mm/slab_common.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Slab allocator functions that are independent of the allocator strategy
   4  *
   5  * (C) 2012 Christoph Lameter <cl@linux.com>
   6  */
   7 #include <linux/slab.h>
   8
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/poison.h>
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/memory.h>
  13 #include <linux/cache.h>
  14 #include <linux/compiler.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/cpu.h>
  17 #include <linux/uaccess.h>
  18 #include <linux/seq_file.h>
  19 #include <linux/proc_fs.h>
  20 #include <linux/debugfs.h>
  21 #include <asm/cacheflush.h>
  22 #include <asm/tlbflush.h>
  23 #include <asm/page.h>
  24 #include <linux/memcontrol.h>
  25
  26 #define CREATE_TRACE_POINTS
  27 #include <trace/events/kmem.h>
  28
  29 #include "slab.h"
  30
  31 enum slab_state slab_state;
  32 LIST_HEAD(slab_caches);
  33 DEFINE_MUTEX(slab_mutex);
  34 struct kmem_cache *kmem_cache;
  35
  36 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
  37 bool usercopy_fallback __ro_after_init =
  38                 IS_ENABLED(CONFIG_HARDENED_USERCOPY_FALLBACK);
  39 module_param(usercopy_fallback, bool, 0400);
  40 MODULE_PARM_DESC(usercopy_fallback,
  41                 "WARN instead of reject usercopy whitelist violations");
  42 #endif
  43
  44 static LIST_HEAD(slab_caches_to_rcu_destroy);
  45 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work);
  46 static DECLARE_WORK(slab_caches_to_rcu_destroy_work,
  47                     slab_caches_to_rcu_destroy_workfn);
  48
  49 /*
  50  * Set of flags that will prevent slab merging
  51  */
  52 #define SLAB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
  53                 SLAB_TRACE | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
  54                 SLAB_FAILSLAB | SLAB_KASAN)
  55
  56 #define SLAB_MERGE_SAME (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_CACHE_DMA | \
  57                          SLAB_CACHE_DMA32 | SLAB_ACCOUNT)
  58
  59 /*
  60  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
  61  */
  62 static bool slab_nomerge = !IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_MERGE_DEFAULT);
  63
  64 static int __init setup_slab_nomerge(char *str)
  65 {
  66         slab_nomerge = true;
  67         return 1;
  68 }
  69
  70 #ifdef CONFIG_SLUB
  71 __setup_param("slub_nomerge", slub_nomerge, setup_slab_nomerge, 0);
  72 #endif
  73
  74 __setup("slab_nomerge", setup_slab_nomerge);
  75
  76 /*
  77  * Determine the size of a slab object
  78  */
  79 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
  80 {
  81         return s->object_size;
  82 }
  83 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
  84
  85 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  86 static int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
  87 {
  88         if (!name || in_interrupt() || size < sizeof(void *) ||
  89                 size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
  90                 pr_err("kmem_cache_create(%s) integrity check failed\n", name);
  91                 return -EINVAL;
  92         }
  93
  94         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
  95         return 0;
  96 }
  97 #else
  98 static inline int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
  99 {
 100         return 0;
 101 }
 102 #endif
 103
 104 void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t nr, void **p)
 105 {
 106         size_t i;
 107
 108         for (i = 0; i < nr; i++) {
 109                 if (s)
 110                         kmem_cache_free(s, p[i]);
 111                 else
 112                         kfree(p[i]);
 113         }
 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
 133 LIST_HEAD(slab_root_caches);
 134 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_kmem_wq_lock);
 135
 136 static void kmemcg_cache_shutdown(struct percpu_ref *percpu_ref);
 137
 138 void slab_init_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 139 {
 140         s->memcg_params.root_cache = NULL;
 141         RCU_INIT_POINTER(s->memcg_params.memcg_caches, NULL);
 142         INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.children);
 143         s->memcg_params.dying = false;
 144 }
 145
 146 static int init_memcg_params(struct kmem_cache *s,
 147                              struct kmem_cache *root_cache)
 148 {
 149         struct memcg_cache_array *arr;
 150
 151         if (root_cache) {
 152                 int ret = percpu_ref_init(&s->memcg_params.refcnt,
 153                                           kmemcg_cache_shutdown,
 154                                           0, GFP_KERNEL);
 155                 if (ret)
 156                         return ret;
 157
 158                 s->memcg_params.root_cache = root_cache;
 159                 INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.children_node);
 160                 INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.kmem_caches_node);
 161                 return 0;
 162         }
 163
 164         slab_init_memcg_params(s);
 165
 166         if (!memcg_nr_cache_ids)
 167                 return 0;
 168
 169         arr = kvzalloc(sizeof(struct memcg_cache_array) +
 170                        memcg_nr_cache_ids * sizeof(void *),
 171                        GFP_KERNEL);
 172         if (!arr)
 173                 return -ENOMEM;
 174
 175         RCU_INIT_POINTER(s->memcg_params.memcg_caches, arr);
 176         return 0;
 177 }
 178
 179 static void destroy_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 180 {
 181         if (is_root_cache(s)) {
 182                 kvfree(rcu_access_pointer(s->memcg_params.memcg_caches));
 183         } else {
 184                 mem_cgroup_put(s->memcg_params.memcg);
 185                 WRITE_ONCE(s->memcg_params.memcg, NULL);
 186                 percpu_ref_exit(&s->memcg_params.refcnt);
 187         }
 188 }
 189
 190 static void free_memcg_params(struct rcu_head *rcu)
 191 {
 192         struct memcg_cache_array *old;
 193
 194         old = container_of(rcu, struct memcg_cache_array, rcu);
 195         kvfree(old);
 196 }
 197
 198 static int update_memcg_params(struct kmem_cache *s, int new_array_size)
 199 {
 200         struct memcg_cache_array *old, *new;
 201
 202         new = kvzalloc(sizeof(struct memcg_cache_array) +
 203                        new_array_size * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
 204         if (!new)
 205                 return -ENOMEM;
 206
 207         old = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 208                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 209         if (old)
 210                 memcpy(new->entries, old->entries,
 211                        memcg_nr_cache_ids * sizeof(void *));
 212
 213         rcu_assign_pointer(s->memcg_params.memcg_caches, new);
 214         if (old)
 215                 call_rcu(&old->rcu, free_memcg_params);
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 int memcg_update_all_caches(int num_memcgs)
 220 {
 221         struct kmem_cache *s;
 222         int ret = 0;
 223
 224         mutex_lock(&slab_mutex);
 225         list_for_each_entry(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
 226                 ret = update_memcg_params(s, num_memcgs);
 227                 /*
 228                  * Instead of freeing the memory, we'll just leave the caches
 229                  * up to this point in an updated state.
