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
  23 #define CREATE_TRACE_POINTS
  24 #include <trace/events/kmem.h>
  25
  26 #include "slab.h"
  27
  28 enum slab_state slab_state;
  29 LIST_HEAD(slab_caches);
  30 DEFINE_MUTEX(slab_mutex);
  31 struct kmem_cache *kmem_cache;
  32
  33 /*
  34  * Set of flags that will prevent slab merging
  35  */
  36 #define SLAB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
  37                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
  38                 SLAB_FAILSLAB)
  39
  40 #define SLAB_MERGE_SAME (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_CACHE_DMA | \
  41                          SLAB_NOTRACK | SLAB_ACCOUNT)
  42
  43 /*
  44  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
  45  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
  46  */
  47 static int slab_nomerge;
  48
  49 static int __init setup_slab_nomerge(char *str)
  50 {
  51         slab_nomerge = 1;
  52         return 1;
  53 }
  54
  55 #ifdef CONFIG_SLUB
  56 __setup_param("slub_nomerge", slub_nomerge, setup_slab_nomerge, 0);
  57 #endif
  58
  59 __setup("slab_nomerge", setup_slab_nomerge);
  60
  61 /*
  62  * Determine the size of a slab object
  63  */
  64 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
  65 {
  66         return s->object_size;
  67 }
  68 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
  69
  70 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  71 static int kmem_cache_sanity_check(const char *name, size_t size)
  72 {
  73         struct kmem_cache *s = NULL;
  74
  75         if (!name || in_interrupt() || size < sizeof(void *) ||
  76                 size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
  77                 pr_err("kmem_cache_create(%s) integrity check failed\n", name);
  78                 return -EINVAL;
  79         }
  80
  81         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
  82                 char tmp;
  83                 int res;
  84
  85                 /*
  86                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
  87                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
  88                  * area of the module.  Print a warning.
  89                  */
  90                 res = probe_kernel_address(s->name, tmp);
  91                 if (res) {
  92                         pr_err("Slab cache with size %d has lost its name\n",
  93                                s->object_size);
  94                         continue;
  95                 }
  96         }
  97
  98         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
  99         return 0;
 100 }
 101 #else
 102 static inline int kmem_cache_sanity_check(const char *name, size_t size)
 103 {
 104         return 0;
 105 }
 106 #endif
 107
 108 void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t nr, void **p)
 109 {
 110         size_t i;
 111
 112         for (i = 0; i < nr; i++)
 113                 kmem_cache_free(s, p[i]);
 114 }
 115
 116 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t nr,
 117                                                                 void **p)
 118 {
 119         size_t i;
 120
 121         for (i = 0; i < nr; i++) {
 122                 void *x = p[i] = kmem_cache_alloc(s, flags);
 123                 if (!x) {
 124                         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
 125                         return 0;
 126                 }
 127         }
 128         return i;
 129 }
 130
 131 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 132 void slab_init_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 133 {
 134         s->memcg_params.is_root_cache = true;
 135         INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.list);
 136         RCU_INIT_POINTER(s->memcg_params.memcg_caches, NULL);
 137 }
 138
 139 static int init_memcg_params(struct kmem_cache *s,
 140                 struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
 141 {
 142         struct memcg_cache_array *arr;
 143
 144         if (memcg) {
 145                 s->memcg_params.is_root_cache = false;
 146                 s->memcg_params.memcg = memcg;
 147                 s->memcg_params.root_cache = root_cache;
 148                 return 0;
 149         }
 150
 151         slab_init_memcg_params(s);
 152
 153         if (!memcg_nr_cache_ids)
 154                 return 0;
 155
 156         arr = kzalloc(sizeof(struct memcg_cache_array) +
 157                       memcg_nr_cache_ids * sizeof(void *),
 158                       GFP_KERNEL);
 159         if (!arr)
 160                 return -ENOMEM;
 161
 162         RCU_INIT_POINTER(s->memcg_params.memcg_caches, arr);
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 static void destroy_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 167 {
 168         if (is_root_cache(s))
 169                 kfree(rcu_access_pointer(s->memcg_params.memcg_caches));
 170 }
 171
 172 static int update_memcg_params(struct kmem_cache *s, int new_array_size)
 173 {
 174         struct memcg_cache_array *old, *new;
 175
 176         if (!is_root_cache(s))
 177                 return 0;
 178
 179         new = kzalloc(sizeof(struct memcg_cache_array) +
 180                       new_array_size * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
 181         if (!new)
 182                 return -ENOMEM;
 183
 184         old = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 185                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 186         if (old)
 187                 memcpy(new->entries, old->entries,
 188                        memcg_nr_cache_ids * sizeof(void *));
 189
 190         rcu_assign_pointer(s->memcg_params.memcg_caches, new);
 191         if (old)
 192                 kfree_rcu(old, rcu);
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 int memcg_update_all_caches(int num_memcgs)
 197 {
 198         struct kmem_cache *s;
 199         int ret = 0;
 200
 201         mutex_lock(&slab_mutex);
 202         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
 203                 ret = update_memcg_params(s, num_memcgs);
 204                 /*
 205                  * Instead of freeing the memory, we'll just leave the caches
 206                  * up to this point in an updated state.
