xref: /wlan-dirver/qca-wifi-host-cmn/qdf/src/qdf_talloc.c (revision 8b3dca18206e1a0461492f082fa6e270b092c035)
1 /*
2  * Copyright (c) 2018, 2021 The Linux Foundation. All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2022 Qualcomm Innovation Center, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for
6  * any purpose with or without fee is hereby granted, provided that the
7  * above copyright notice and this permission notice appear in all
8  * copies.
9  *
10  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL
11  * WARRANTIES WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED
12  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE
13  * AUTHOR BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL
14  * DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR
15  * PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER
16  * TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR
17  * PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
18  */
19 
20 /**
21  * DOC: qdf_talloc.c
22  *
23  * OS-independent talloc implementation
24  */
25 
26 #ifdef WLAN_TALLOC_DEBUG
27 
28 #include "i_qdf_talloc.h"
29 #include "qdf_hashtable.h"
30 #include "qdf_list.h"
31 #include "qdf_mc_timer.h"
32 #include "qdf_mem.h"
33 #include "qdf_module.h"
34 #include "qdf_status.h"
35 #include "qdf_str.h"
36 #include "qdf_talloc.h"
37 
38 #define QDF_TALLOC_MAX_BYTES __page_size
39 #define QDF_TALLOC_SLEEP_TIMEOUT_MS 300
40 #define QDF_TALLOC_FUNC_NAME_SIZE 48
41 #define QDF_TALLOC_HT_BITS 8 /* 256 buckets */
42 
43 static void
44 __qdf_talloc_log_nomem(const size_t size, const char *func, const uint16_t line)
45 {
46 	qdf_nofl_info("Failed to alloc %zuB; via %s():%d", size, func, line);
47 }
48 
49 static void *
50 __qdf_zalloc_auto(const size_t size, const char *func, const uint16_t line)
51 {
52 	unsigned long start, duration;
53 	void *ptr;
54 
55 	start = qdf_mc_timer_get_system_time();
56 	ptr = __zalloc_auto(size);
57 	duration = qdf_mc_timer_get_system_time() - start;
58 
59 	if (duration > QDF_TALLOC_SLEEP_TIMEOUT_MS)
60 		qdf_nofl_info("Alloc slept; %lums, %zuB; via %s():%d",
61 			      duration, size, func, line);
62 
63 	if (!ptr) {
64 		__qdf_talloc_log_nomem(size, func, line);
65 		return NULL;
66 	}
67 
68 	qdf_mem_kmalloc_inc(__qdf_alloc_size(ptr));
69 
70 	return ptr;
71 }
72 
73 static void *
74 __qdf_zalloc_atomic(const size_t size, const char *func, const uint16_t line)
75 {
76 	void *ptr;
77 
78 	ptr = __zalloc_atomic(size);
79 	if (!ptr) {
80 		__qdf_talloc_log_nomem(size, func, line);
81 		return NULL;
82 	}
83 
84 	qdf_mem_kmalloc_inc(__qdf_alloc_size(ptr));
85 
86 	return ptr;
87 }
88 
89 static void __qdf_free(const void *ptr)
90 {
91 	qdf_mem_kmalloc_dec(__qdf_alloc_size(ptr));
92 
93 	__free(ptr);
94 }
95 
96 static qdf_ht_declare(__qdf_talloc_meta_ht, QDF_TALLOC_HT_BITS);
97 static qdf_spinlock_t __qdf_talloc_meta_lock;
98 
99 /**
100  * struct qdf_talloc_parent_meta - parent/children metadata for memory tracking
101  * @entry: entry for membership in the parent hashtable
102  * @children: list of associated children
103  */
104 struct qdf_talloc_parent_meta {
105 	struct qdf_ht_entry entry;
106 	uintptr_t key;
107 	qdf_list_t children;
108 };
109 
110 static struct qdf_talloc_parent_meta *