 230                  */
 231                 if (ret)
 232                         break;
 233         }
 234         mutex_unlock(&slab_mutex);
 235         return ret;
 236 }
 237
 238 void memcg_link_cache(struct kmem_cache *s, struct mem_cgroup *memcg)
 239 {
 240         if (is_root_cache(s)) {
 241                 list_add(&s->root_caches_node, &slab_root_caches);
 242         } else {
 243                 css_get(&memcg->css);
 244                 s->memcg_params.memcg = memcg;
 245                 list_add(&s->memcg_params.children_node,
 246                          &s->memcg_params.root_cache->memcg_params.children);
 247                 list_add(&s->memcg_params.kmem_caches_node,
 248                          &s->memcg_params.memcg->kmem_caches);
 249         }
 250 }
 251
 252 static void memcg_unlink_cache(struct kmem_cache *s)
 253 {
 254         if (is_root_cache(s)) {
 255                 list_del(&s->root_caches_node);
 256         } else {
 257                 list_del(&s->memcg_params.children_node);
 258                 list_del(&s->memcg_params.kmem_caches_node);
 259         }
 260 }
 261 #else
 262 static inline int init_memcg_params(struct kmem_cache *s,
 263                                     struct kmem_cache *root_cache)
 264 {
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static inline void destroy_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 269 {
 270 }
 271
 272 static inline void memcg_unlink_cache(struct kmem_cache *s)
 273 {
 274 }
 275 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
 276
 277 /*
 278  * Figure out what the alignment of the objects will be given a set of
 279  * flags, a user specified alignment and the size of the objects.
 280  */
 281 static unsigned int calculate_alignment(slab_flags_t flags,
 282                 unsigned int align, unsigned int size)
 283 {
 284         /*
 285          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
 286          * suggestion if the object is sufficiently large.
 287          *
 288          * The hardware cache alignment cannot override the specified
 289          * alignment though. If that is greater then use it.
 290          */
 291         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
 292                 unsigned int ralign;
 293
 294                 ralign = cache_line_size();
 295                 while (size <= ralign / 2)
 296                         ralign /= 2;
 297                 align = max(align, ralign);
 298         }
 299
 300         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
 301                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
 302
 303         return ALIGN(align, sizeof(void *));
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Find a mergeable slab cache
 308  */
 309 int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
 310 {
 311         if (slab_nomerge || (s->flags & SLAB_NEVER_MERGE))
 312                 return 1;
 313
 314         if (!is_root_cache(s))
 315                 return 1;
 316
 317         if (s->ctor)
 318                 return 1;
 319
 320         if (s->usersize)
 321                 return 1;
 322
 323         /*
 324          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
 325          */
 326         if (s->refcount < 0)
 327                 return 1;
 328
 329 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 330         /*
 331          * Skip the dying kmem_cache.
 332          */
 333         if (s->memcg_params.dying)
 334                 return 1;
 335 #endif
 336
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 struct kmem_cache *find_mergeable(unsigned int size, unsigned int align,
 341                 slab_flags_t flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
 342 {
 343         struct kmem_cache *s;
 344
 345         if (slab_nomerge)
 346                 return NULL;
 347
 348         if (ctor)
 349                 return NULL;
 350
 351         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
 352         align = calculate_alignment(flags, align, size);
 353         size = ALIGN(size, align);
 354         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
 355
 356         if (flags & SLAB_NEVER_MERGE)
 357                 return NULL;
 358
 359         list_for_each_entry_reverse(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
 360                 if (slab_unmergeable(s))
 361                         continue;
 362
 363                 if (size > s->size)
 364                         continue;
 365
 366                 if ((flags & SLAB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLAB_MERGE_SAME))
 367                         continue;
 368                 /*
 369                  * Check if alignment is compatible.
 370                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
 371                  */
 372                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
 373                         continue;
 374
 375                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
 376                         continue;
 377
 378                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB) && align &&
 379                         (align > s->align || s->align % align))
 380                         continue;
 381
 382                 return s;
 383         }
 384         return NULL;
 385 }
 386
 387 static struct kmem_cache *create_cache(const char *name,
 388                 unsigned int object_size, unsigned int align,
 389                 slab_flags_t flags, unsigned int useroffset,
 390                 unsigned int usersize, void (*ctor)(void *),
 391                 struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
 392 {
 393         struct kmem_cache *s;
 394         int err;
 395
 396         if (WARN_ON(useroffset + usersize > object_size))
 397                 useroffset = usersize = 0;
 398
 399         err = -ENOMEM;
 400         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
 401         if (!s)
 402                 goto out;
 403
 404         s->name = name;
 405         s->size = s->object_size = object_size;
 406         s->align = align;
 407         s->ctor = ctor;
 408         s->useroffset = useroffset;
 409         s->usersize = usersize;
 410
 411         err = init_memcg_params(s, root_cache);
 412         if (err)
 413                 goto out_free_cache;
 414
 415         err = __kmem_cache_create(s, flags);
 416         if (err)
 417                 goto out_free_cache;
 418
 419         s->refcount = 1;
 420         list_add(&s->list, &slab_caches);
 421         memcg_link_cache(s, memcg);
 422 out:
 423         if (err)
 424                 return ERR_PTR(err);
 425         return s;
 426
 427 out_free_cache:
 428         destroy_memcg_params(s);
 429         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 430         goto out;
 431 }
 432
 433 /**
 434  * kmem_cache_create_usercopy - Create a cache with a region suitable
 435  * for copying to userspace
 436  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 437  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 438  * @align: The required alignment for the objects.
 439  * @flags: SLAB flags
 440  * @useroffset: Usercopy region offset
 441  * @usersize: Usercopy region size
 442  * @ctor: A constructor for the objects.
 443  *
 444  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 445  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 446  *
 447  * The flags are
 448  *
 449  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 450  * to catch references to uninitialised memory.
 451  *
 452  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
 453  * for buffer overruns.
 454  *
 455  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 456  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 457  * as davem.
 458  *
 459  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
 460  */
 461 struct kmem_cache *
 462 kmem_cache_create_usercopy(const char *name,
 463                   unsigned int size, unsigned int align,
 464                   slab_flags_t flags,
 465                   unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
 466                   void (*ctor)(void *))
 467 {
 468         struct kmem_cache *s = NULL;
 469         const char *cache_name;
 470         int err;
 471
 472         get_online_cpus();
 473         get_online_mems();
 474         memcg_get_cache_ids();
 475
 476         mutex_lock(&slab_mutex);
 477
 478         err = kmem_cache_sanity_check(name, size);
 479         if (err) {
 480                 goto out_unlock;
 481         }
 482
 483         /* Refuse requests with allocator specific flags */
 484         if (flags & ~SLAB_FLAGS_PERMITTED) {
 485                 err = -EINVAL;
 486                 goto out_unlock;
 487         }
 488
 489         /*
 490          * Some allocators will constraint the set of valid flags to a subset
 491          * of all flags. We expect them to define CACHE_CREATE_MASK in this
 492          * case, and we'll just provide them with a sanitized version of the
 493          * passed flags.