 207                  */
 208                 if (ret)
 209                         break;
 210         }
 211         mutex_unlock(&slab_mutex);
 212         return ret;
 213 }
 214 #else
 215 static inline int init_memcg_params(struct kmem_cache *s,
 216                 struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
 217 {
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static inline void destroy_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 222 {
 223 }
 224 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
 225
 226 /*
 227  * Find a mergeable slab cache
 228  */
 229 int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
 230 {
 231         if (slab_nomerge || (s->flags & SLAB_NEVER_MERGE))
 232                 return 1;
 233
 234         if (!is_root_cache(s))
 235                 return 1;
 236
 237         if (s->ctor)
 238                 return 1;
 239
 240         /*
 241          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
 242          */
 243         if (s->refcount < 0)
 244                 return 1;
 245
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size, size_t align,
 250                 unsigned long flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
 251 {
 252         struct kmem_cache *s;
 253
 254         if (slab_nomerge || (flags & SLAB_NEVER_MERGE))
 255                 return NULL;
 256
 257         if (ctor)
 258                 return NULL;
 259
 260         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
 261         align = calculate_alignment(flags, align, size);
 262         size = ALIGN(size, align);
 263         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
 264
 265         list_for_each_entry_reverse(s, &slab_caches, list) {
 266                 if (slab_unmergeable(s))
 267                         continue;
 268
 269                 if (size > s->size)
 270                         continue;
 271
 272                 if ((flags & SLAB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLAB_MERGE_SAME))
 273                         continue;
 274                 /*
 275                  * Check if alignment is compatible.
 276                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
 277                  */
 278                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
 279                         continue;
 280
 281                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
 282                         continue;
 283
 284                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB) && align &&
 285                         (align > s->align || s->align % align))
 286                         continue;
 287
 288                 return s;
 289         }
 290         return NULL;
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Figure out what the alignment of the objects will be given a set of
 295  * flags, a user specified alignment and the size of the objects.
 296  */
 297 unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
 298                 unsigned long align, unsigned long size)
 299 {
 300         /*
 301          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
 302          * suggestion if the object is sufficiently large.
 303          *
 304          * The hardware cache alignment cannot override the specified
 305          * alignment though. If that is greater then use it.
 306          */
 307         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
 308                 unsigned long ralign = cache_line_size();
 309                 while (size <= ralign / 2)
 310                         ralign /= 2;
 311                 align = max(align, ralign);
 312         }
 313
 314         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
 315                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
 316
 317         return ALIGN(align, sizeof(void *));
 318 }
 319
 320 static struct kmem_cache *create_cache(const char *name,
 321                 size_t object_size, size_t size, size_t align,
 322                 unsigned long flags, void (*ctor)(void *),
 323                 struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
 324 {
 325         struct kmem_cache *s;
 326         int err;
 327
 328         err = -ENOMEM;
 329         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
 330         if (!s)
 331                 goto out;
 332
 333         s->name = name;
 334         s->object_size = object_size;
 335         s->size = size;
 336         s->align = align;
 337         s->ctor = ctor;
 338
 339         err = init_memcg_params(s, memcg, root_cache);
 340         if (err)
 341                 goto out_free_cache;
 342
 343         err = __kmem_cache_create(s, flags);
 344         if (err)
 345                 goto out_free_cache;
 346
 347         s->refcount = 1;
 348         list_add(&s->list, &slab_caches);
 349 out:
 350         if (err)
 351                 return ERR_PTR(err);
 352         return s;
 353
 354 out_free_cache:
 355         destroy_memcg_params(s);
 356         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 357         goto out;
 358 }
 359
 360 /*
 361  * kmem_cache_create - Create a cache.
