usb: qcserial: add Sierra Wireless EM7355
[cascardo/linux.git] / mm / slab_common.c
1 /*
2  * Slab allocator functions that are independent of the allocator strategy
3  *
4  * (C) 2012 Christoph Lameter <cl@linux.com>
5  */
6 #include <linux/slab.h>
7
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/poison.h>
10 #include <linux/interrupt.h>
11 #include <linux/memory.h>
12 #include <linux/compiler.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/uaccess.h>
16 #include <linux/seq_file.h>
17 #include <linux/proc_fs.h>
18 #include <asm/cacheflush.h>
19 #include <asm/tlbflush.h>
20 #include <asm/page.h>
21 #include <linux/memcontrol.h>
22 #include <trace/events/kmem.h>
23
24 #include "slab.h"
25
26 enum slab_state slab_state;
27 LIST_HEAD(slab_caches);
28 DEFINE_MUTEX(slab_mutex);
29 struct kmem_cache *kmem_cache;
30
31 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
32 static int kmem_cache_sanity_check(const char *name, size_t size)
33 {
34         struct kmem_cache *s = NULL;
35
36         if (!name || in_interrupt() || size < sizeof(void *) ||
37                 size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
38                 pr_err("kmem_cache_create(%s) integrity check failed\n", name);
39                 return -EINVAL;
40         }
41
42         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
43                 char tmp;
44                 int res;
45
46                 /*
47                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
48                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
49                  * area of the module.  Print a warning.
50                  */
51                 res = probe_kernel_address(s->name, tmp);
52                 if (res) {
53                         pr_err("Slab cache with size %d has lost its name\n",
54                                s->object_size);
55                         continue;
56                 }
57
58 #if !defined(CONFIG_SLUB) || !defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
59                 if (!strcmp(s->name, name)) {
60                         pr_err("%s (%s): Cache name already exists.\n",
61                                __func__, name);
62                         dump_stack();
63                         s = NULL;
64                         return -EINVAL;
65                 }
66 #endif
67         }
68
69         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
70         return 0;
71 }
72 #else
73 static inline int kmem_cache_sanity_check(const char *name, size_t size)
74 {
75         return 0;
76 }
77 #endif
78
79 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
80 int memcg_update_all_caches(int num_memcgs)
81 {
82         struct kmem_cache *s;
83         int ret = 0;
84         mutex_lock(&slab_mutex);
85
86         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
87                 if (!is_root_cache(s))
88                         continue;
89
90                 ret = memcg_update_cache_size(s, num_memcgs);
91                 /*
92                  * See comment in memcontrol.c, memcg_update_cache_size:
93                  * Instead of freeing the memory, we'll just leave the caches
94                  * up to this point in an updated state.
95                  */
96                 if (ret)
97                         goto out;
98         }
99
100         memcg_update_array_size(num_memcgs);
101 out:
102         mutex_unlock(&slab_mutex);
103         return ret;
104 }
105 #endif
106
107 /*
108  * Figure out what the alignment of the objects will be given a set of
109  * flags, a user specified alignment and the size of the objects.
110  */
111 unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
112                 unsigned long align, unsigned long size)
113 {
114         /*
115          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
116          * suggestion if the object is sufficiently large.
117          *
118          * The hardware cache alignment cannot override the specified
119          * alignment though. If that is greater then use it.
120          */
121         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
122                 unsigned long ralign = cache_line_size();
123                 while (size <= ralign / 2)
124                         ralign /= 2;
125                 align = max(align, ralign);
126         }
127
128         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
129                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
130
131         return ALIGN(align, sizeof(void *));
132 }
133
134 static struct kmem_cache *
135 do_kmem_cache_create(char *name, size_t object_size, size_t size, size_t align,
136                      unsigned long flags, void (*ctor)(void *),
137                      struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
138 {
139         struct kmem_cache *s;
140         int err;
141
142         err = -ENOMEM;
143         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
144         if (!s)
145                 goto out;
146
147         s->name = name;
148         s->object_size = object_size;
149         s->size = size;
150         s->align = align;
151         s->ctor = ctor;
152
153         err = memcg_alloc_cache_params(memcg, s, root_cache);
154         if (err)
155                 goto out_free_cache;
156
157         err = __kmem_cache_create(s, flags);
158         if (err)
159                 goto out_free_cache;
160
161         s->refcount = 1;
162         list_add(&s->list, &slab_caches);
163         memcg_register_cache(s);
164 out:
165         if (err)
166                 return ERR_PTR(err);
167         return s;
168
169 out_free_cache:
170         memcg_free_cache_params(s);
171         kfree(s);
172         goto out;
173 }
174
175 /*
176  * kmem_cache_create - Create a cache.