 494          */
 495         flags &= CACHE_CREATE_MASK;
 496
 497         /* Fail closed on bad usersize of useroffset values. */
 498         if (WARN_ON(!usersize && useroffset) ||
 499             WARN_ON(size < usersize || size - usersize < useroffset))
 500                 usersize = useroffset = 0;
 501
 502         if (!usersize)
 503                 s = __kmem_cache_alias(name, size, align, flags, ctor);
 504         if (s)
 505                 goto out_unlock;
 506
 507         cache_name = kstrdup_const(name, GFP_KERNEL);
 508         if (!cache_name) {
 509                 err = -ENOMEM;
 510                 goto out_unlock;
 511         }
 512
 513         s = create_cache(cache_name, size,
 514                          calculate_alignment(flags, align, size),
 515                          flags, useroffset, usersize, ctor, NULL, NULL);
 516         if (IS_ERR(s)) {
 517                 err = PTR_ERR(s);
 518                 kfree_const(cache_name);
 519         }
 520
 521 out_unlock:
 522         mutex_unlock(&slab_mutex);
 523
 524         memcg_put_cache_ids();
 525         put_online_mems();
 526         put_online_cpus();
 527
 528         if (err) {
 529                 if (flags & SLAB_PANIC)
 530                         panic("kmem_cache_create: Failed to create slab '%s'. Error %d\n",
 531                                 name, err);
 532                 else {
 533                         pr_warn("kmem_cache_create(%s) failed with error %d\n",
 534                                 name, err);
 535                         dump_stack();
 536                 }
 537                 return NULL;
 538         }
 539         return s;
 540 }
 541 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create_usercopy);
 542
 543 /**
 544  * kmem_cache_create - Create a cache.
 545  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 546  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 547  * @align: The required alignment for the objects.
 548  * @flags: SLAB flags
 549  * @ctor: A constructor for the objects.
 550  *
 551  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 552  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 553  *
 554  * The flags are
 555  *
 556  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 557  * to catch references to uninitialised memory.
 558  *
 559  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
 560  * for buffer overruns.
 561  *
 562  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 563  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 564  * as davem.
 565  *
 566  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
 567  */
 568 struct kmem_cache *
 569 kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
 570                 slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
 571 {
 572         return kmem_cache_create_usercopy(name, size, align, flags, 0, 0,
 573                                           ctor);
 574 }
 575 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
 576
 577 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work)
 578 {
 579         LIST_HEAD(to_destroy);
 580         struct kmem_cache *s, *s2;
 581
 582         /*
 583          * On destruction, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU kmem_caches are put on the
 584          * @slab_caches_to_rcu_destroy list.  The slab pages are freed
 585          * through RCU and and the associated kmem_cache are dereferenced
 586          * while freeing the pages, so the kmem_caches should be freed only
 587          * after the pending RCU operations are finished.  As rcu_barrier()
 588          * is a pretty slow operation, we batch all pending destructions
 589          * asynchronously.
 590          */
 591         mutex_lock(&slab_mutex);
 592         list_splice_init(&slab_caches_to_rcu_destroy, &to_destroy);
 593         mutex_unlock(&slab_mutex);
 594
 595         if (list_empty(&to_destroy))
 596                 return;
 597
 598         rcu_barrier();
 599
 600         list_for_each_entry_safe(s, s2, &to_destroy, list) {
 601 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 602                 sysfs_slab_release(s);
 603 #else
 604                 slab_kmem_cache_release(s);
 605 #endif
 606         }
 607 }
 608
 609 static int shutdown_cache(struct kmem_cache *s)
 610 {
 611         /* free asan quarantined objects */
 612         kasan_cache_shutdown(s);
 613
 614         if (__kmem_cache_shutdown(s) != 0)
 615                 return -EBUSY;
 616
 617         memcg_unlink_cache(s);
 618         list_del(&s->list);
 619
 620         if (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) {
 621 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 622                 sysfs_slab_unlink(s);
 623 #endif
 624                 list_add_tail(&s->list, &slab_caches_to_rcu_destroy);
 625                 schedule_work(&slab_caches_to_rcu_destroy_work);
 626         } else {
 627 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 628                 sysfs_slab_unlink(s);
 629                 sysfs_slab_release(s);
 630 #else
 631                 slab_kmem_cache_release(s);
 632 #endif
 633         }
 634
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 639 /*
 640  * memcg_create_kmem_cache - Create a cache for a memory cgroup.
 641  * @memcg: The memory cgroup the new cache is for.
 642  * @root_cache: The parent of the new cache.
 643  *
 644  * This function attempts to create a kmem cache that will serve allocation
 645  * requests going from @memcg to @root_cache. The new cache inherits properties
 646  * from its parent.
 647  */
 648 void memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
 649                              struct kmem_cache *root_cache)
 650 {
 651         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by slab_mutex */
 652         struct cgroup_subsys_state *css = &memcg->css;
 653         struct memcg_cache_array *arr;
 654         struct kmem_cache *s = NULL;
 655         char *cache_name;
 656         int idx;
 657
 658         get_online_cpus();
 659         get_online_mems();
 660
 661         mutex_lock(&slab_mutex);
 662
 663         /*
 664          * The memory cgroup could have been offlined while the cache
 665          * creation work was pending.
 666          */
 667         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
 668                 goto out_unlock;
 669
 670         idx = memcg_cache_id(memcg);
 671         arr = rcu_dereference_protected(root_cache->memcg_params.memcg_caches,
 672                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 673
 674         /*
 675          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
 676          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
 677          * create the same cache, but only one of them may succeed.
 678          */
 679         if (arr->entries[idx])
 680                 goto out_unlock;
 681
 682         cgroup_name(css->cgroup, memcg_name_buf, sizeof(memcg_name_buf));
 683         cache_name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%llu:%s)", root_cache->name,
 684                                css->serial_nr, memcg_name_buf);
 685         if (!cache_name)
 686                 goto out_unlock;
 687
 688         s = create_cache(cache_name, root_cache->object_size,
 689                          root_cache->align,
 690                          root_cache->flags & CACHE_CREATE_MASK,
 691                          root_cache->useroffset, root_cache->usersize,
 692                          root_cache->ctor, memcg, root_cache);
 693         /*
 694          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
 695          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
 696          * cache.
 697          */
 698         if (IS_ERR(s)) {
 699                 kfree(cache_name);
 700                 goto out_unlock;
 701         }
 702
 703         /*
 704          * Since readers won't lock (see memcg_kmem_get_cache()), we need a
 705          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
 706          * initialized.