 362  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 363  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 364  * @align: The required alignment for the objects.
 365  * @flags: SLAB flags
 366  * @ctor: A constructor for the objects.
 367  *
 368  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
 369  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 370  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 371  *
 372  * The flags are
 373  *
 374  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 375  * to catch references to uninitialised memory.
 376  *
 377  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
 378  * for buffer overruns.
 379  *
 380  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 381  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 382  * as davem.
 383  */
 384 struct kmem_cache *
 385 kmem_cache_create(const char *name, size_t size, size_t align,
 386                   unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
 387 {
 388         struct kmem_cache *s = NULL;
 389         const char *cache_name;
 390         int err;
 391
 392         get_online_cpus();
 393         get_online_mems();
 394         memcg_get_cache_ids();
 395
 396         mutex_lock(&slab_mutex);
 397
 398         err = kmem_cache_sanity_check(name, size);
 399         if (err) {
 400                 goto out_unlock;
 401         }
 402
 403         /*
 404          * Some allocators will constraint the set of valid flags to a subset
 405          * of all flags. We expect them to define CACHE_CREATE_MASK in this
 406          * case, and we'll just provide them with a sanitized version of the
 407          * passed flags.
 408          */
 409         flags &= CACHE_CREATE_MASK;
 410
 411         s = __kmem_cache_alias(name, size, align, flags, ctor);
 412         if (s)
 413                 goto out_unlock;
 414
 415         cache_name = kstrdup_const(name, GFP_KERNEL);
 416         if (!cache_name) {
 417                 err = -ENOMEM;
 418                 goto out_unlock;
 419         }
 420
 421         s = create_cache(cache_name, size, size,
 422                          calculate_alignment(flags, align, size),
 423                          flags, ctor, NULL, NULL);
 424         if (IS_ERR(s)) {
 425                 err = PTR_ERR(s);
 426                 kfree_const(cache_name);
 427         }
 428
 429 out_unlock:
 430         mutex_unlock(&slab_mutex);
 431
 432         memcg_put_cache_ids();
 433         put_online_mems();
 434         put_online_cpus();
 435
 436         if (err) {
 437                 if (flags & SLAB_PANIC)
 438                         panic("kmem_cache_create: Failed to create slab '%s'. Error %d\n",
 439                                 name, err);
 440                 else {
 441                         printk(KERN_WARNING "kmem_cache_create(%s) failed with error %d",
 442                                 name, err);
 443                         dump_stack();
 444                 }
 445                 return NULL;
 446         }
 447         return s;
 448 }
 449 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
 450
 451 static int shutdown_cache(struct kmem_cache *s,
 452                 struct list_head *release, bool *need_rcu_barrier)
 453 {
 454         if (__kmem_cache_shutdown(s) != 0)
 455                 return -EBUSY;
 456
 457         if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
 458                 *need_rcu_barrier = true;
 459
 460         list_move(&s->list, release);
 461         return 0;
 462 }
 463
 464 static void release_caches(struct list_head *release, bool need_rcu_barrier)
 465 {
 466         struct kmem_cache *s, *s2;
 467
 468         if (need_rcu_barrier)
 469                 rcu_barrier();
 470
 471         list_for_each_entry_safe(s, s2, release, list) {
 472 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 473                 sysfs_slab_remove(s);
 474 #else
 475                 slab_kmem_cache_release(s);
 476 #endif
 477         }
 478 }
 479
 480 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 481 /*
 482  * memcg_create_kmem_cache - Create a cache for a memory cgroup.
 483  * @memcg: The memory cgroup the new cache is for.
 484  * @root_cache: The parent of the new cache.
 485  *
 486  * This function attempts to create a kmem cache that will serve allocation
 487  * requests going from @memcg to @root_cache. The new cache inherits properties
 488  * from its parent.
 489  */
 490 void memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
 491                              struct kmem_cache *root_cache)
 492 {
 493         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by slab_mutex */
 494         struct cgroup_subsys_state *css = &memcg->css;
 495         struct memcg_cache_array *arr;
 496         struct kmem_cache *s = NULL;
 497         char *cache_name;
 498         int idx;
 499
 500         get_online_cpus();
 501         get_online_mems();
 502
 503         mutex_lock(&slab_mutex);
 504
 505         /*
 506          * The memory cgroup could have been deactivated while the cache
 507          * creation work was pending.
