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 "internal.h"
  30
  31 #include "slab.h"
  32
  33 enum slab_state slab_state;
  34 LIST_HEAD(slab_caches);
  35 DEFINE_MUTEX(slab_mutex);
  36 struct kmem_cache *kmem_cache;
  37
  38 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
  39 bool usercopy_fallback __ro_after_init =
  40                 IS_ENABLED(CONFIG_HARDENED_USERCOPY_FALLBACK);
  41 module_param(usercopy_fallback, bool, 0400);
  42 MODULE_PARM_DESC(usercopy_fallback,
  43                 "WARN instead of reject usercopy whitelist violations");
  44 #endif
  45
  46 static LIST_HEAD(slab_caches_to_rcu_destroy);
  47 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work);
  48 static DECLARE_WORK(slab_caches_to_rcu_destroy_work,
  49                     slab_caches_to_rcu_destroy_workfn);
  50
  51 /*
  52  * Set of flags that will prevent slab merging
  53  */
  54 #define SLAB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
  55                 SLAB_TRACE | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
  56                 SLAB_FAILSLAB | SLAB_KASAN)
  57
  58 #define SLAB_MERGE_SAME (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_CACHE_DMA | \
  59                          SLAB_CACHE_DMA32 | SLAB_ACCOUNT)
  60
  61 /*
  62  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
  63  */
  64 static bool slab_nomerge = !IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_MERGE_DEFAULT);
  65
  66 static int __init setup_slab_nomerge(char *str)
  67 {
  68         slab_nomerge = true;
  69         return 1;
  70 }
  71
  72 #ifdef CONFIG_SLUB
  73 __setup_param("slub_nomerge", slub_nomerge, setup_slab_nomerge, 0);
  74 #endif
  75
  76 __setup("slab_nomerge", setup_slab_nomerge);
  77
  78 /*
  79  * Determine the size of a slab object
  80  */
  81 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
  82 {
  83         return s->object_size;
  84 }
  85 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
  86
  87 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  88 static int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
  89 {
  90         if (!name || in_interrupt() || size < sizeof(void *) ||
  91                 size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
  92                 pr_err("kmem_cache_create(%s) integrity check failed\n", name);
  93                 return -EINVAL;
  94         }
  95
  96         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
  97         return 0;
  98 }
  99 #else
 100 static inline int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
 101 {
 102         return 0;
 103 }
 104 #endif
 105
 106 void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t nr, void **p)
 107 {
 108         size_t i;
 109
 110         for (i = 0; i < nr; i++) {
 111                 if (s)
 112                         kmem_cache_free(s, p[i]);
 113                 else
 114                         kfree(p[i]);
 115         }
 116 }
 117
 118 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t nr,
 119                                                                 void **p)
 120 {
 121         size_t i;
 122
 123         for (i = 0; i < nr; i++) {
 124                 void *x = p[i] = kmem_cache_alloc(s, flags);
 125                 if (!x) {
 126                         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
 127                         return 0;
 128                 }
 129         }
 130         return i;
 131 }
 132
 133 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 134
 135 LIST_HEAD(slab_root_caches);
 136 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_kmem_wq_lock);
 137
 138 static void kmemcg_cache_shutdown(struct percpu_ref *percpu_ref);
 139
 140 void slab_init_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 141 {
 142         s->memcg_params.root_cache = NULL;
 143         RCU_INIT_POINTER(s->memcg_params.memcg_caches, NULL);
 144         INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.children);
 145         s->memcg_params.dying = false;
 146 }
 147
 148 static int init_memcg_params(struct kmem_cache *s,
 149                              struct kmem_cache *root_cache)
 150 {
 151         struct memcg_cache_array *arr;
 152
 153         if (root_cache) {
 154                 int ret = percpu_ref_init(&s->memcg_params.refcnt,
 155                                           kmemcg_cache_shutdown,
 156                                           0, GFP_KERNEL);