 707          */
 708         smp_wmb();
 709         arr->entries[idx] = s;
 710
 711 out_unlock:
 712         mutex_unlock(&slab_mutex);
 713
 714         put_online_mems();
 715         put_online_cpus();
 716 }
 717
 718 static void kmemcg_workfn(struct work_struct *work)
 719 {
 720         struct kmem_cache *s = container_of(work, struct kmem_cache,
 721                                             memcg_params.work);
 722
 723         get_online_cpus();
 724         get_online_mems();
 725
 726         mutex_lock(&slab_mutex);
 727         s->memcg_params.work_fn(s);
 728         mutex_unlock(&slab_mutex);
 729
 730         put_online_mems();
 731         put_online_cpus();
 732 }
 733
 734 static void kmemcg_rcufn(struct rcu_head *head)
 735 {
 736         struct kmem_cache *s = container_of(head, struct kmem_cache,
 737                                             memcg_params.rcu_head);
 738
 739         /*
 740          * We need to grab blocking locks.  Bounce to ->work.  The
 741          * work item shares the space with the RCU head and can't be
 742          * initialized earlier.
 743          */
 744         INIT_WORK(&s->memcg_params.work, kmemcg_workfn);
 745         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &s->memcg_params.work);
 746 }
 747
 748 static void kmemcg_cache_shutdown_fn(struct kmem_cache *s)
 749 {
 750         WARN_ON(shutdown_cache(s));
 751 }
 752
 753 static void kmemcg_cache_shutdown(struct percpu_ref *percpu_ref)
 754 {
 755         struct kmem_cache *s = container_of(percpu_ref, struct kmem_cache,
 756                                             memcg_params.refcnt);
 757         unsigned long flags;
 758
 759         spin_lock_irqsave(&memcg_kmem_wq_lock, flags);
 760         if (s->memcg_params.root_cache->memcg_params.dying)
 761                 goto unlock;
 762
 763         s->memcg_params.work_fn = kmemcg_cache_shutdown_fn;
 764         INIT_WORK(&s->memcg_params.work, kmemcg_workfn);
 765         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &s->memcg_params.work);
 766
 767 unlock:
 768         spin_unlock_irqrestore(&memcg_kmem_wq_lock, flags);
 769 }
 770
 771 static void kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
 772 {
 773         __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(s);
 774         percpu_ref_kill(&s->memcg_params.refcnt);
 775 }
 776
 777 static void kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
 778 {
 779         if (WARN_ON_ONCE(is_root_cache(s)))
 780                 return;
 781
 782         __kmemcg_cache_deactivate(s);
 783         s->flags |= SLAB_DEACTIVATED;
 784
 785         /*
 786          * memcg_kmem_wq_lock is used to synchronize memcg_params.dying
 787          * flag and make sure that no new kmem_cache deactivation tasks
 788          * are queued (see flush_memcg_workqueue() ).
 789          */
 790         spin_lock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 791         if (s->memcg_params.root_cache->memcg_params.dying)
 792                 goto unlock;
 793
 794         s->memcg_params.work_fn = kmemcg_cache_deactivate_after_rcu;
 795         call_rcu(&s->memcg_params.rcu_head, kmemcg_rcufn);
 796 unlock:
 797         spin_unlock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 798 }
 799
 800 void memcg_deactivate_kmem_caches(struct mem_cgroup *memcg,
 801                                   struct mem_cgroup *parent)
 802 {
 803         int idx;
 804         struct memcg_cache_array *arr;
 805         struct kmem_cache *s, *c;
 806         unsigned int nr_reparented;
 807
 808         idx = memcg_cache_id(memcg);
 809
 810         get_online_cpus();
 811         get_online_mems();
 812
 813         mutex_lock(&slab_mutex);
 814         list_for_each_entry(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
 815                 arr = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 816                                                 lockdep_is_held(&slab_mutex));
 817                 c = arr->entries[idx];
 818                 if (!c)
 819                         continue;
 820
 821                 kmemcg_cache_deactivate(c);
 822                 arr->entries[idx] = NULL;
 823         }
 824         nr_reparented = 0;
 825         list_for_each_entry(s, &memcg->kmem_caches,
 826                             memcg_params.kmem_caches_node) {
 827                 WRITE_ONCE(s->memcg_params.memcg, parent);
 828                 css_put(&memcg->css);
 829                 nr_reparented++;
 830         }
 831         if (nr_reparented) {
 832                 list_splice_init(&memcg->kmem_caches,
 833                                  &parent->kmem_caches);
 834                 css_get_many(&parent->css, nr_reparented);
 835         }
 836         mutex_unlock(&slab_mutex);
 837
 838         put_online_mems();
 839         put_online_cpus();
 840 }
 841
 842 static int shutdown_memcg_caches(struct kmem_cache *s)
 843 {
 844         struct memcg_cache_array *arr;
 845         struct kmem_cache *c, *c2;
 846         LIST_HEAD(busy);
 847         int i;
 848
 849         BUG_ON(!is_root_cache(s));
 850
 851         /*
 852          * First, shutdown active caches, i.e. caches that belong to online
 853          * memory cgroups.
 854          */
 855         arr = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 856                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 857         for_each_memcg_cache_index(i) {
 858                 c = arr->entries[i];
 859                 if (!c)
 860                         continue;
 861                 if (shutdown_cache(c))
 862                         /*
 863                          * The cache still has objects. Move it to a temporary
 864                          * list so as not to try to destroy it for a second
 865                          * time while iterating over inactive caches below.
 866                          */
 867                         list_move(&c->memcg_params.children_node, &busy);
 868                 else
 869                         /*
 870                          * The cache is empty and will be destroyed soon. Clear
 871                          * the pointer to it in the memcg_caches array so that
 872                          * it will never be accessed even if the root cache
 873                          * stays alive.
 874                          */
 875                         arr->entries[i] = NULL;
 876         }
 877
 878         /*
 879          * Second, shutdown all caches left from memory cgroups that are now
 880          * offline.
 881          */
 882         list_for_each_entry_safe(c, c2, &s->memcg_params.children,
 883                                  memcg_params.children_node)
 884                 shutdown_cache(c);
 885
 886         list_splice(&busy, &s->memcg_params.children);
 887
 888         /*
 889          * A cache being destroyed must be empty. In particular, this means
 890          * that all per memcg caches attached to it must be empty too.
 891          */
 892         if (!list_empty(&s->memcg_params.children))
 893                 return -EBUSY;
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 static void memcg_set_kmem_cache_dying(struct kmem_cache *s)
 898 {
 899         spin_lock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 900         s->memcg_params.dying = true;
 901         spin_unlock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 902 }
 903
 904 static void flush_memcg_workqueue(struct kmem_cache *s)
 905 {
 906         /*
 907          * SLAB and SLUB deactivate the kmem_caches through call_rcu. Make
 908          * sure all registered rcu callbacks have been invoked.