111 qdf_talloc_parent_meta_alloc(const void *parent,
112 			     const char *func, const uint16_t line)
113 {
114 	struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta;
115 
116 	pmeta = __qdf_zalloc_atomic(sizeof(*pmeta), func, line);
117 	if (!pmeta)
118 		return NULL;
119 
120 	pmeta->key = (uintptr_t)parent;
121 	qdf_list_create(&pmeta->children, 0);
122 	qdf_ht_add(__qdf_talloc_meta_ht, &pmeta->entry, pmeta->key);
123 
124 	return pmeta;
125 }
126 
127 static void qdf_talloc_parent_meta_free(struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta)
128 {
129 	qdf_ht_remove(&pmeta->entry);
130 	qdf_list_destroy(&pmeta->children);
131 	__free(pmeta);
132 }
133 
134 static struct qdf_talloc_parent_meta *
135 qdf_talloc_parent_meta_lookup(const void *parent)
136 {
137 	struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta;
138 	uintptr_t key = (uintptr_t)parent;
139 
140 	qdf_ht_get(__qdf_talloc_meta_ht, pmeta, entry, key, key);
141 
142 	return pmeta;
143 }
144 
145 /**
146  * struct qdf_talloc_child_meta - talloc child debug information
147  * @parent: parent pointer used during allocation for leak tracking
148  * @node: list node for membership in @parent's children list
149  * @func: name of the function that requested the allocation
150  * @line: line number of the call site in @func
151  * @size: size of the allocation in bytes
152  */
153 struct qdf_talloc_child_meta {
154 	const void *parent;
155 	qdf_list_node_t node;
156 	char func[QDF_TALLOC_FUNC_NAME_SIZE];
157 	uint16_t line;
158 	uint32_t size;
159 	uint32_t guard;
160 };
161 
162 /**
163  * struct qdf_talloc_header - talloc debug header information
164  * @meta: child allocation metadata
165  * @guard: a known value, used to detect out-of-bounds access
166  */
167 struct qdf_talloc_header {
168 	struct qdf_talloc_child_meta meta;
169 	uint32_t guard;
170 };
171 
172 /**
173  * struct qdf_talloc_trailer - talloc debug trailer information
174  * @guard: a known value, used to detect out-of-bounds access
175  */
176 struct qdf_talloc_trailer {
177 	uint32_t guard;
178 };
179 
180 static uint32_t QDF_TALLOC_GUARD = 0xaabbeeff;
181 
182 #define QDF_TALLOC_DEBUG_SIZE \
183 	(sizeof(struct qdf_talloc_header) + sizeof(struct qdf_talloc_trailer))
184 
185 static struct qdf_talloc_header *qdf_talloc_header(void *ptr)
186 {
187 	return (struct qdf_talloc_header *)ptr - 1;
188 }
189 
190 static void *qdf_talloc_ptr(struct qdf_talloc_header *header)
191 {
192 	return header + 1;
193 }
194 
195 static struct qdf_talloc_trailer *
196 qdf_talloc_trailer(struct qdf_talloc_header *header)
197 {
198 	void *ptr = qdf_talloc_ptr(header);
199 	size_t size = header->meta.size;
200 
201 	return (struct qdf_talloc_trailer *)((uint8_t *)ptr + size);
202 }
203 
204 static void qdf_talloc_meta_init(struct qdf_talloc_header *header,
205 				 const void *parent, const size_t size,
206 				 const char *func, const uint16_t line)
207 {
208 	struct qdf_talloc_trailer *trailer;
209 
210 	/* copy the function name to support multi-*.ko configurations */
211 	qdf_str_lcopy(header->meta.func, func, sizeof(header->meta.func));
212 	header->meta.parent = parent;
213 	header->meta.line = line;
214 	header->meta.size = size;
215 	header->guard = QDF_TALLOC_GUARD;
216 