 157                 if (ret)
 158                         return ret;
 159
 160                 s->memcg_params.root_cache = root_cache;
 161                 INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.children_node);
 162                 INIT_LIST_HEAD(&s->memcg_params.kmem_caches_node);
 163                 return 0;
 164         }
 165
 166         slab_init_memcg_params(s);
 167
 168         if (!memcg_nr_cache_ids)
 169                 return 0;
 170
 171         arr = kvzalloc(sizeof(struct memcg_cache_array) +
 172                        memcg_nr_cache_ids * sizeof(void *),
 173                        GFP_KERNEL);
 174         if (!arr)
 175                 return -ENOMEM;
 176
 177         RCU_INIT_POINTER(s->memcg_params.memcg_caches, arr);
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 static void destroy_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 182 {
 183         if (is_root_cache(s)) {
 184                 kvfree(rcu_access_pointer(s->memcg_params.memcg_caches));
 185         } else {
 186                 mem_cgroup_put(s->memcg_params.memcg);
 187                 WRITE_ONCE(s->memcg_params.memcg, NULL);
 188                 percpu_ref_exit(&s->memcg_params.refcnt);
 189         }
 190 }
 191
 192 static void free_memcg_params(struct rcu_head *rcu)
 193 {
 194         struct memcg_cache_array *old;
 195
 196         old = container_of(rcu, struct memcg_cache_array, rcu);
 197         kvfree(old);
 198 }
 199
 200 static int update_memcg_params(struct kmem_cache *s, int new_array_size)
 201 {
 202         struct memcg_cache_array *old, *new;
 203
 204         new = kvzalloc(sizeof(struct memcg_cache_array) +
 205                        new_array_size * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
 206         if (!new)
 207                 return -ENOMEM;
 208
 209         old = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 210                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 211         if (old)
 212                 memcpy(new->entries, old->entries,
 213                        memcg_nr_cache_ids * sizeof(void *));
 214
 215         rcu_assign_pointer(s->memcg_params.memcg_caches, new);
 216         if (old)
 217                 call_rcu(&old->rcu, free_memcg_params);
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 int memcg_update_all_caches(int num_memcgs)
 222 {
 223         struct kmem_cache *s;
 224         int ret = 0;
 225
 226         mutex_lock(&slab_mutex);
 227         list_for_each_entry(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
 228                 ret = update_memcg_params(s, num_memcgs);
 229                 /*
 230                  * Instead of freeing the memory, we'll just leave the caches
 231                  * up to this point in an updated state.
 232                  */
 233                 if (ret)
 234                         break;
 235         }
 236         mutex_unlock(&slab_mutex);
 237         return ret;
 238 }
 239
 240 void memcg_link_cache(struct kmem_cache *s, struct mem_cgroup *memcg)
 241 {
 242         if (is_root_cache(s)) {
 243                 list_add(&s->root_caches_node, &slab_root_caches);
 244         } else {
 245                 css_get(&memcg->css);
 246                 s->memcg_params.memcg = memcg;
 247                 list_add(&s->memcg_params.children_node,
 248                          &s->memcg_params.root_cache->memcg_params.children);
 249                 list_add(&s->memcg_params.kmem_caches_node,
 250                          &s->memcg_params.memcg->kmem_caches);
 251         }
 252 }
 253
 254 static void memcg_unlink_cache(struct kmem_cache *s)
 255 {
 256         if (is_root_cache(s)) {
 257                 list_del(&s->root_caches_node);
 258         } else {
 259                 list_del(&s->memcg_params.children_node);
 260                 list_del(&s->memcg_params.kmem_caches_node);
 261         }
 262 }
 263 #else
 264 static inline int init_memcg_params(struct kmem_cache *s,
 265                                     struct kmem_cache *root_cache)
 266 {
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 static inline void destroy_memcg_params(struct kmem_cache *s)
 271 {
 272 }
 273
 274 static inline void memcg_unlink_cache(struct kmem_cache *s)
 275 {
 276 }
 277 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
 278
 279 /*
 280  * Figure out what the alignment of the objects will be given a set of
 281  * flags, a user specified alignment and the size of the objects.