 909          */
 910         rcu_barrier();
 911
 912         /*
 913          * SLAB and SLUB create memcg kmem_caches through workqueue and SLUB
 914          * deactivates the memcg kmem_caches through workqueue. Make sure all
 915          * previous workitems on workqueue are processed.
 916          */
 917         if (likely(memcg_kmem_cache_wq))
 918                 flush_workqueue(memcg_kmem_cache_wq);
 919
 920         /*
 921          * If we're racing with children kmem_cache deactivation, it might
 922          * take another rcu grace period to complete their destruction.
 923          * At this moment the corresponding percpu_ref_kill() call should be
 924          * done, but it might take another rcu grace period to complete
 925          * switching to the atomic mode.
 926          * Please, note that we check without grabbing the slab_mutex. It's safe
 927          * because at this moment the children list can't grow.
 928          */
 929         if (!list_empty(&s->memcg_params.children))
 930                 rcu_barrier();
 931 }
 932 #else
 933 static inline int shutdown_memcg_caches(struct kmem_cache *s)
 934 {
 935         return 0;
 936 }
 937 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
 938
 939 void slab_kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
 940 {
 941         __kmem_cache_release(s);
 942         destroy_memcg_params(s);
 943         kfree_const(s->name);
 944         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 945 }
 946
 947 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
 948 {
 949         int err;
 950
 951         if (unlikely(!s))
 952                 return;
 953
 954         get_online_cpus();
 955         get_online_mems();
 956
 957         mutex_lock(&slab_mutex);
 958
 959         s->refcount--;
 960         if (s->refcount)
 961                 goto out_unlock;
 962
 963 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 964         memcg_set_kmem_cache_dying(s);
 965
 966         mutex_unlock(&slab_mutex);
 967
 968         put_online_mems();
 969         put_online_cpus();
 970
 971         flush_memcg_workqueue(s);
 972
 973         get_online_cpus();
 974         get_online_mems();
 975
 976         mutex_lock(&slab_mutex);
 977 #endif
 978
 979         err = shutdown_memcg_caches(s);
 980         if (!err)
 981                 err = shutdown_cache(s);
 982
 983         if (err) {
 984                 pr_err("kmem_cache_destroy %s: Slab cache still has objects\n",
 985                        s->name);
 986                 dump_stack();
 987         }
 988 out_unlock:
 989         mutex_unlock(&slab_mutex);
 990
 991         put_online_mems();
 992         put_online_cpus();
 993 }
 994 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
 995
 996 /**
 997  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
 998  * @cachep: The cache to shrink.
 999  *
1000  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1001  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1002  *
1003  * Return: %0 if all slabs were released, non-zero otherwise
1004  */
1005 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
1006 {
1007         int ret;
1008
1009         get_online_cpus();
1010         get_online_mems();
1011         kasan_cache_shrink(cachep);
1012         ret = __kmem_cache_shrink(cachep);
1013         put_online_mems();
1014         put_online_cpus();
1015         return ret;
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1018
1019 /**
1020  * kmem_cache_shrink_all - shrink a cache and all memcg caches for root cache
1021  * @s: The cache pointer
1022  */
1023 void kmem_cache_shrink_all(struct kmem_cache *s)
1024 {
1025         struct kmem_cache *c;
1026
1027         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) || !is_root_cache(s)) {
1028                 kmem_cache_shrink(s);
1029                 return;
1030         }
1031
1032         get_online_cpus();
1033         get_online_mems();
1034         kasan_cache_shrink(s);
1035         __kmem_cache_shrink(s);
1036
1037         /*
1038          * We have to take the slab_mutex to protect from the memcg list
1039          * modification.
1040          */
1041         mutex_lock(&slab_mutex);
1042         for_each_memcg_cache(c, s) {
1043                 /*
1044                  * Don't need to shrink deactivated memcg caches.
1045                  */
1046                 if (s->flags & SLAB_DEACTIVATED)
1047                         continue;
1048                 kasan_cache_shrink(c);
1049                 __kmem_cache_shrink(c);
1050         }
1051         mutex_unlock(&slab_mutex);
1052         put_online_mems();
1053         put_online_cpus();
1054 }
1055
1056 bool slab_is_available(void)
1057 {
1058         return slab_state >= UP;
1059 }
1060
1061 #ifndef CONFIG_SLOB
1062 /* Create a cache during boot when no slab services are available yet */
1063 void __init create_boot_cache(struct kmem_cache *s, const char *name,
1064                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
1065                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
1066 {
1067         int err;
1068         unsigned int align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1069
1070         s->name = name;
1071         s->size = s->object_size = size;
1072
1073         /*
1074          * For power of two sizes, guarantee natural alignment for kmalloc
1075          * caches, regardless of SL*B debugging options.
1076          */
1077         if (is_power_of_2(size))
1078                 align = max(align, size);
1079         s->align = calculate_alignment(flags, align, size);
1080
1081         s->useroffset = useroffset;
1082         s->usersize = usersize;
1083
1084         slab_init_memcg_params(s);
1085
1086         err = __kmem_cache_create(s, flags);
1087
1088         if (err)
1089                 panic("Creation of kmalloc slab %s size=%u failed. Reason %d\n",
1090                                         name, size, err);
1091
1092         s->refcount = -1;       /* Exempt from merging for now */
1093 }
1094
1095 struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
1096                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
1097                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
1098 {
1099         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1100
1101         if (!s)
1102                 panic("Out of memory when creating slab %s\n", name);
1103
1104         create_boot_cache(s, name, size, flags, useroffset, usersize);
1105         list_add(&s->list, &slab_caches);
1106         memcg_link_cache(s, NULL);
1107         s->refcount = 1;
1108         return s;
1109 }
1110
1111 struct kmem_cache *
1112 kmalloc_caches[NR_KMALLOC_TYPES][KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __ro_after_init =
1113 { /* initialization for https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=42570 */ };
1114 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1115
1116 /*
1117  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
1118  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
1119  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
1120  * fls.
