372                 goto out;
 373         }
 374
 375         /* requested protection bits must match our allowed protection mask */
 376         if ((vma->vm_flags & ~calc_vm_prot_bits(asma->prot_mask, 0)) &
 377             calc_vm_prot_bits(PROT_MASK, 0)) {
 378                 ret = -EPERM;
 379                 goto out;
 380         }
 381         vma->vm_flags &= ~calc_vm_may_flags(~asma->prot_mask);
 382
 383         if (!asma->file) {
 384                 char *name = ASHMEM_NAME_DEF;
 385                 struct file *vmfile;
 386
 387                 if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0')
 388                         name = asma->name;
 389
 390                 /* ... and allocate the backing shmem file */
 391                 vmfile = shmem_file_setup(name, asma->size, vma->vm_flags);
 392                 if (IS_ERR(vmfile)) {
 393                         ret = PTR_ERR(vmfile);
 394                         goto out;
 395                 }
 396                 vmfile->f_mode |= FMODE_LSEEK;
 397                 asma->file = vmfile;
 398         }
 399         get_file(asma->file);
 400
 401         /*
 402          * XXX - Reworked to use shmem_zero_setup() instead of
 403          * shmem_set_file while we're in staging. -jstultz
 404          */
 405         if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
 406                 ret = shmem_zero_setup(vma);
 407                 if (ret) {
 408                         fput(asma->file);
 409                         goto out;
 410                 }
 411         } else {
 412                 vma_set_anonymous(vma);
 413         }
 414
 415         if (vma->vm_file)
 416                 fput(vma->vm_file);
 417         vma->vm_file = asma->file;
 418
 419 out:
 420         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 421         return ret;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * ashmem_shrink - our cache shrinker, called from mm/vmscan.c
 426  *
 427  * 'nr_to_scan' is the number of objects to scan for freeing.
 428  *
 429  * 'gfp_mask' is the mask of the allocation that got us into this mess.
 430  *
 431  * Return value is the number of objects freed or -1 if we cannot
 432  * proceed without risk of deadlock (due to gfp_mask).
 433  *
 434  * We approximate LRU via least-recently-unpinned, jettisoning unpinned partial
 435  * chunks of ashmem regions LRU-wise one-at-a-time until we hit 'nr_to_scan'
 436  * pages freed.
 437  */
 438 static unsigned long
 439 ashmem_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 440 {
 441         struct ashmem_range *range, *next;
 442         unsigned long freed = 0;
 443
 444         /* We might recurse into filesystem code, so bail out if necessary */
 445         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_FS))
 446                 return SHRINK_STOP;
 447
 448         if (!mutex_trylock(&ashmem_mutex))
 449                 return -1;
 450
 451         list_for_each_entry_safe(range, next, &ashmem_lru_list, lru) {
 452                 loff_t start = range->pgstart * PAGE_SIZE;
 453                 loff_t end = (range->pgend + 1) * PAGE_SIZE;
 454
 455                 range->asma->file->f_op->fallocate(range->asma->file,
 456                                 FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
 457                                 start, end - start);
 458                 range->purged = ASHMEM_WAS_PURGED;
 459                 lru_del(range);
 460
 461                 freed += range_size(range);
 462                 if (--sc->nr_to_scan <= 0)
 463                         break;
 464         }
 465         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 466         return freed;
 467 }
 468
 469 static unsigned long
 470 ashmem_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 471 {
 472         /*
 473          * note that lru_count is count of pages on the lru, not a count of
 474          * objects on the list. This means the scan function needs to return the
 475          * number of pages freed, not the number of objects scanned.
 476          */
 477         return lru_count;
 478 }
 479
 480 static struct shrinker ashmem_shrinker = {
 481         .count_objects = ashmem_shrink_count,
 482         .scan_objects = ashmem_shrink_scan,
 483         /*
 484          * XXX (dchinner): I wish people would comment on why they need on
 485          * significant changes to the default value here
 486          */
 487         .seeks = DEFAULT_SEEKS * 4,
 488 };
 489
 490 static int set_prot_mask(struct ashmem_area *asma, unsigned long prot)
 491 {
 492         int ret = 0;
 493
 494         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 495
 496         /* the user can only remove, not add, protection bits */
 497         if ((asma->prot_mask & prot) != prot) {
 498                 ret = -EINVAL;
 499                 goto out;
 500         }
 501
 502         /* does the application expect PROT_READ to imply PROT_EXEC? */
 503         if ((prot & PROT_READ) && (current->personality & READ_IMPLIES_EXEC))
 504                 prot |= PROT_EXEC;
 505
 506         asma->prot_mask = prot;
 507
 508 out:
 509         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 510         return ret;
 511 }
 512
 513 static int set_name(struct ashmem_area *asma, void __user *name)
 514 {
 515         int len;
 516         int ret = 0;
 517         char local_name[ASHMEM_NAME_LEN];
 518
 519         /*
 520          * Holding the ashmem_mutex while doing a copy_from_user might cause
 521          * an data abort which would try to access mmap_sem. If another
 522          * thread has invoked ashmem_mmap then it will be holding the
 523          * semaphore and will be waiting for ashmem_mutex, there by leading to
 524          * deadlock. We'll release the mutex and take the name to a local
 525          * variable that does not need protection and later copy the local
 526          * variable to the structure member with lock held.