 508          */
 509         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
 510                 goto out_unlock;
 511
 512         idx = memcg_cache_id(memcg);
 513         arr = rcu_dereference_protected(root_cache->memcg_params.memcg_caches,
 514                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 515
 516         /*
 517          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
 518          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
 519          * create the same cache, but only one of them may succeed.
 520          */
 521         if (arr->entries[idx])
 522                 goto out_unlock;
 523
 524         cgroup_name(css->cgroup, memcg_name_buf, sizeof(memcg_name_buf));
 525         cache_name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", root_cache->name,
 526                                css->id, memcg_name_buf);
 527         if (!cache_name)
 528                 goto out_unlock;
 529
 530         s = create_cache(cache_name, root_cache->object_size,
 531                          root_cache->size, root_cache->align,
 532                          root_cache->flags, root_cache->ctor,
 533                          memcg, root_cache);
 534         /*
 535          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
 536          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
 537          * cache.
 538          */
 539         if (IS_ERR(s)) {
 540                 kfree(cache_name);
 541                 goto out_unlock;
 542         }
 543
 544         list_add(&s->memcg_params.list, &root_cache->memcg_params.list);
 545
 546         /*
 547          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
 548          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
 549          * initialized.
 550          */
 551         smp_wmb();
 552         arr->entries[idx] = s;
 553
 554 out_unlock:
 555         mutex_unlock(&slab_mutex);
 556
 557         put_online_mems();
 558         put_online_cpus();
 559 }
 560
 561 void memcg_deactivate_kmem_caches(struct mem_cgroup *memcg)
 562 {
 563         int idx;
 564         struct memcg_cache_array *arr;
 565         struct kmem_cache *s, *c;
 566
 567         idx = memcg_cache_id(memcg);
 568
 569         get_online_cpus();
 570         get_online_mems();
 571
 572         mutex_lock(&slab_mutex);
 573         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
 574                 if (!is_root_cache(s))
 575                         continue;
 576
 577                 arr = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 578                                                 lockdep_is_held(&slab_mutex));
 579                 c = arr->entries[idx];
 580                 if (!c)
 581                         continue;
 582
 583                 __kmem_cache_shrink(c, true);
 584                 arr->entries[idx] = NULL;
 585         }
 586         mutex_unlock(&slab_mutex);
 587
 588         put_online_mems();
 589         put_online_cpus();
 590 }
 591
 592 static int __shutdown_memcg_cache(struct kmem_cache *s,
 593                 struct list_head *release, bool *need_rcu_barrier)
 594 {
 595         BUG_ON(is_root_cache(s));
 596
 597         if (shutdown_cache(s, release, need_rcu_barrier))
 598                 return -EBUSY;
 599
 600         list_del(&s->memcg_params.list);
 601         return 0;
 602 }
 603
 604 void memcg_destroy_kmem_caches(struct mem_cgroup *memcg)
 605 {
 606         LIST_HEAD(release);
 607         bool need_rcu_barrier = false;
 608         struct kmem_cache *s, *s2;
 609
 610         get_online_cpus();
 611         get_online_mems();
 612
 613         mutex_lock(&slab_mutex);
 614         list_for_each_entry_safe(s, s2, &slab_caches, list) {
 615                 if (is_root_cache(s) || s->memcg_params.memcg != memcg)
 616                         continue;
 617                 /*
 618                  * The cgroup is about to be freed and therefore has no charges
 619                  * left. Hence, all its caches must be empty by now.
 620                  */
 621                 BUG_ON(__shutdown_memcg_cache(s, &release, &need_rcu_barrier));
 622         }
 623         mutex_unlock(&slab_mutex);
 624
 625         put_online_mems();
 626         put_online_cpus();
 627
 628         release_caches(&release, need_rcu_barrier);
 629 }
 630
 631 static int shutdown_memcg_caches(struct kmem_cache *s,
 632                 struct list_head *release, bool *need_rcu_barrier)
 633 {
 634         struct memcg_cache_array *arr;
 635         struct kmem_cache *c, *c2;
 636         LIST_HEAD(busy);
 637         int i;
 638
 639         BUG_ON(!is_root_cache(s));
 640
 641         /*
 642          * First, shutdown active caches, i.e. caches that belong to online
 643          * memory cgroups.