 282  */
 283 static unsigned int calculate_alignment(slab_flags_t flags,
 284                 unsigned int align, unsigned int size)
 285 {
 286         /*
 287          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
 288          * suggestion if the object is sufficiently large.
 289          *
 290          * The hardware cache alignment cannot override the specified
 291          * alignment though. If that is greater then use it.
 292          */
 293         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
 294                 unsigned int ralign;
 295
 296                 ralign = cache_line_size();
 297                 while (size <= ralign / 2)
 298                         ralign /= 2;
 299                 align = max(align, ralign);
 300         }
 301
 302         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
 303                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
 304
 305         return ALIGN(align, sizeof(void *));
 306 }
 307
 308 /*
 309  * Find a mergeable slab cache
 310  */
 311 int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
 312 {
 313         if (slab_nomerge || (s->flags & SLAB_NEVER_MERGE))
 314                 return 1;
 315
 316         if (!is_root_cache(s))
 317                 return 1;
 318
 319         if (s->ctor)
 320                 return 1;
 321
 322         if (s->usersize)
 323                 return 1;
 324
 325         /*
 326          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
 327          */
 328         if (s->refcount < 0)
 329                 return 1;
 330
 331 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 332         /*
 333          * Skip the dying kmem_cache.
 334          */
 335         if (s->memcg_params.dying)
 336                 return 1;
 337 #endif
 338
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 struct kmem_cache *find_mergeable(unsigned int size, unsigned int align,
 343                 slab_flags_t flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
 344 {
 345         struct kmem_cache *s;
 346
 347         if (slab_nomerge)
 348                 return NULL;
 349
 350         if (ctor)
 351                 return NULL;
 352
 353         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
 354         align = calculate_alignment(flags, align, size);
 355         size = ALIGN(size, align);
 356         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
 357
 358         if (flags & SLAB_NEVER_MERGE)
 359                 return NULL;
 360
 361         list_for_each_entry_reverse(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
 362                 if (slab_unmergeable(s))
 363                         continue;
 364
 365                 if (size > s->size)
 366                         continue;
 367
 368                 if ((flags & SLAB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLAB_MERGE_SAME))
 369                         continue;
 370                 /*
 371                  * Check if alignment is compatible.
 372                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
 373                  */
 374                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
 375                         continue;
 376
 377                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
 378                         continue;
 379
 380                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB) && align &&
 381                         (align > s->align || s->align % align))
 382                         continue;
 383
 384                 return s;
 385         }
 386         return NULL;
 387 }
 388
 389 static struct kmem_cache *create_cache(const char *name,
 390                 unsigned int object_size, unsigned int align,
 391                 slab_flags_t flags, unsigned int useroffset,
 392                 unsigned int usersize, void (*ctor)(void *),
 393                 struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *root_cache)
 394 {
 395         struct kmem_cache *s;
 396         int err;
 397
 398         if (WARN_ON(useroffset + usersize > object_size))
 399                 useroffset = usersize = 0;
 400
 401         err = -ENOMEM;
 402         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
 403         if (!s)
 404                 goto out;
 405
 406         s->name = name;
 407         s->size = s->object_size = object_size;
 408         s->align = align;
 409         s->ctor = ctor;
 410         s->useroffset = useroffset;
 411         s->usersize = usersize;
 412
 413         err = init_memcg_params(s, root_cache);
 414         if (err)
 415                 goto out_free_cache;
 416
 417         err = __kmem_cache_create(s, flags);
 418         if (err)
 419                 goto out_free_cache;
 420
 421         s->refcount = 1;
 422         list_add(&s->list, &slab_caches);
 423         memcg_link_cache(s, memcg);
 424 out:
 425         if (err)
 426                 return ERR_PTR(err);
 427         return s;
 428
 429 out_free_cache:
 430         destroy_memcg_params(s);
 431         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 432         goto out;
 433 }
 434
 435 /**
 436  * kmem_cache_create_usercopy - Create a cache with a region suitable
 437  * for copying to userspace
 438  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 439  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 440  * @align: The required alignment for the objects.