217 	trailer = qdf_talloc_trailer(header);
218 	trailer->guard = QDF_TALLOC_GUARD;
219 }
220 
221 static bool qdf_talloc_meta_assert_valid(struct qdf_talloc_header *header,
222 					 const char *func, const uint16_t line)
223 {
224 	struct qdf_talloc_trailer *trailer = qdf_talloc_trailer(header);
225 	bool is_valid = true;
226 
227 	if (header->guard != QDF_TALLOC_GUARD) {
228 		qdf_nofl_alert("Corrupted header guard 0x%x (expected 0x%x)",
229 			       header->guard, QDF_TALLOC_GUARD);
230 		is_valid = false;
231 	}
232 
233 	if (header->meta.size > QDF_TALLOC_MAX_BYTES) {
234 		qdf_nofl_alert("Corrupted allocation size %u (expected <= %zu)",
235 			       header->meta.size, QDF_TALLOC_MAX_BYTES);
236 		is_valid = false;
237 	}
238 
239 	if (!qdf_list_node_in_any_list(&header->meta.node)) {
240 		qdf_nofl_alert("Corrupted header node or double free");
241 		is_valid = false;
242 	}
243 
244 	if (trailer->guard != QDF_TALLOC_GUARD) {
245 		qdf_nofl_alert("Corrupted trailer guard 0x%x (expected 0x%x)",
246 			       trailer->guard, QDF_TALLOC_GUARD);
247 		is_valid = false;
248 	}
249 
250 	if (!is_valid)
251 		QDF_DEBUG_PANIC("Fatal memory error detected @ %s():%d",
252 				func, line);
253 
254 	return is_valid;
255 }
256 
257 static void qdf_leaks_print_header(void)
258 {
259 	qdf_nofl_alert("-----------------------------------------------------");
260 	qdf_nofl_alert(" size      function():line");
261 	qdf_nofl_alert("-----------------------------------------------------");
262 }
263 
264 static uint32_t qdf_leaks_print(const struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta)
265 {
266 	struct qdf_talloc_child_meta *cmeta;
267 	uint32_t count = 0;
268 
269 	qdf_list_for_each(&pmeta->children, cmeta, node) {
270 		qdf_nofl_alert("%6uB @ %s():%u",
271 			       cmeta->size, cmeta->func, cmeta->line);
272 		count++;
273 	}
274 
275 	return count;
276 }
277 
278 #define qdf_leaks_panic(count, func, line) \
279 	QDF_DEBUG_PANIC("%u fatal memory leaks detected @ %s():%u", \
280 			count, func, line)
281 
282 QDF_STATUS qdf_talloc_feature_init(void)
283 {
284 	qdf_spinlock_create(&__qdf_talloc_meta_lock);
285 	qdf_ht_init(__qdf_talloc_meta_ht);
286 
287 	return QDF_STATUS_SUCCESS;
288 }
289 qdf_export_symbol(qdf_talloc_feature_init);
290 
291 void qdf_talloc_feature_deinit(void)
292 {
293 	qdf_spin_lock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
294 
295 	if (!qdf_ht_empty(__qdf_talloc_meta_ht)) {
296 		struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta;
297 		uint32_t count = 0;
298 		int i;
299 
300 		qdf_leaks_print_header();
301 
302 		qdf_ht_for_each(__qdf_talloc_meta_ht, i, pmeta, entry)
303 			count += qdf_leaks_print(pmeta);
304 
305 		qdf_leaks_panic(count, __func__, __LINE__);
306 	}
307 
308 	qdf_spin_unlock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
309 
310 	qdf_ht_deinit(__qdf_talloc_meta_ht);
311 	qdf_spinlock_destroy(&__qdf_talloc_meta_lock);
312 }
313 qdf_export_symbol(qdf_talloc_feature_deinit);
314 
315 static QDF_STATUS qdf_talloc_meta_insert(struct qdf_talloc_header *header,
316 					 const char *func, const uint16_t line)
317 {
318 	struct qdf_talloc_child_meta *cmeta = &header->meta;
319 	struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta;
320 