177  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
178  * @size: The size of objects to be created in this cache.
179  * @align: The required alignment for the objects.
180  * @flags: SLAB flags
181  * @ctor: A constructor for the objects.
182  *
183  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
184  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
185  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
186  *
187  * The flags are
188  *
189  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
190  * to catch references to uninitialised memory.
191  *
192  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
193  * for buffer overruns.
194  *
195  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
196  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
197  * as davem.
198  */
199 struct kmem_cache *
200 kmem_cache_create(const char *name, size_t size, size_t align,
201                   unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
202 {
203         struct kmem_cache *s;
204         char *cache_name;
205         int err;
206
207         get_online_cpus();
208         mutex_lock(&slab_mutex);
209
210         err = kmem_cache_sanity_check(name, size);
211         if (err)
212                 goto out_unlock;
213
214         /*
215          * Some allocators will constraint the set of valid flags to a subset
216          * of all flags. We expect them to define CACHE_CREATE_MASK in this
217          * case, and we'll just provide them with a sanitized version of the
218          * passed flags.
219          */
220         flags &= CACHE_CREATE_MASK;
221
222         s = __kmem_cache_alias(name, size, align, flags, ctor);
223         if (s)
224                 goto out_unlock;
225
226         cache_name = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
227         if (!cache_name) {
228                 err = -ENOMEM;
229                 goto out_unlock;
230         }
231
232         s = do_kmem_cache_create(cache_name, size, size,
233                                  calculate_alignment(flags, align, size),
234                                  flags, ctor, NULL, NULL);
235         if (IS_ERR(s)) {
236                 err = PTR_ERR(s);
237                 kfree(cache_name);
238         }
239
240 out_unlock:
241         mutex_unlock(&slab_mutex);
242         put_online_cpus();
243
244         if (err) {
245                 if (flags & SLAB_PANIC)
246                         panic("kmem_cache_create: Failed to create slab '%s'. Error %d\n",
247                                 name, err);
248                 else {
249                         printk(KERN_WARNING "kmem_cache_create(%s) failed with error %d",
250                                 name, err);
251                         dump_stack();
252                 }
253                 return NULL;
254         }
255         return s;
256 }
257 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
258
259 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
260 /*
261  * kmem_cache_create_memcg - Create a cache for a memory cgroup.
262  * @memcg: The memory cgroup the new cache is for.
263  * @root_cache: The parent of the new cache.
264  *
265  * This function attempts to create a kmem cache that will serve allocation
266  * requests going from @memcg to @root_cache. The new cache inherits properties
267  * from its parent.
268  */
269 void kmem_cache_create_memcg(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
270 {
271         struct kmem_cache *s;
272         char *cache_name;
273
274         get_online_cpus();
275         mutex_lock(&slab_mutex);
276
277         /*
278          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
279          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
280          * create the same cache, but only one of them may succeed.
281          */
282         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, memcg_cache_id(memcg)))
283                 goto out_unlock;
284
285         cache_name = memcg_create_cache_name(memcg, root_cache);
286         if (!cache_name)
287                 goto out_unlock;
288
289         s = do_kmem_cache_create(cache_name, root_cache->object_size,
290                                  root_cache->size, root_cache->align,
291                                  root_cache->flags, root_cache->ctor,
292                                  memcg, root_cache);
293         if (IS_ERR(s)) {
294                 kfree(cache_name);
295                 goto out_unlock;
296         }
297
298         s->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
299
300 out_unlock:
301         mutex_unlock(&slab_mutex);
302         put_online_cpus();
303 }
304
305 static int kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
306 {
307         int rc;
308
309         if (!s->memcg_params ||
310             !s->memcg_params->is_root_cache)
311                 return 0;
312
313         mutex_unlock(&slab_mutex);
314         rc = __kmem_cache_destroy_memcg_children(s);
315         mutex_lock(&slab_mutex);
316
317         return rc;
318 }
319 #else
320 static int kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
321 {
322         return 0;
323 }
324 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
325
326 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
327 {
328         get_online_cpus();
329         mutex_lock(&slab_mutex);
330
331         s->refcount--;
332         if (s->refcount)
333                 goto out_unlock;
334
335         if (kmem_cache_destroy_memcg_children(s) != 0)
336                 goto out_unlock;
337
338         list_del(&s->list);
339         memcg_unregister_cache(s);
340
341         if (__kmem_cache_shutdown(s) != 0) {
342                 list_add(&s->list, &slab_caches);
343                 memcg_register_cache(s);
344                 printk(KERN_ERR "kmem_cache_destroy %s: "
345                        "Slab cache still has objects\n", s->name);
346                 dump_stack();
347                 goto out_unlock;