 441  * @flags: SLAB flags
 442  * @useroffset: Usercopy region offset
 443  * @usersize: Usercopy region size
 444  * @ctor: A constructor for the objects.
 445  *
 446  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 447  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 448  *
 449  * The flags are
 450  *
 451  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 452  * to catch references to uninitialised memory.
 453  *
 454  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
 455  * for buffer overruns.
 456  *
 457  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 458  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 459  * as davem.
 460  *
 461  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
 462  */
 463 struct kmem_cache *
 464 kmem_cache_create_usercopy(const char *name,
 465                   unsigned int size, unsigned int align,
 466                   slab_flags_t flags,
 467                   unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
 468                   void (*ctor)(void *))
 469 {
 470         struct kmem_cache *s = NULL;
 471         const char *cache_name;
 472         int err;
 473
 474         get_online_cpus();
 475         get_online_mems();
 476         memcg_get_cache_ids();
 477
 478         mutex_lock(&slab_mutex);
 479
 480         err = kmem_cache_sanity_check(name, size);
 481         if (err) {
 482                 goto out_unlock;
 483         }
 484
 485         /* Refuse requests with allocator specific flags */
 486         if (flags & ~SLAB_FLAGS_PERMITTED) {
 487                 err = -EINVAL;
 488                 goto out_unlock;
 489         }
 490
 491         /*
 492          * Some allocators will constraint the set of valid flags to a subset
 493          * of all flags. We expect them to define CACHE_CREATE_MASK in this
 494          * case, and we'll just provide them with a sanitized version of the
 495          * passed flags.
 496          */
 497         flags &= CACHE_CREATE_MASK;
 498
 499         /* Fail closed on bad usersize of useroffset values. */
 500         if (WARN_ON(!usersize && useroffset) ||
 501             WARN_ON(size < usersize || size - usersize < useroffset))
 502                 usersize = useroffset = 0;
 503
 504         if (!usersize)
 505                 s = __kmem_cache_alias(name, size, align, flags, ctor);
 506         if (s)
 507                 goto out_unlock;
 508
 509         cache_name = kstrdup_const(name, GFP_KERNEL);
 510         if (!cache_name) {
 511                 err = -ENOMEM;
 512                 goto out_unlock;
 513         }
 514
 515         s = create_cache(cache_name, size,
 516                          calculate_alignment(flags, align, size),
 517                          flags, useroffset, usersize, ctor, NULL, NULL);
 518         if (IS_ERR(s)) {
 519                 err = PTR_ERR(s);
 520                 kfree_const(cache_name);
 521         }
 522
 523 out_unlock:
 524         mutex_unlock(&slab_mutex);
 525
 526         memcg_put_cache_ids();
 527         put_online_mems();
 528         put_online_cpus();
 529
 530         if (err) {
 531                 if (flags & SLAB_PANIC)
 532                         panic("kmem_cache_create: Failed to create slab '%s'. Error %d\n",
 533                                 name, err);
 534                 else {
 535                         pr_warn("kmem_cache_create(%s) failed with error %d\n",
 536                                 name, err);
 537                         dump_stack();
 538                 }
 539                 return NULL;
 540         }
 541         return s;
 542 }
 543 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create_usercopy);
 544
 545 /**
 546  * kmem_cache_create - Create a cache.
 547  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 548  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 549  * @align: The required alignment for the objects.
 550  * @flags: SLAB flags
 551  * @ctor: A constructor for the objects.
 552  *
 553  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 554  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 555  *
 556  * The flags are
 557  *
 558  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 559  * to catch references to uninitialised memory.
 560  *
 561  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
 562  * for buffer overruns.
 563  *
 564  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 565  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 566  * as davem.