321 	pmeta = qdf_talloc_parent_meta_lookup(cmeta->parent);
322 	if (!pmeta)
323 		pmeta = qdf_talloc_parent_meta_alloc(cmeta->parent, func, line);
324 	if (!pmeta)
325 		return QDF_STATUS_E_NOMEM;
326 
327 	qdf_list_insert_back(&pmeta->children, &cmeta->node);
328 
329 	return QDF_STATUS_SUCCESS;
330 }
331 
332 void *__qdf_talloc_fl(const void *parent, const size_t size,
333 		      const char *func, const uint16_t line)
334 {
335 	QDF_STATUS status;
336 	struct qdf_talloc_header *header;
337 
338 	QDF_BUG(parent);
339 	if (!parent)
340 		return NULL;
341 
342 	QDF_BUG(size <= QDF_TALLOC_MAX_BYTES);
343 	if (size > QDF_TALLOC_MAX_BYTES)
344 		return NULL;
345 
346 	header = __qdf_zalloc_auto(size + QDF_TALLOC_DEBUG_SIZE, func, line);
347 	if (!header)
348 		return NULL;
349 
350 	qdf_talloc_meta_init(header, parent, size, func, line);
351 
352 	qdf_spin_lock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
353 	status = qdf_talloc_meta_insert(header, func, line);
354 	qdf_spin_unlock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
355 
356 	if (QDF_IS_STATUS_ERROR(status)) {
357 		__qdf_free(header);
358 		return NULL;
359 	}
360 
361 	return qdf_talloc_ptr(header);
362 }
363 qdf_export_symbol(__qdf_talloc_fl);
364 
365 static void
366 __qdf_talloc_assert_no_children(const void *parent,
367 				const char *func, const uint16_t line)
368 {
369 	struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta;
370 	uint32_t count;
371 
372 	pmeta = qdf_talloc_parent_meta_lookup(parent);
373 	if (!pmeta)
374 		return;
375 
376 	qdf_leaks_print_header();
377 	count = qdf_leaks_print(pmeta);
378 	qdf_leaks_panic(count, func, line);
379 }
380 
381 static void qdf_talloc_meta_remove(struct qdf_talloc_header *header,
382 				   const char *func, const uint16_t line)
383 {
384 	struct qdf_talloc_child_meta *cmeta = &header->meta;
385 	struct qdf_talloc_parent_meta *pmeta;
386 
387 	__qdf_talloc_assert_no_children(qdf_talloc_ptr(header), func, line);
388 
389 	pmeta = qdf_talloc_parent_meta_lookup(cmeta->parent);
390 	if (!pmeta) {
391 		QDF_DEBUG_PANIC("double-free or free-no-allocate @ %s():%u",
392 				func, line);
393 		return;
394 	}
395 
396 	qdf_list_remove_node(&pmeta->children, &cmeta->node);
397 
398 	if (qdf_list_empty(&pmeta->children))
399 		qdf_talloc_parent_meta_free(pmeta);
400 }
401 
402 void __qdf_tfree_fl(void *ptr, const char *func, const uint16_t line)
403 {
404 	struct qdf_talloc_header *header;
405 
406 	QDF_BUG(ptr);
407 	if (!ptr)
408 		return;
409 
410 	header = qdf_talloc_header(ptr);
411 	qdf_talloc_meta_assert_valid(header, func, line);
412 
413 	qdf_spin_lock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
414 	qdf_talloc_meta_remove(header, func, line);
415 	qdf_spin_unlock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
416 
417 	__qdf_free(header);
418 }
419 qdf_export_symbol(__qdf_tfree_fl);
420 
421 void qdf_talloc_assert_no_children_fl(const void *parent,
422 				      const char *func, const uint16_t line)
423 {
424 	qdf_spin_lock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
425 	__qdf_talloc_assert_no_children(parent, func, line);
426 	qdf_spin_unlock_bh(&__qdf_talloc_meta_lock);
427 }
428 qdf_export_symbol(qdf_talloc_assert_no_children_fl);
429 
430 #endif /* WLAN_TALLOC_DEBUG */
431 
432