 527          */
 528         len = strncpy_from_user(local_name, name, ASHMEM_NAME_LEN);
 529         if (len < 0)
 530                 return len;
 531         if (len == ASHMEM_NAME_LEN)
 532                 local_name[ASHMEM_NAME_LEN - 1] = '\0';
 533         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 534         /* cannot change an existing mapping's name */
 535         if (asma->file)
 536                 ret = -EINVAL;
 537         else
 538                 strcpy(asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN, local_name);
 539
 540         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 541         return ret;
 542 }
 543
 544 static int get_name(struct ashmem_area *asma, void __user *name)
 545 {
 546         int ret = 0;
 547         size_t len;
 548         /*
 549          * Have a local variable to which we'll copy the content
 550          * from asma with the lock held. Later we can copy this to the user
 551          * space safely without holding any locks. So even if we proceed to
 552          * wait for mmap_sem, it won't lead to deadlock.
 553          */
 554         char local_name[ASHMEM_NAME_LEN];
 555
 556         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 557         if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0') {
 558                 /*
 559                  * Copying only `len', instead of ASHMEM_NAME_LEN, bytes
 560                  * prevents us from revealing one user's stack to another.
 561                  */
 562                 len = strlen(asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN) + 1;
 563                 memcpy(local_name, asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN, len);
 564         } else {
 565                 len = sizeof(ASHMEM_NAME_DEF);
 566                 memcpy(local_name, ASHMEM_NAME_DEF, len);
 567         }
 568         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 569
 570         /*
 571          * Now we are just copying from the stack variable to userland
 572          * No lock held
 573          */
 574         if (copy_to_user(name, local_name, len))
 575                 ret = -EFAULT;
 576         return ret;
 577 }
 578
 579 /*
 580  * ashmem_pin - pin the given ashmem region, returning whether it was
 581  * previously purged (ASHMEM_WAS_PURGED) or not (ASHMEM_NOT_PURGED).
 582  *
 583  * Caller must hold ashmem_mutex.
 584  */
 585 static int ashmem_pin(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart, size_t pgend)
 586 {
 587         struct ashmem_range *range, *next;
 588         int ret = ASHMEM_NOT_PURGED;
 589
 590         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 591                 /* moved past last applicable page; we can short circuit */
 592                 if (range_before_page(range, pgstart))
 593                         break;
 594
 595                 /*
 596                  * The user can ask us to pin pages that span multiple ranges,
 597                  * or to pin pages that aren't even unpinned, so this is messy.
 598                  *
 599                  * Four cases:
 600                  * 1. The requested range subsumes an existing range, so we
 601                  *    just remove the entire matching range.
 602                  * 2. The requested range overlaps the start of an existing
 603                  *    range, so we just update that range.
 604                  * 3. The requested range overlaps the end of an existing
 605                  *    range, so we just update that range.
 606                  * 4. The requested range punches a hole in an existing range,
 607                  *    so we have to update one side of the range and then
 608                  *    create a new range for the other side.
 609                  */
 610                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 611                         ret |= range->purged;
 612
 613                         /* Case #1: Easy. Just nuke the whole thing. */
 614                         if (page_range_subsumes_range(range, pgstart, pgend)) {
 615                                 range_del(range);
 616                                 continue;
 617                         }
 618
 619                         /* Case #2: We overlap from the start, so adjust it */
 620                         if (range->pgstart >= pgstart) {
 621                                 range_shrink(range, pgend + 1, range->pgend);
 622                                 continue;
 623                         }
 624
 625                         /* Case #3: We overlap from the rear, so adjust it */
 626                         if (range->pgend <= pgend) {
 627                                 range_shrink(range, range->pgstart,
 628                                              pgstart - 1);
 629                                 continue;
 630                         }
 631
 632                         /*
 633                          * Case #4: We eat a chunk out of the middle. A bit
 634                          * more complicated, we allocate a new range for the
 635                          * second half and adjust the first chunk's endpoint.