 567  *
 568  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
 569  */
 570 struct kmem_cache *
 571 kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
 572                 slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
 573 {
 574         return kmem_cache_create_usercopy(name, size, align, flags, 0, 0,
 575                                           ctor);
 576 }
 577 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
 578
 579 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work)
 580 {
 581         LIST_HEAD(to_destroy);
 582         struct kmem_cache *s, *s2;
 583
 584         /*
 585          * On destruction, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU kmem_caches are put on the
 586          * @slab_caches_to_rcu_destroy list.  The slab pages are freed
 587          * through RCU and and the associated kmem_cache are dereferenced
 588          * while freeing the pages, so the kmem_caches should be freed only
 589          * after the pending RCU operations are finished.  As rcu_barrier()
 590          * is a pretty slow operation, we batch all pending destructions
 591          * asynchronously.
 592          */
 593         mutex_lock(&slab_mutex);
 594         list_splice_init(&slab_caches_to_rcu_destroy, &to_destroy);
 595         mutex_unlock(&slab_mutex);
 596
 597         if (list_empty(&to_destroy))
 598                 return;
 599
 600         rcu_barrier();
 601
 602         list_for_each_entry_safe(s, s2, &to_destroy, list) {
 603 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 604                 sysfs_slab_release(s);
 605 #else
 606                 slab_kmem_cache_release(s);
 607 #endif
 608         }
 609 }
 610
 611 static int shutdown_cache(struct kmem_cache *s)
 612 {
 613         /* free asan quarantined objects */
 614         kasan_cache_shutdown(s);
 615
 616         if (__kmem_cache_shutdown(s) != 0)
 617                 return -EBUSY;
 618
 619         memcg_unlink_cache(s);
 620         list_del(&s->list);
 621
 622         if (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) {
 623 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 624                 sysfs_slab_unlink(s);
 625 #endif
 626                 list_add_tail(&s->list, &slab_caches_to_rcu_destroy);
 627                 schedule_work(&slab_caches_to_rcu_destroy_work);
 628         } else {
 629 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 630                 sysfs_slab_unlink(s);
 631                 sysfs_slab_release(s);
 632 #else
 633                 slab_kmem_cache_release(s);
 634 #endif
 635         }
 636
 637         return 0;
 638 }
 639
 640 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 641 /*
 642  * memcg_create_kmem_cache - Create a cache for a memory cgroup.
 643  * @memcg: The memory cgroup the new cache is for.
 644  * @root_cache: The parent of the new cache.
 645  *
 646  * This function attempts to create a kmem cache that will serve allocation
 647  * requests going from @memcg to @root_cache. The new cache inherits properties
 648  * from its parent.
 649  */
 650 void memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
 651                              struct kmem_cache *root_cache)
 652 {
 653         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by slab_mutex */
 654         struct cgroup_subsys_state *css = &memcg->css;
 655         struct memcg_cache_array *arr;
 656         struct kmem_cache *s = NULL;
 657         char *cache_name;
 658         int idx;
 659
 660         get_online_cpus();
 661         get_online_mems();
 662
 663         mutex_lock(&slab_mutex);
 664
 665         /*
 666          * The memory cgroup could have been offlined while the cache
 667          * creation work was pending.
 668          */
 669         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
 670                 goto out_unlock;
 671
 672         idx = memcg_cache_id(memcg);
 673         arr = rcu_dereference_protected(root_cache->memcg_params.memcg_caches,
 674                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 675
 676         /*
 677          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
 678          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
 679          * create the same cache, but only one of them may succeed.
 680          */
 681         if (arr->entries[idx])
 682                 goto out_unlock;
 683
 684         cgroup_name(css->cgroup, memcg_name_buf, sizeof(memcg_name_buf));
 685         cache_name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%llu:%s)", root_cache->name,
 686                                css->serial_nr, memcg_name_buf);
 687         if (!cache_name)
 688                 goto out_unlock;
 689
 690         s = create_cache(cache_name, root_cache->object_size,
 691                          root_cache->align,
 692                          root_cache->flags & CACHE_CREATE_MASK,
 693                          root_cache->useroffset, root_cache->usersize,
 694                          root_cache->ctor, memcg, root_cache);
 695         /*
 696          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
 697          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
 698          * cache.