 644          */
 645         arr = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 646                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 647         for_each_memcg_cache_index(i) {
 648                 c = arr->entries[i];
 649                 if (!c)
 650                         continue;
 651                 if (__shutdown_memcg_cache(c, release, need_rcu_barrier))
 652                         /*
 653                          * The cache still has objects. Move it to a temporary
 654                          * list so as not to try to destroy it for a second
 655                          * time while iterating over inactive caches below.
 656                          */
 657                         list_move(&c->memcg_params.list, &busy);
 658                 else
 659                         /*
 660                          * The cache is empty and will be destroyed soon. Clear
 661                          * the pointer to it in the memcg_caches array so that
 662                          * it will never be accessed even if the root cache
 663                          * stays alive.
 664                          */
 665                         arr->entries[i] = NULL;
 666         }
 667
 668         /*
 669          * Second, shutdown all caches left from memory cgroups that are now
 670          * offline.
 671          */
 672         list_for_each_entry_safe(c, c2, &s->memcg_params.list,
 673                                  memcg_params.list)
 674                 __shutdown_memcg_cache(c, release, need_rcu_barrier);
 675
 676         list_splice(&busy, &s->memcg_params.list);
 677
 678         /*
 679          * A cache being destroyed must be empty. In particular, this means
 680          * that all per memcg caches attached to it must be empty too.
 681          */
 682         if (!list_empty(&s->memcg_params.list))
 683                 return -EBUSY;
 684         return 0;
 685 }
 686 #else
 687 static inline int shutdown_memcg_caches(struct kmem_cache *s,
 688                 struct list_head *release, bool *need_rcu_barrier)
 689 {
 690         return 0;
 691 }
 692 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
 693
 694 void slab_kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
 695 {
 696         destroy_memcg_params(s);
 697         kfree_const(s->name);
 698         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 699 }
 700
 701 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
 702 {
 703         LIST_HEAD(release);
 704         bool need_rcu_barrier = false;
 705         int err;
 706
 707         if (unlikely(!s))
 708                 return;
 709
 710         get_online_cpus();
 711         get_online_mems();
 712
 713         mutex_lock(&slab_mutex);
 714
 715         s->refcount--;
 716         if (s->refcount)
 717                 goto out_unlock;
 718
 719         err = shutdown_memcg_caches(s, &release, &need_rcu_barrier);
 720         if (!err)
 721                 err = shutdown_cache(s, &release, &need_rcu_barrier);
 722
 723         if (err) {
 724                 pr_err("kmem_cache_destroy %s: "
 725                        "Slab cache still has objects\n", s->name);
 726                 dump_stack();
 727         }
 728 out_unlock:
 729         mutex_unlock(&slab_mutex);
 730
 731         put_online_mems();
 732         put_online_cpus();
 733
 734         release_caches(&release, need_rcu_barrier);
 735 }
 736 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
 737
 738 /**
 739  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
 740  * @cachep: The cache to shrink.
 741  *
 742  * Releases as many slabs as possible for a cache.
 743  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
 744  */
 745 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
 746 {
 747         int ret;
 748
 749         get_online_cpus();
 750         get_online_mems();
 751         ret = __kmem_cache_shrink(cachep, false);
 752         put_online_mems();
 753         put_online_cpus();
 754         return ret;
 755 }
 756 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
 757
 758 bool slab_is_available(void)
 759 {
 760         return slab_state >= UP;
 761 }
 762
 763 #ifndef CONFIG_SLOB
 764 /* Create a cache during boot when no slab services are available yet */
 765 void __init create_boot_cache(struct kmem_cache *s, const char *name, size_t size,
 766                 unsigned long flags)
 767 {
 768         int err;
 769
 770         s->name = name;
 771         s->size = s->object_size = size;
 772         s->align = calculate_alignment(flags, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, size);
 773
 774         slab_init_memcg_params(s);
 775
 776         err = __kmem_cache_create(s, flags);
 777
 778         if (err)
 779                 panic("Creation of kmalloc slab %s size=%zu failed. Reason %d\n",
 780                                         name, size, err);
 781
 782         s->refcount = -1;       /* Exempt from merging for now */
 783 }
 784
 785 struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name, size_t size,
 786                                 unsigned long flags)
 787 {
 788         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
 789
 790         if (!s)
 791                 panic("Out of memory when creating slab %s\n", name);
 792
 793         create_boot_cache(s, name, size, flags);
 794         list_add(&s->list, &slab_caches);
 795         s->refcount = 1;
 796         return s;
 797 }
 798
 799 struct kmem_cache *kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
 800 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
 801
 802 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 803 struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
 804 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_dma_caches);
 805 #endif
 806
 807 /*
 808  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
 809  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
 810  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
 811  * fls.