 636                          */
 637                         range_alloc(asma, range, range->purged,
 638                                     pgend + 1, range->pgend);
 639                         range_shrink(range, range->pgstart, pgstart - 1);
 640                         break;
 641                 }
 642         }
 643
 644         return ret;
 645 }
 646
 647 /*
 648  * ashmem_unpin - unpin the given range of pages. Returns zero on success.
 649  *
 650  * Caller must hold ashmem_mutex.
 651  */
 652 static int ashmem_unpin(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart, size_t pgend)
 653 {
 654         struct ashmem_range *range, *next;
 655         unsigned int purged = ASHMEM_NOT_PURGED;
 656
 657 restart:
 658         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 659                 /* short circuit: this is our insertion point */
 660                 if (range_before_page(range, pgstart))
 661                         break;
 662
 663                 /*
 664                  * The user can ask us to unpin pages that are already entirely
 665                  * or partially pinned. We handle those two cases here.
 666                  */
 667                 if (page_range_subsumed_by_range(range, pgstart, pgend))
 668                         return 0;
 669                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 670                         pgstart = min(range->pgstart, pgstart);
 671                         pgend = max(range->pgend, pgend);
 672                         purged |= range->purged;
 673                         range_del(range);
 674                         goto restart;
 675                 }
 676         }
 677
 678         return range_alloc(asma, range, purged, pgstart, pgend);
 679 }
 680
 681 /*
 682  * ashmem_get_pin_status - Returns ASHMEM_IS_UNPINNED if _any_ pages in the
 683  * given interval are unpinned and ASHMEM_IS_PINNED otherwise.
 684  *
 685  * Caller must hold ashmem_mutex.
 686  */
 687 static int ashmem_get_pin_status(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart,
 688                                  size_t pgend)
 689 {
 690         struct ashmem_range *range;
 691         int ret = ASHMEM_IS_PINNED;
 692
 693         list_for_each_entry(range, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 694                 if (range_before_page(range, pgstart))
 695                         break;
 696                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 697                         ret = ASHMEM_IS_UNPINNED;
 698                         break;
 699                 }
 700         }
 701
 702         return ret;
 703 }
 704
 705 static int ashmem_pin_unpin(struct ashmem_area *asma, unsigned long cmd,
 706                             void __user *p)
 707 {
 708         struct ashmem_pin pin;
 709         size_t pgstart, pgend;
 710         int ret = -EINVAL;
 711
 712         if (copy_from_user(&pin, p, sizeof(pin)))
 713                 return -EFAULT;
 714
 715         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 716
 717         if (!asma->file)
 718                 goto out_unlock;
 719
 720         /* per custom, you can pass zero for len to mean "everything onward" */
 721         if (!pin.len)
 722                 pin.len = PAGE_ALIGN(asma->size) - pin.offset;
 723
 724         if ((pin.offset | pin.len) & ~PAGE_MASK)
 725                 goto out_unlock;
 726
 727         if (((__u32)-1) - pin.offset < pin.len)
 728                 goto out_unlock;
 729
 730         if (PAGE_ALIGN(asma->size) < pin.offset + pin.len)
 731                 goto out_unlock;
 732
 733         pgstart = pin.offset / PAGE_SIZE;
 734         pgend = pgstart + (pin.len / PAGE_SIZE) - 1;
 735
 736         switch (cmd) {
 737         case ASHMEM_PIN:
 738                 ret = ashmem_pin(asma, pgstart, pgend);
 739                 break;
 740         case ASHMEM_UNPIN:
 741                 ret = ashmem_unpin(asma, pgstart, pgend);
 742                 break;
 743         case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
 744                 ret = ashmem_get_pin_status(asma, pgstart, pgend);
 745                 break;
 746         }
 747
 748 out_unlock:
 749         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 750
 751         return ret;
 752 }
 753
 754 static long ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 755 {
 756         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 757         long ret = -ENOTTY;
 758
 759         switch (cmd) {
 760         case ASHMEM_SET_NAME:
 761                 ret = set_name(asma, (void __user *)arg);
 762                 break;
 763         case ASHMEM_GET_NAME:
 764                 ret = get_name(asma, (void __user *)arg);
 765                 break;
 766         case ASHMEM_SET_SIZE:
 767                 ret = -EINVAL;
 768                 mutex_lock(&ashmem_mutex);
 769                 if (!asma->file) {
 770                         ret = 0;