348         }
349
350         mutex_unlock(&slab_mutex);
351         if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
352                 rcu_barrier();
353
354         memcg_free_cache_params(s);
355         kfree(s->name);
356         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
357         goto out_put_cpus;
358
359 out_unlock:
360         mutex_unlock(&slab_mutex);
361 out_put_cpus:
362         put_online_cpus();
363 }
364 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
365
366 int slab_is_available(void)
367 {
368         return slab_state >= UP;
369 }
370
371 #ifndef CONFIG_SLOB
372 /* Create a cache during boot when no slab services are available yet */
373 void __init create_boot_cache(struct kmem_cache *s, const char *name, size_t size,
374                 unsigned long flags)
375 {
376         int err;
377
378         s->name = name;
379         s->size = s->object_size = size;
380         s->align = calculate_alignment(flags, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, size);
381         err = __kmem_cache_create(s, flags);
382
383         if (err)
384                 panic("Creation of kmalloc slab %s size=%zu failed. Reason %d\n",
385                                         name, size, err);
386
387         s->refcount = -1;       /* Exempt from merging for now */
388 }
389
390 struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name, size_t size,
391                                 unsigned long flags)
392 {
393         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
394
395         if (!s)
396                 panic("Out of memory when creating slab %s\n", name);
397
398         create_boot_cache(s, name, size, flags);
399         list_add(&s->list, &slab_caches);
400         s->refcount = 1;
401         return s;
402 }
403
404 struct kmem_cache *kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
405 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
406
407 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
408 struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
409 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_dma_caches);
410 #endif
411
412 /*
413  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
414  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
415  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
416  * fls.
417  */
418 static s8 size_index[24] = {
419         3,      /* 8 */
420         4,      /* 16 */
421         5,      /* 24 */
422         5,      /* 32 */
423         6,      /* 40 */
424         6,      /* 48 */
425         6,      /* 56 */
426         6,      /* 64 */
427         1,      /* 72 */
428         1,      /* 80 */
429         1,      /* 88 */
430         1,      /* 96 */
431         7,      /* 104 */
432         7,      /* 112 */
433         7,      /* 120 */
434         7,      /* 128 */
435         2,      /* 136 */
436         2,      /* 144 */
437         2,      /* 152 */
438         2,      /* 160 */
439         2,      /* 168 */
440         2,      /* 176 */
441         2,      /* 184 */
442         2       /* 192 */
443 };
444
445 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
446 {
447         return (bytes - 1) / 8;
448 }
449
450 /*
451  * Find the kmem_cache structure that serves a given size of
452  * allocation
453  */
454 struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags)
455 {
456         int index;
457
458         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_SIZE)) {
459                 WARN_ON_ONCE(!(flags & __GFP_NOWARN));
460                 return NULL;
461         }
462
463         if (size <= 192) {
464                 if (!size)
465                         return ZERO_SIZE_PTR;
466
467                 index = size_index[size_index_elem(size)];
468         } else
469                 index = fls(size - 1);
470
471 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
472         if (unlikely((flags & GFP_DMA)))
473                 return kmalloc_dma_caches[index];
474
475 #endif
476         return kmalloc_caches[index];
477 }
478
479 /*
480  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
481  * may already have been created because they were needed to
482  * enable allocations for slab creation.
483  */
484 void __init create_kmalloc_caches(unsigned long flags)
485 {
486         int i;
487
488         /*
489          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
490          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
491          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
492          *
493          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
494          * handle the index determination for the smaller caches.
495          *
496          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
497          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
498          */
499         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
500                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
501
502         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
503                 int elem = size_index_elem(i);
504
505                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
506                         break;
507                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
508         }
509
510         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 64) {
511                 /*
512                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
513                  * is 64 byte.
514                  */
515                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
516                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
517
518         }
519
520         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 128) {
521                 /*
522                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
523                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
524                  * instead.
