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