 771                         asma->size = (size_t)arg;
 772                 }
 773                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 774                 break;
 775         case ASHMEM_GET_SIZE:
 776                 ret = asma->size;
 777                 break;
 778         case ASHMEM_SET_PROT_MASK:
 779                 ret = set_prot_mask(asma, arg);
 780                 break;
 781         case ASHMEM_GET_PROT_MASK:
 782                 ret = asma->prot_mask;
 783                 break;
 784         case ASHMEM_PIN:
 785         case ASHMEM_UNPIN:
 786         case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
 787                 ret = ashmem_pin_unpin(asma, cmd, (void __user *)arg);
 788                 break;
 789         case ASHMEM_PURGE_ALL_CACHES:
 790                 ret = -EPERM;
 791                 if (capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 792                         struct shrink_control sc = {
 793                                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
 794                                 .nr_to_scan = LONG_MAX,
 795                         };
 796                         ret = ashmem_shrink_count(&ashmem_shrinker, &sc);
 797                         ashmem_shrink_scan(&ashmem_shrinker, &sc);
 798                 }
 799                 break;
 800         }
 801
 802         return ret;
 803 }
 804
 805 /* support of 32bit userspace on 64bit platforms */
 806 #ifdef CONFIG_COMPAT
 807 static long compat_ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
 808                                 unsigned long arg)
 809 {
 810         switch (cmd) {
 811         case COMPAT_ASHMEM_SET_SIZE:
 812                 cmd = ASHMEM_SET_SIZE;
 813                 break;
 814         case COMPAT_ASHMEM_SET_PROT_MASK:
 815                 cmd = ASHMEM_SET_PROT_MASK;
 816                 break;
 817         }
 818         return ashmem_ioctl(file, cmd, arg);
 819 }
 820 #endif
 821 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 822 static void ashmem_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *file)
 823 {
 824         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 825
 826         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 827
 828         if (asma->file)
 829                 seq_printf(m, "inode:\t%ld\n", file_inode(asma->file)->i_ino);
 830
 831         if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0')
 832                 seq_printf(m, "name:\t%s\n",
 833                            asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN);
 834
 835         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 836 }
 837 #endif
 838 static const struct file_operations ashmem_fops = {
 839         .owner = THIS_MODULE,
 840         .open = ashmem_open,
 841         .release = ashmem_release,
 842         .read_iter = ashmem_read_iter,
 843         .llseek = ashmem_llseek,
 844         .mmap = ashmem_mmap,
 845         .unlocked_ioctl = ashmem_ioctl,
 846 #ifdef CONFIG_COMPAT
 847         .compat_ioctl = compat_ashmem_ioctl,
 848 #endif
 849 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 850         .show_fdinfo = ashmem_show_fdinfo,
 851 #endif
 852 };
 853
 854 static struct miscdevice ashmem_misc = {
 855         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 856         .name = "ashmem",
 857         .fops = &ashmem_fops,
 858 };
 859
 860 static int __init ashmem_init(void)
 861 {
 862         int ret = -ENOMEM;
 863
 864         ashmem_area_cachep = kmem_cache_create("ashmem_area_cache",
 865                                                sizeof(struct ashmem_area),
 866                                                0, 0, NULL);
 867         if (!ashmem_area_cachep) {
 868                 pr_err("failed to create slab cache\n");
 869                 goto out;
 870         }
 871
 872         ashmem_range_cachep = kmem_cache_create("ashmem_range_cache",
 873                                                 sizeof(struct ashmem_range),
 874                                                 0, 0, NULL);
 875         if (!ashmem_range_cachep) {
 876                 pr_err("failed to create slab cache\n");
 877                 goto out_free1;
 878         }
 879
 880         ret = misc_register(&ashmem_misc);
 881         if (ret) {
 882                 pr_err("failed to register misc device!\n");
 883                 goto out_free2;
 884         }
 885
 886         ret = register_shrinker(&ashmem_shrinker);
 887         if (ret) {
 888                 pr_err("failed to register shrinker!\n");
 889                 goto out_demisc;
 890         }
 891
 892         pr_info("initialized\n");
 893
 894         return 0;
 895
 896 out_demisc:
 897         misc_deregister(&ashmem_misc);
 898 out_free2:
 899         kmem_cache_destroy(ashmem_range_cachep);
 900 out_free1:
 901         kmem_cache_destroy(ashmem_area_cachep);
 902 out:
 903         return ret;
 904 }
 905 device_initcall(ashmem_init);