1121  */
1122 static u8 size_index[24] __ro_after_init = {
1123         3,      /* 8 */
1124         4,      /* 16 */
1125         5,      /* 24 */
1126         5,      /* 32 */
1127         6,      /* 40 */
1128         6,      /* 48 */
1129         6,      /* 56 */
1130         6,      /* 64 */
1131         1,      /* 72 */
1132         1,      /* 80 */
1133         1,      /* 88 */
1134         1,      /* 96 */
1135         7,      /* 104 */
1136         7,      /* 112 */
1137         7,      /* 120 */
1138         7,      /* 128 */
1139         2,      /* 136 */
1140         2,      /* 144 */
1141         2,      /* 152 */
1142         2,      /* 160 */
1143         2,      /* 168 */
1144         2,      /* 176 */
1145         2,      /* 184 */
1146         2       /* 192 */
1147 };
1148
1149 static inline unsigned int size_index_elem(unsigned int bytes)
1150 {
1151         return (bytes - 1) / 8;
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Find the kmem_cache structure that serves a given size of
1156  * allocation
1157  */
1158 struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags)
1159 {
1160         unsigned int index;
1161
1162         if (size <= 192) {
1163                 if (!size)
1164                         return ZERO_SIZE_PTR;
1165
1166                 index = size_index[size_index_elem(size)];
1167         } else {
1168                 if (WARN_ON_ONCE(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
1169                         return NULL;
1170                 index = fls(size - 1);
1171         }
1172
1173         return kmalloc_caches[kmalloc_type(flags)][index];
1174 }
1175
1176 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1177 #define INIT_KMALLOC_INFO(__size, __short_size)                 \
1178 {                                                               \
1179         .name[KMALLOC_NORMAL]  = "kmalloc-" #__short_size,      \
1180         .name[KMALLOC_RECLAIM] = "kmalloc-rcl-" #__short_size,  \
1181         .name[KMALLOC_DMA]     = "dma-kmalloc-" #__short_size,  \
1182         .size = __size,                                         \
1183 }
1184 #else
1185 #define INIT_KMALLOC_INFO(__size, __short_size)                 \
1186 {                                                               \
1187         .name[KMALLOC_NORMAL]  = "kmalloc-" #__short_size,      \
1188         .name[KMALLOC_RECLAIM] = "kmalloc-rcl-" #__short_size,  \
1189         .size = __size,                                         \
1190 }
1191 #endif
1192
1193 /*
1194  * kmalloc_info[] is to make slub_debug=,kmalloc-xx option work at boot time.
1195  * kmalloc_index() supports up to 2^26=64MB, so the final entry of the table is
1196  * kmalloc-67108864.
1197  */
1198 const struct kmalloc_info_struct kmalloc_info[] __initconst = {
1199         INIT_KMALLOC_INFO(0, 0),
1200         INIT_KMALLOC_INFO(96, 96),
1201         INIT_KMALLOC_INFO(192, 192),
1202         INIT_KMALLOC_INFO(8, 8),
1203         INIT_KMALLOC_INFO(16, 16),
1204         INIT_KMALLOC_INFO(32, 32),
1205         INIT_KMALLOC_INFO(64, 64),
1206         INIT_KMALLOC_INFO(128, 128),
1207         INIT_KMALLOC_INFO(256, 256),
1208         INIT_KMALLOC_INFO(512, 512),
1209         INIT_KMALLOC_INFO(1024, 1k),
1210         INIT_KMALLOC_INFO(2048, 2k),
1211         INIT_KMALLOC_INFO(4096, 4k),
1212         INIT_KMALLOC_INFO(8192, 8k),
1213         INIT_KMALLOC_INFO(16384, 16k),
1214         INIT_KMALLOC_INFO(32768, 32k),
1215         INIT_KMALLOC_INFO(65536, 64k),
1216         INIT_KMALLOC_INFO(131072, 128k),
1217         INIT_KMALLOC_INFO(262144, 256k),
1218         INIT_KMALLOC_INFO(524288, 512k),
1219         INIT_KMALLOC_INFO(1048576, 1M),
1220         INIT_KMALLOC_INFO(2097152, 2M),
1221         INIT_KMALLOC_INFO(4194304, 4M),
1222         INIT_KMALLOC_INFO(8388608, 8M),
1223         INIT_KMALLOC_INFO(16777216, 16M),
1224         INIT_KMALLOC_INFO(33554432, 32M),
1225         INIT_KMALLOC_INFO(67108864, 64M)
1226 };
1227
1228 /*
1229  * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
1230  * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
1231  * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
1232  *
1233  * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
1234  * handle the index determination for the smaller caches.
1235  *
1236  * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
1237  * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
1238  */
1239 void __init setup_kmalloc_cache_index_table(void)
1240 {
1241         unsigned int i;
1242
1243         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
1244                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
1245
1246         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
1247                 unsigned int elem = size_index_elem(i);
1248
1249                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
1250                         break;
1251                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
1252         }
1253
1254         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 64) {
1255                 /*
1256                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
1257                  * is 64 byte.
1258                  */
1259                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
1260                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
1261
1262         }
1263
1264         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 128) {
1265                 /*
1266                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
1267                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
1268                  * instead.
1269                  */
1270                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
1271                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
1272         }
1273 }
1274
1275 static void __init
1276 new_kmalloc_cache(int idx, enum kmalloc_cache_type type, slab_flags_t flags)
1277 {
1278         if (type == KMALLOC_RECLAIM)
1279                 flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
1280
1281         kmalloc_caches[type][idx] = create_kmalloc_cache(
1282                                         kmalloc_info[idx].name[type],
1283                                         kmalloc_info[idx].size, flags, 0,
1284                                         kmalloc_info[idx].size);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
1289  * may already have been created because they were needed to
1290  * enable allocations for slab creation.