 699          */
 700         if (IS_ERR(s)) {
 701                 kfree(cache_name);
 702                 goto out_unlock;
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Since readers won't lock (see memcg_kmem_get_cache()), we need a
 707          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
 708          * initialized.
 709          */
 710         smp_wmb();
 711         arr->entries[idx] = s;
 712
 713 out_unlock:
 714         mutex_unlock(&slab_mutex);
 715
 716         put_online_mems();
 717         put_online_cpus();
 718 }
 719
 720 static void kmemcg_workfn(struct work_struct *work)
 721 {
 722         struct kmem_cache *s = container_of(work, struct kmem_cache,
 723                                             memcg_params.work);
 724
 725         get_online_cpus();
 726         get_online_mems();
 727
 728         mutex_lock(&slab_mutex);
 729         s->memcg_params.work_fn(s);
 730         mutex_unlock(&slab_mutex);
 731
 732         put_online_mems();
 733         put_online_cpus();
 734 }
 735
 736 static void kmemcg_rcufn(struct rcu_head *head)
 737 {
 738         struct kmem_cache *s = container_of(head, struct kmem_cache,
 739                                             memcg_params.rcu_head);
 740
 741         /*
 742          * We need to grab blocking locks.  Bounce to ->work.  The
 743          * work item shares the space with the RCU head and can't be
 744          * initialized earlier.
 745          */
 746         INIT_WORK(&s->memcg_params.work, kmemcg_workfn);
 747         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &s->memcg_params.work);
 748 }
 749
 750 static void kmemcg_cache_shutdown_fn(struct kmem_cache *s)
 751 {
 752         WARN_ON(shutdown_cache(s));
 753 }
 754
 755 static void kmemcg_cache_shutdown(struct percpu_ref *percpu_ref)
 756 {
 757         struct kmem_cache *s = container_of(percpu_ref, struct kmem_cache,
 758                                             memcg_params.refcnt);
 759         unsigned long flags;
 760
 761         spin_lock_irqsave(&memcg_kmem_wq_lock, flags);
 762         if (s->memcg_params.root_cache->memcg_params.dying)
 763                 goto unlock;
 764
 765         s->memcg_params.work_fn = kmemcg_cache_shutdown_fn;
 766         INIT_WORK(&s->memcg_params.work, kmemcg_workfn);
 767         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &s->memcg_params.work);
 768
 769 unlock:
 770         spin_unlock_irqrestore(&memcg_kmem_wq_lock, flags);
 771 }
 772
 773 static void kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
 774 {
 775         __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(s);
 776         percpu_ref_kill(&s->memcg_params.refcnt);
 777 }
 778
 779 static void kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
 780 {
 781         if (WARN_ON_ONCE(is_root_cache(s)))
 782                 return;
 783
 784         __kmemcg_cache_deactivate(s);
 785         s->flags |= SLAB_DEACTIVATED;
 786
 787         /*
 788          * memcg_kmem_wq_lock is used to synchronize memcg_params.dying
 789          * flag and make sure that no new kmem_cache deactivation tasks
 790          * are queued (see flush_memcg_workqueue() ).