 812  */
 813 static s8 size_index[24] = {
 814         3,      /* 8 */
 815         4,      /* 16 */
 816         5,      /* 24 */
 817         5,      /* 32 */
 818         6,      /* 40 */
 819         6,      /* 48 */
 820         6,      /* 56 */
 821         6,      /* 64 */
 822         1,      /* 72 */
 823         1,      /* 80 */
 824         1,      /* 88 */
 825         1,      /* 96 */
 826         7,      /* 104 */
 827         7,      /* 112 */
 828         7,      /* 120 */
 829         7,      /* 128 */
 830         2,      /* 136 */
 831         2,      /* 144 */
 832         2,      /* 152 */
 833         2,      /* 160 */
 834         2,      /* 168 */
 835         2,      /* 176 */
 836         2,      /* 184 */
 837         2       /* 192 */
 838 };
 839
 840 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
 841 {
 842         return (bytes - 1) / 8;
 843 }
 844
 845 /*
 846  * Find the kmem_cache structure that serves a given size of
 847  * allocation
 848  */
 849 struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags)
 850 {
 851         int index;
 852
 853         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_SIZE)) {
 854                 WARN_ON_ONCE(!(flags & __GFP_NOWARN));
 855                 return NULL;
 856         }
 857
 858         if (size <= 192) {
 859                 if (!size)
 860                         return ZERO_SIZE_PTR;
 861
 862                 index = size_index[size_index_elem(size)];
 863         } else
 864                 index = fls(size - 1);
 865
 866 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 867         if (unlikely((flags & GFP_DMA)))
 868                 return kmalloc_dma_caches[index];
 869
 870 #endif
 871         return kmalloc_caches[index];
 872 }
 873
 874 /*
 875  * kmalloc_info[] is to make slub_debug=,kmalloc-xx option work at boot time.
 876  * kmalloc_index() supports up to 2^26=64MB, so the final entry of the table is
 877  * kmalloc-67108864.
 878  */
 879 static struct {
 880         const char *name;
 881         unsigned long size;
 882 } const kmalloc_info[] __initconst = {
 883         {NULL,                      0},         {"kmalloc-96",             96},
 884         {"kmalloc-192",           192},         {"kmalloc-8",               8},
 885         {"kmalloc-16",             16},         {"kmalloc-32",             32},
 886         {"kmalloc-64",             64},         {"kmalloc-128",           128},
 887         {"kmalloc-256",           256},         {"kmalloc-512",           512},
 888         {"kmalloc-1024",         1024},         {"kmalloc-2048",         2048},
 889         {"kmalloc-4096",         4096},         {"kmalloc-8192",         8192},
 890         {"kmalloc-16384",       16384},         {"kmalloc-32768",       32768},
 891         {"kmalloc-65536",       65536},         {"kmalloc-131072",     131072},
 892         {"kmalloc-262144",     262144},         {"kmalloc-524288",     524288},
 893         {"kmalloc-1048576",   1048576},         {"kmalloc-2097152",   2097152},
 894         {"kmalloc-4194304",   4194304},         {"kmalloc-8388608",   8388608},
 895         {"kmalloc-16777216", 16777216},         {"kmalloc-33554432", 33554432},
 896         {"kmalloc-67108864", 67108864}
 897 };
 898
 899 /*
 900  * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
 901  * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
 902  * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
 903  *
 904  * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
 905  * handle the index determination for the smaller caches.
 906  *
 907  * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
 908  * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
 909  */
 910 void __init setup_kmalloc_cache_index_table(void)
 911 {
 912         int i;
 913
 914         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
 915                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
 916
 917         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
 918                 int elem = size_index_elem(i);
 919
 920                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
 921                         break;
 922                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
 923         }
 924
 925         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 64) {
 926                 /*
 927                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
 928                  * is 64 byte.
 929                  */
 930                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
 931                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
 932
 933         }
 934
 935         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 128) {
 936                 /*
 937                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
 938                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
 939                  * instead.