1291  */
1292 void __init create_kmalloc_caches(slab_flags_t flags)
1293 {
1294         int i;
1295         enum kmalloc_cache_type type;
1296
1297         for (type = KMALLOC_NORMAL; type <= KMALLOC_RECLAIM; type++) {
1298                 for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
1299                         if (!kmalloc_caches[type][i])
1300                                 new_kmalloc_cache(i, type, flags);
1301
1302                         /*
1303                          * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
1304                          * These have to be created immediately after the
1305                          * earlier power of two caches
1306                          */
1307                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && i == 6 &&
1308                                         !kmalloc_caches[type][1])
1309                                 new_kmalloc_cache(1, type, flags);
1310                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && i == 7 &&
1311                                         !kmalloc_caches[type][2])
1312                                 new_kmalloc_cache(2, type, flags);
1313                 }
1314         }
1315
1316         /* Kmalloc array is now usable */
1317         slab_state = UP;
1318
1319 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1320         for (i = 0; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
1321                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][i];
1322
1323                 if (s) {
1324                         kmalloc_caches[KMALLOC_DMA][i] = create_kmalloc_cache(
1325                                 kmalloc_info[i].name[KMALLOC_DMA],
1326                                 kmalloc_info[i].size,
1327                                 SLAB_CACHE_DMA | flags, 0,
1328                                 kmalloc_info[i].size);
1329                 }
1330         }
1331 #endif
1332 }
1333 #endif /* !CONFIG_SLOB */
1334
1335 /*
1336  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
1337  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
1338  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
1339  */
1340 void *kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1341 {
1342         void *ret = NULL;
1343         struct page *page;
1344
1345         flags |= __GFP_COMP;
1346         page = alloc_pages(flags, order);
1347         if (likely(page)) {
1348                 ret = page_address(page);
1349                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1350                                     1 << order);
1351         }
1352         ret = kasan_kmalloc_large(ret, size, flags);
1353         /* As ret might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1354         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
1355         return ret;
1356 }
1357 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order);
1358
1359 #ifdef CONFIG_TRACING
1360 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1361 {
1362         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1363         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1364         return ret;
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1367 #endif
1368
1369 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1370 /* Randomize a generic freelist */
1371 static void freelist_randomize(struct rnd_state *state, unsigned int *list,
1372                                unsigned int count)
1373 {
1374         unsigned int rand;
1375         unsigned int i;
1376
1377         for (i = 0; i < count; i++)
1378                 list[i] = i;
1379
1380         /* Fisher-Yates shuffle */
1381         for (i = count - 1; i > 0; i--) {
1382                 rand = prandom_u32_state(state);
1383                 rand %= (i + 1);
1384                 swap(list[i], list[rand]);
1385         }
1386 }
1387
1388 /* Create a random sequence per cache */
1389 int cache_random_seq_create(struct kmem_cache *cachep, unsigned int count,
1390                                     gfp_t gfp)
1391 {
1392         struct rnd_state state;
1393
1394         if (count < 2 || cachep->random_seq)
1395                 return 0;
1396
1397         cachep->random_seq = kcalloc(count, sizeof(unsigned int), gfp);
1398         if (!cachep->random_seq)
1399                 return -ENOMEM;
1400
1401         /* Get best entropy at this stage of boot */
1402         prandom_seed_state(&state, get_random_long());
1403
1404         freelist_randomize(&state, cachep->random_seq, count);
1405         return 0;
1406 }
1407
1408 /* Destroy the per-cache random freelist sequence */
1409 void cache_random_seq_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1410 {
1411         kfree(cachep->random_seq);
1412         cachep->random_seq = NULL;
1413 }
1414 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1415
1416 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
1417 #ifdef CONFIG_SLAB
1418 #define SLABINFO_RIGHTS (0600)
1419 #else
1420 #define SLABINFO_RIGHTS (0400)
1421 #endif
1422
1423 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
1424 {
1425         /*
1426          * Output format version, so at least we can change it
1427          * without _too_ many complaints.
1428          */
1429 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1430         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
1431 #else
1432         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
1433 #endif
1434         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
1435         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
1436         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
1437 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1438         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
1439         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
1440 #endif
1441         seq_putc(m, '\n');
1442 }
1443
1444 void *slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1445 {
1446         mutex_lock(&slab_mutex);
1447         return seq_list_start(&slab_root_caches, *pos);
1448 }
1449
1450 void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1451 {
1452         return seq_list_next(p, &slab_root_caches, pos);
1453 }
1454
1455 void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1456 {
1457         mutex_unlock(&slab_mutex);
1458 }
1459
1460 static void
1461 memcg_accumulate_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *info)
1462 {
1463         struct kmem_cache *c;
1464         struct slabinfo sinfo;
1465
1466         if (!is_root_cache(s))
1467                 return;
1468
1469         for_each_memcg_cache(c, s) {
1470                 memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1471                 get_slabinfo(c, &sinfo);
1472
1473                 info->active_slabs += sinfo.active_slabs;
1474                 info->num_slabs += sinfo.num_slabs;
1475                 info->shared_avail += sinfo.shared_avail;
1476                 info->active_objs += sinfo.active_objs;
1477                 info->num_objs += sinfo.num_objs;
1478         }
1479 }
1480
1481 static void cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
1482 {
1483         struct slabinfo sinfo;
1484
1485         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1486         get_slabinfo(s, &sinfo);
1487
1488         memcg_accumulate_slabinfo(s, &sinfo);
1489
1490         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
1491                    cache_name(s), sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
1492                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
1493
1494         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
1495                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
1496         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
1497                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
1498         slabinfo_show_stats(m, s);
1499         seq_putc(m, '\n');
1500 }
1501
1502 static int slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1503 {
1504         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, root_caches_node);
1505
1506         if (p == slab_root_caches.next)
1507                 print_slabinfo_header(m);
1508         cache_show(s, m);
1509         return 0;
1510 }
1511
1512 void dump_unreclaimable_slab(void)
1513 {
1514         struct kmem_cache *s, *s2;
1515         struct slabinfo sinfo;
1516
1517         /*
1518          * Here acquiring slab_mutex is risky since we don't prefer to get
1519          * sleep in oom path. But, without mutex hold, it may introduce a
1520          * risk of crash.
1521          * Use mutex_trylock to protect the list traverse, dump nothing
1522          * without acquiring the mutex.
1523          */
1524         if (!mutex_trylock(&slab_mutex)) {
1525                 pr_warn("excessive unreclaimable slab but cannot dump stats\n");
1526                 return;
1527         }
1528
1529         pr_info("Unreclaimable slab info:\n");
1530         pr_info("Name                      Used          Total\n");
1531
1532         list_for_each_entry_safe(s, s2, &slab_caches, list) {
1533                 if (!is_root_cache(s) || (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT))
1534                         continue;
1535
1536                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1537
1538                 if (sinfo.num_objs > 0)
1539                         pr_info("%-17s %10luKB %10luKB\n", cache_name(s),
1540                                 (sinfo.active_objs * s->size) / 1024,
1541                                 (sinfo.num_objs * s->size) / 1024);
1542         }
1543         mutex_unlock(&slab_mutex);
1544 }
1545
1546 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
1547 void *memcg_slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1548 {
1549         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
1550
1551         mutex_lock(&slab_mutex);
1552         return seq_list_start(&memcg->kmem_caches, *pos);
1553 }
1554
1555 void *memcg_slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1556 {
1557         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
1558
1559         return seq_list_next(p, &memcg->kmem_caches, pos);
1560 }
1561
1562 void memcg_slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1563 {
1564         mutex_unlock(&slab_mutex);
1565 }
1566
1567 int memcg_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1568 {
1569         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache,
1570                                           memcg_params.kmem_caches_node);
1571         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
1572
1573         if (p == memcg->kmem_caches.next)
1574                 print_slabinfo_header(m);
1575         cache_show(s, m);
1576         return 0;
1577 }
1578 #endif
1579
1580 /*
1581  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
1582  *
1583  * Output layout:
1584  * cache-name
1585  * num-active-objs
1586  * total-objs
1587  * object size
1588  * num-active-slabs
1589  * total-slabs
1590  * num-pages-per-slab
1591  * + further values on SMP and with statistics enabled
1592  */
1593 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
1594         .start = slab_start,
1595         .next = slab_next,
1596         .stop = slab_stop,
1597         .show = slab_show,
1598 };
1599
1600 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1601 {
1602         return seq_open(file, &slabinfo_op);
1603 }
1604
1605 static const struct proc_ops slabinfo_proc_ops = {
1606         .proc_flags     = PROC_ENTRY_PERMANENT,
1607         .proc_open      = slabinfo_open,
1608         .proc_read      = seq_read,
1609         .proc_write     = slabinfo_write,
1610         .proc_lseek     = seq_lseek,
1611         .proc_release   = seq_release,
1612 };
1613
1614 static int __init slab_proc_init(void)
1615 {
1616         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL, &slabinfo_proc_ops);
1617         return 0;
1618 }
1619 module_init(slab_proc_init);
1620
1621 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
1622 /*
1623  * Display information about kmem caches that have child memcg caches.