 791          */
 792         spin_lock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 793         if (s->memcg_params.root_cache->memcg_params.dying)
 794                 goto unlock;
 795
 796         s->memcg_params.work_fn = kmemcg_cache_deactivate_after_rcu;
 797         call_rcu(&s->memcg_params.rcu_head, kmemcg_rcufn);
 798 unlock:
 799         spin_unlock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 800 }
 801
 802 void memcg_deactivate_kmem_caches(struct mem_cgroup *memcg,
 803                                   struct mem_cgroup *parent)
 804 {
 805         int idx;
 806         struct memcg_cache_array *arr;
 807         struct kmem_cache *s, *c;
 808         unsigned int nr_reparented;
 809
 810         idx = memcg_cache_id(memcg);
 811
 812         get_online_cpus();
 813         get_online_mems();
 814
 815         mutex_lock(&slab_mutex);
 816         list_for_each_entry(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
 817                 arr = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 818                                                 lockdep_is_held(&slab_mutex));
 819                 c = arr->entries[idx];
 820                 if (!c)
 821                         continue;
 822
 823                 kmemcg_cache_deactivate(c);
 824                 arr->entries[idx] = NULL;
 825         }
 826         nr_reparented = 0;
 827         list_for_each_entry(s, &memcg->kmem_caches,
 828                             memcg_params.kmem_caches_node) {
 829                 WRITE_ONCE(s->memcg_params.memcg, parent);
 830                 css_put(&memcg->css);
 831                 nr_reparented++;
 832         }
 833         if (nr_reparented) {
 834                 list_splice_init(&memcg->kmem_caches,
 835                                  &parent->kmem_caches);
 836                 css_get_many(&parent->css, nr_reparented);
 837         }
 838         mutex_unlock(&slab_mutex);
 839
 840         put_online_mems();
 841         put_online_cpus();
 842 }
 843
 844 static int shutdown_memcg_caches(struct kmem_cache *s)
 845 {
 846         struct memcg_cache_array *arr;
 847         struct kmem_cache *c, *c2;
 848         LIST_HEAD(busy);
 849         int i;
 850
 851         BUG_ON(!is_root_cache(s));
 852
 853         /*
 854          * First, shutdown active caches, i.e. caches that belong to online
 855          * memory cgroups.
 856          */
 857         arr = rcu_dereference_protected(s->memcg_params.memcg_caches,
 858                                         lockdep_is_held(&slab_mutex));
 859         for_each_memcg_cache_index(i) {
 860                 c = arr->entries[i];
 861                 if (!c)
 862                         continue;
 863                 if (shutdown_cache(c))
 864                         /*
 865                          * The cache still has objects. Move it to a temporary
 866                          * list so as not to try to destroy it for a second
 867                          * time while iterating over inactive caches below.
 868                          */
 869                         list_move(&c->memcg_params.children_node, &busy);
 870                 else
 871                         /*
 872                          * The cache is empty and will be destroyed soon. Clear
 873                          * the pointer to it in the memcg_caches array so that
 874                          * it will never be accessed even if the root cache
 875                          * stays alive.
 876                          */
 877                         arr->entries[i] = NULL;
 878         }
 879
 880         /*
 881          * Second, shutdown all caches left from memory cgroups that are now
 882          * offline.
 883          */
 884         list_for_each_entry_safe(c, c2, &s->memcg_params.children,
 885                                  memcg_params.children_node)
 886                 shutdown_cache(c);
 887
 888         list_splice(&busy, &s->memcg_params.children);
 889
 890         /*
 891          * A cache being destroyed must be empty. In particular, this means
 892          * that all per memcg caches attached to it must be empty too.
 893          */
 894         if (!list_empty(&s->memcg_params.children))
 895                 return -EBUSY;
 896         return 0;
 897 }
 898
 899 static void memcg_set_kmem_cache_dying(struct kmem_cache *s)
 900 {
 901         spin_lock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 902         s->memcg_params.dying = true;
 903         spin_unlock_irq(&memcg_kmem_wq_lock);
 904 }
 905
 906 static void flush_memcg_workqueue(struct kmem_cache *s)
 907 {
 908         /*
 909          * SLAB and SLUB deactivate the kmem_caches through call_rcu. Make
 910          * sure all registered rcu callbacks have been invoked.
 911          */
 912         rcu_barrier();
 913
 914         /*
 915          * SLAB and SLUB create memcg kmem_caches through workqueue and SLUB
 916          * deactivates the memcg kmem_caches through workqueue. Make sure all
 917          * previous workitems on workqueue are processed.
 918          */
 919         if (likely(memcg_kmem_cache_wq))
 920                 flush_workqueue(memcg_kmem_cache_wq);
 921
 922         /*
 923          * If we're racing with children kmem_cache deactivation, it might
 924          * take another rcu grace period to complete their destruction.
 925          * At this moment the corresponding percpu_ref_kill() call should be
 926          * done, but it might take another rcu grace period to complete
 927          * switching to the atomic mode.