 940                  */
 941                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
 942                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
 943         }
 944 }
 945
 946 static void __init new_kmalloc_cache(int idx, unsigned long flags)
 947 {
 948         kmalloc_caches[idx] = create_kmalloc_cache(kmalloc_info[idx].name,
 949                                         kmalloc_info[idx].size, flags);
 950 }
 951
 952 /*
 953  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
 954  * may already have been created because they were needed to
 955  * enable allocations for slab creation.
 956  */
 957 void __init create_kmalloc_caches(unsigned long flags)
 958 {
 959         int i;
 960
 961         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
 962                 if (!kmalloc_caches[i])
 963                         new_kmalloc_cache(i, flags);
 964
 965                 /*
 966                  * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
 967                  * These have to be created immediately after the
 968                  * earlier power of two caches
 969                  */
 970                 if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && !kmalloc_caches[1] && i == 6)
 971                         new_kmalloc_cache(1, flags);
 972                 if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && !kmalloc_caches[2] && i == 7)
 973                         new_kmalloc_cache(2, flags);
 974         }
 975
 976         /* Kmalloc array is now usable */
 977         slab_state = UP;
 978
 979 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 980         for (i = 0; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
 981                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
 982
 983                 if (s) {
 984                         int size = kmalloc_size(i);
 985                         char *n = kasprintf(GFP_NOWAIT,
 986                                  "dma-kmalloc-%d", size);
 987
 988                         BUG_ON(!n);
 989                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(n,
 990                                 size, SLAB_CACHE_DMA | flags);
 991                 }
 992         }
 993 #endif
 994 }
 995 #endif /* !CONFIG_SLOB */
 996
 997 /*
 998  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
 999  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
1000  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
1001  */
1002 void *kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1003 {
1004         void *ret;
1005         struct page *page;
1006
1007         flags |= __GFP_COMP;
1008         page = alloc_kmem_pages(flags, order);
1009         ret = page ? page_address(page) : NULL;
1010         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
1011         kasan_kmalloc_large(ret, size);
1012         return ret;
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order);
1015
1016 #ifdef CONFIG_TRACING
1017 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1018 {
1019         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1020         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1021         return ret;
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1024 #endif
1025
1026 #ifdef CONFIG_SLABINFO
1027
1028 #ifdef CONFIG_SLAB
1029 #define SLABINFO_RIGHTS (S_IWUSR | S_IRUSR)
1030 #else
1031 #define SLABINFO_RIGHTS S_IRUSR
1032 #endif
1033
1034 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
1035 {
1036         /*
1037          * Output format version, so at least we can change it
1038          * without _too_ many complaints.
1039          */
1040 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1041         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
1042 #else
1043         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
1044 #endif
1045         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
1046                  "<objperslab> <pagesperslab>");
1047         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
1048         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
1049 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1050         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
1051                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
1052         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
1053 #endif
1054         seq_putc(m, '\n');
1055 }
1056
1057 void *slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1058 {
1059         mutex_lock(&slab_mutex);
1060         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
1061 }
1062
1063 void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1064 {
1065         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
1066 }
1067
1068 void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1069 {
1070         mutex_unlock(&slab_mutex);
1071 }
1072
1073 static void
1074 memcg_accumulate_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *info)
1075 {
1076         struct kmem_cache *c;
1077         struct slabinfo sinfo;
1078
1079         if (!is_root_cache(s))
1080                 return;
1081
1082         for_each_memcg_cache(c, s) {
1083                 memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1084                 get_slabinfo(c, &sinfo);
1085
1086                 info->active_slabs += sinfo.active_slabs;
1087                 info->num_slabs += sinfo.num_slabs;
1088                 info->shared_avail += sinfo.shared_avail;
1089                 info->active_objs += sinfo.active_objs;
1090                 info->num_objs += sinfo.num_objs;
1091         }
1092 }
1093
1094 static void cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
1095 {
1096         struct slabinfo sinfo;
1097
1098         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1099         get_slabinfo(s, &sinfo);
1100
1101         memcg_accumulate_slabinfo(s, &sinfo);
1102
1103         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