1624  */
1625 static int memcg_slabinfo_show(struct seq_file *m, void *unused)
1626 {
1627         struct kmem_cache *s, *c;
1628         struct slabinfo sinfo;
1629
1630         mutex_lock(&slab_mutex);
1631         seq_puts(m, "# <name> <css_id[:dead|deact]> <active_objs> <num_objs>");
1632         seq_puts(m, " <active_slabs> <num_slabs>\n");
1633         list_for_each_entry(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
1634                 /*
1635                  * Skip kmem caches that don't have any memcg children.
1636                  */
1637                 if (list_empty(&s->memcg_params.children))
1638                         continue;
1639
1640                 memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1641                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1642                 seq_printf(m, "%-17s root       %6lu %6lu %6lu %6lu\n",
1643                            cache_name(s), sinfo.active_objs, sinfo.num_objs,
1644                            sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs);
1645
1646                 for_each_memcg_cache(c, s) {
1647                         struct cgroup_subsys_state *css;
1648                         char *status = "";
1649
1650                         css = &c->memcg_params.memcg->css;
1651                         if (!(css->flags & CSS_ONLINE))
1652                                 status = ":dead";
1653                         else if (c->flags & SLAB_DEACTIVATED)
1654                                 status = ":deact";
1655
1656                         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1657                         get_slabinfo(c, &sinfo);
1658                         seq_printf(m, "%-17s %4d%-6s %6lu %6lu %6lu %6lu\n",
1659                                    cache_name(c), css->id, status,
1660                                    sinfo.active_objs, sinfo.num_objs,
1661                                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs);
1662                 }
1663         }
1664         mutex_unlock(&slab_mutex);
1665         return 0;
1666 }
1667 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memcg_slabinfo);
1668
1669 static int __init memcg_slabinfo_init(void)
1670 {
1671         debugfs_create_file("memcg_slabinfo", S_IFREG | S_IRUGO,
1672                             NULL, NULL, &memcg_slabinfo_fops);
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 late_initcall(memcg_slabinfo_init);
1677 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS && CONFIG_MEMCG_KMEM */
1678 #endif /* CONFIG_SLAB || CONFIG_SLUB_DEBUG */
1679
1680 static __always_inline void *__do_krealloc(const void *p, size_t new_size,
1681                                            gfp_t flags)
1682 {
1683         void *ret;
1684         size_t ks = 0;
1685
1686         if (p)
1687                 ks = ksize(p);
1688
1689         if (ks >= new_size) {
1690                 p = kasan_krealloc((void *)p, new_size, flags);
1691                 return (void *)p;
1692         }
1693
1694         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
1695         if (ret && p)
1696                 memcpy(ret, p, ks);
1697
1698         return ret;
1699 }
1700
1701 /**
1702  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
1703  * @p: object to reallocate memory for.
1704  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1705  * @flags: the type of memory to allocate.
1706  *
1707  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
1708  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
1709  * behaves exactly like kmalloc().  If @new_size is 0 and @p is not a
1710  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
1711  *
1712  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
1713  */
1714 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1715 {
1716         void *ret;
1717
1718         if (unlikely(!new_size)) {
1719                 kfree(p);
1720                 return ZERO_SIZE_PTR;
1721         }
1722
1723         ret = __do_krealloc(p, new_size, flags);
1724         if (ret && kasan_reset_tag(p) != kasan_reset_tag(ret))
1725                 kfree(p);
1726
1727         return ret;
1728 }
1729 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
1730
1731 /**
1732  * kzfree - like kfree but zero memory
1733  * @p: object to free memory of
1734  *
1735  * The memory of the object @p points to is zeroed before freed.
1736  * If @p is %NULL, kzfree() does nothing.
1737  *
1738  * Note: this function zeroes the whole allocated buffer which can be a good
1739  * deal bigger than the requested buffer size passed to kmalloc(). So be
1740  * careful when using this function in performance sensitive code.
1741  */
1742 void kzfree(const void *p)
1743 {
1744         size_t ks;
1745         void *mem = (void *)p;
1746
1747         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(mem)))
1748                 return;
1749         ks = ksize(mem);
1750         memzero_explicit(mem, ks);
1751         kfree(mem);
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(kzfree);
1754
1755 /**
1756  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
1757  * @objp: Pointer to the object
1758  *
1759  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
1760  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
1761  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
1762  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
1763  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
1764  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
1765  * must not be freed during the duration of the call.
1766  *
1767  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
1768  */
1769 size_t ksize(const void *objp)
1770 {
1771         size_t size;
1772
1773         if (WARN_ON_ONCE(!objp))
1774                 return 0;
1775         /*
1776          * We need to check that the pointed to object is valid, and only then
1777          * unpoison the shadow memory below. We use __kasan_check_read(), to
1778          * generate a more useful report at the time ksize() is called (rather
1779          * than later where behaviour is undefined due to potential
1780          * use-after-free or double-free).
1781          *
1782          * If the pointed to memory is invalid we return 0, to avoid users of
1783          * ksize() writing to and potentially corrupting the memory region.
1784          *
1785          * We want to perform the check before __ksize(), to avoid potentially
1786          * crashing in __ksize() due to accessing invalid metadata.
1787          */
1788         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR) || !__kasan_check_read(objp, 1))
1789                 return 0;
1790
1791         size = __ksize(objp);
1792         /*
1793          * We assume that ksize callers could use whole allocated area,
1794          * so we need to unpoison this area.
1795          */
1796         kasan_unpoison_shadow(objp, size);
1797         return size;
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL(ksize);
1800
1801 /* Tracepoints definitions. */
1802 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc);
1803 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1804 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc_node);
1805 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1806 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kfree);
1807 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1808
1809 int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1810 {
1811         if (__should_failslab(s, gfpflags))
1812                 return -ENOMEM;
1813         return 0;
1814 }
1815 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);