525                  */
526                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
527                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
528         }
529         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
530                 if (!kmalloc_caches[i]) {
531                         kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache(NULL,
532                                                         1 << i, flags);
533                 }
534
535                 /*
536                  * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
537                  * These have to be created immediately after the
538                  * earlier power of two caches
539                  */
540                 if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && !kmalloc_caches[1] && i == 6)
541                         kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache(NULL, 96, flags);
542
543                 if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && !kmalloc_caches[2] && i == 7)
544                         kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache(NULL, 192, flags);
545         }
546
547         /* Kmalloc array is now usable */
548         slab_state = UP;
549
550         for (i = 0; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
551                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
552                 char *n;
553
554                 if (s) {
555                         n = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
556
557                         BUG_ON(!n);
558                         s->name = n;
559                 }
560         }
561
562 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
563         for (i = 0; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
564                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
565
566                 if (s) {
567                         int size = kmalloc_size(i);
568                         char *n = kasprintf(GFP_NOWAIT,
569                                  "dma-kmalloc-%d", size);
570
571                         BUG_ON(!n);
572                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(n,
573                                 size, SLAB_CACHE_DMA | flags);
574                 }
575         }
576 #endif
577 }
578 #endif /* !CONFIG_SLOB */
579
580 #ifdef CONFIG_TRACING
581 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
582 {
583         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
584         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
585         return ret;
586 }
587 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
588 #endif
589
590 #ifdef CONFIG_SLABINFO
591
592 #ifdef CONFIG_SLAB
593 #define SLABINFO_RIGHTS (S_IWUSR | S_IRUSR)
594 #else
595 #define SLABINFO_RIGHTS S_IRUSR
596 #endif
597
598 void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
599 {
600         /*
601          * Output format version, so at least we can change it
602          * without _too_ many complaints.
603          */
604 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
605         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
606 #else
607         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
608 #endif
609         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
610                  "<objperslab> <pagesperslab>");
611         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
612         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
613 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
614         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
615                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
616         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
617 #endif
618         seq_putc(m, '\n');
619 }
620
621 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
622 {
623         loff_t n = *pos;
624
625         mutex_lock(&slab_mutex);
626         if (!n)
627                 print_slabinfo_header(m);
628
629         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
630 }
631
632 void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
633 {
634         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
635 }
636
637 void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
638 {
639         mutex_unlock(&slab_mutex);
640 }
641
642 static void
643 memcg_accumulate_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *info)
644 {
645         struct kmem_cache *c;
646         struct slabinfo sinfo;
647         int i;
648
649         if (!is_root_cache(s))
650                 return;
651
652         for_each_memcg_cache_index(i) {
653                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
654                 if (!c)
655                         continue;
656
657                 memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
658                 get_slabinfo(c, &sinfo);
659
660                 info->active_slabs += sinfo.active_slabs;
661                 info->num_slabs += sinfo.num_slabs;
662                 info->shared_avail += sinfo.shared_avail;
663                 info->active_objs += sinfo.active_objs;
664                 info->num_objs += sinfo.num_objs;
665         }
666 }
667
668 int cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
669 {
670         struct slabinfo sinfo;
671
672         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
673         get_slabinfo(s, &sinfo);
674
675         memcg_accumulate_slabinfo(s, &sinfo);
676
677         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
678                    cache_name(s), sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
679                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
680
681         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
682                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
683         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
684                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
685         slabinfo_show_stats(m, s);
686         seq_putc(m, '\n');
687         return 0;
688 }
689
690 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
691 {
692         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
693
694         if (!is_root_cache(s))
695                 return 0;
696         return cache_show(s, m);
697 }
698
699 /*
700  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
701  *
702  * Output layout:
703  * cache-name
704  * num-active-objs
705  * total-objs
706  * object size
707  * num-active-slabs
708  * total-slabs
709  * num-pages-per-slab
710  * + further values on SMP and with statistics enabled
711  */
712 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
713         .start = s_start,
714         .next = slab_next,
715         .stop = slab_stop,
716         .show = s_show,
717 };
718
719 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
720 {
721         return seq_open(file, &slabinfo_op);
722 }
723
724 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
725         .open           = slabinfo_open,
726         .read           = seq_read,
727         .write          = slabinfo_write,
728         .llseek         = seq_lseek,
729         .release        = seq_release,
730 };
731
732 static int __init slab_proc_init(void)
733 {
734         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL,
735                                                 &proc_slabinfo_operations);
736         return 0;
737 }
738 module_init(slab_proc_init);
739 #endif /* CONFIG_SLABINFO */