1104                    cache_name(s), sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
1105                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
1106
1107         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
1108                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
1109         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
1110                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
1111         slabinfo_show_stats(m, s);
1112         seq_putc(m, '\n');
1113 }
1114
1115 static int slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1116 {
1117         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
1118
1119         if (p == slab_caches.next)
1120                 print_slabinfo_header(m);
1121         if (is_root_cache(s))
1122                 cache_show(s, m);
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
1127 int memcg_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1128 {
1129         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
1130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
1131
1132         if (p == slab_caches.next)
1133                 print_slabinfo_header(m);
1134         if (!is_root_cache(s) && s->memcg_params.memcg == memcg)
1135                 cache_show(s, m);
1136         return 0;
1137 }
1138 #endif
1139
1140 /*
1141  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
1142  *
1143  * Output layout:
1144  * cache-name
1145  * num-active-objs
1146  * total-objs
1147  * object size
1148  * num-active-slabs
1149  * total-slabs
1150  * num-pages-per-slab
1151  * + further values on SMP and with statistics enabled
1152  */
1153 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
1154         .start = slab_start,
1155         .next = slab_next,
1156         .stop = slab_stop,
1157         .show = slab_show,
1158 };
1159
1160 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1161 {
1162         return seq_open(file, &slabinfo_op);
1163 }
1164
1165 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
1166         .open           = slabinfo_open,
1167         .read           = seq_read,
1168         .write          = slabinfo_write,
1169         .llseek         = seq_lseek,
1170         .release        = seq_release,
1171 };
1172
1173 static int __init slab_proc_init(void)
1174 {
1175         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL,
1176                                                 &proc_slabinfo_operations);
1177         return 0;
1178 }
1179 module_init(slab_proc_init);
1180 #endif /* CONFIG_SLABINFO */
1181
1182 static __always_inline void *__do_krealloc(const void *p, size_t new_size,
1183                                            gfp_t flags)
1184 {
1185         void *ret;
1186         size_t ks = 0;
1187
1188         if (p)
1189                 ks = ksize(p);
1190
1191         if (ks >= new_size) {
1192                 kasan_krealloc((void *)p, new_size);
1193                 return (void *)p;
1194         }
1195
1196         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
1197         if (ret && p)
1198                 memcpy(ret, p, ks);
1199
1200         return ret;
1201 }
1202
1203 /**
1204  * __krealloc - like krealloc() but don't free @p.
1205  * @p: object to reallocate memory for.
1206  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1207  * @flags: the type of memory to allocate.
1208  *
1209  * This function is like krealloc() except it never frees the originally
1210  * allocated buffer. Use this if you don't want to free the buffer immediately
1211  * like, for example, with RCU.
1212  */
1213 void *__krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1214 {
1215         if (unlikely(!new_size))
1216                 return ZERO_SIZE_PTR;
1217
1218         return __do_krealloc(p, new_size, flags);
1219
1220 }
1221 EXPORT_SYMBOL(__krealloc);
1222
1223 /**
1224  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
1225  * @p: object to reallocate memory for.
1226  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1227  * @flags: the type of memory to allocate.
1228  *
1229  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
1230  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
1231  * behaves exactly like kmalloc().  If @new_size is 0 and @p is not a
1232  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
1233  */
1234 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1235 {
1236         void *ret;
1237
1238         if (unlikely(!new_size)) {
1239                 kfree(p);
1240                 return ZERO_SIZE_PTR;
1241         }
1242
1243         ret = __do_krealloc(p, new_size, flags);
1244         if (ret && p != ret)
1245                 kfree(p);
1246
1247         return ret;
1248 }
1249 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
1250
1251 /**
1252  * kzfree - like kfree but zero memory
1253  * @p: object to free memory of
1254  *
1255  * The memory of the object @p points to is zeroed before freed.
1256  * If @p is %NULL, kzfree() does nothing.
1257  *
1258  * Note: this function zeroes the whole allocated buffer which can be a good
1259  * deal bigger than the requested buffer size passed to kmalloc(). So be
1260  * careful when using this function in performance sensitive code.
1261  */
1262 void kzfree(const void *p)
1263 {
1264         size_t ks;
1265         void *mem = (void *)p;
1266
1267         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(mem)))
1268                 return;
1269         ks = ksize(mem);
1270         memset(mem, 0, ks);
1271         kfree(mem);
1272 }
1273 EXPORT_SYMBOL(kzfree);
1274
1275 /* Tracepoints definitions. */
1276 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc);
1277 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1278 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc_node);
1279 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1280 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kfree);
1281 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_free);