 928          * Please, note that we check without grabbing the slab_mutex. It's safe
 929          * because at this moment the children list can't grow.
 930          */
 931         if (!list_empty(&s->memcg_params.children))
 932                 rcu_barrier();
 933 }
 934 #else
 935 static inline int shutdown_memcg_caches(struct kmem_cache *s)
 936 {
 937         return 0;
 938 }
 939 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
 940
 941 void slab_kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
 942 {
 943         __kmem_cache_release(s);
 944         destroy_memcg_params(s);
 945         kfree_const(s->name);
 946         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 947 }
 948
 949 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
 950 {
 951         int err;
 952
 953         if (unlikely(!s))
 954                 return;
 955
 956         get_online_cpus();
 957         get_online_mems();
 958
 959         mutex_lock(&slab_mutex);
 960
 961         s->refcount--;
 962         if (s->refcount)
 963                 goto out_unlock;
 964
 965 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 966         memcg_set_kmem_cache_dying(s);
 967
 968         mutex_unlock(&slab_mutex);
 969
 970         put_online_mems();
 971         put_online_cpus();
 972
 973         flush_memcg_workqueue(s);
 974
 975         get_online_cpus();
 976         get_online_mems();
 977
 978         mutex_lock(&slab_mutex);
 979 #endif
 980
 981         err = shutdown_memcg_caches(s);
 982         if (!err)
 983                 err = shutdown_cache(s);
 984
 985         if (err) {
 986                 pr_err("kmem_cache_destroy %s: Slab cache still has objects\n",
 987                        s->name);
 988                 dump_stack();
 989         }
 990 out_unlock:
 991         mutex_unlock(&slab_mutex);
 992
 993         put_online_mems();
 994         put_online_cpus();
 995 }
 996 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
 997
 998 /**
 999  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1000  * @cachep: The cache to shrink.
1001  *
1002  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1003  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1004  *
1005  * Return: %0 if all slabs were released, non-zero otherwise
1006  */
1007 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
1008 {
1009         int ret;
1010
1011         get_online_cpus();
1012         get_online_mems();
1013         kasan_cache_shrink(cachep);
1014         ret = __kmem_cache_shrink(cachep);
1015         put_online_mems();
1016         put_online_cpus();
1017         return ret;
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1020
1021 /**
1022  * kmem_cache_shrink_all - shrink a cache and all memcg caches for root cache
1023  * @s: The cache pointer
1024  */
1025 void kmem_cache_shrink_all(struct kmem_cache *s)
1026 {
1027         struct kmem_cache *c;
1028
1029         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) || !is_root_cache(s)) {
1030                 kmem_cache_shrink(s);
1031                 return;
1032         }
1033
1034         get_online_cpus();
1035         get_online_mems();
1036         kasan_cache_shrink(s);
1037         __kmem_cache_shrink(s);
1038
1039         /*
1040          * We have to take the slab_mutex to protect from the memcg list
1041          * modification.
1042          */
1043         mutex_lock(&slab_mutex);
1044         for_each_memcg_cache(c, s) {
1045                 /*
1046                  * Don't need to shrink deactivated memcg caches.
1047                  */
1048                 if (s->flags & SLAB_DEACTIVATED)
1049                         continue;
1050                 kasan_cache_shrink(c);
1051                 __kmem_cache_shrink(c);
1052         }
1053         mutex_unlock(&slab_mutex);
1054         put_online_mems();
1055         put_online_cpus();
1056 }
1057
1058 bool slab_is_available(void)
1059 {
1060         return slab_state >= UP;
1061 }
1062
1063 #ifndef CONFIG_SLOB
1064 /* Create a cache during boot when no slab services are available yet */
1065 void __init create_boot_cache(struct kmem_cache *s, const char *name,
1066                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
1067                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
1068 {
1069         int err;
1070         unsigned int align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1071
1072         s->name = name;
1073         s->size = s->object_size = size;
1074
1075         /*
1076          * For power of two sizes, guarantee natural alignment for kmalloc
1077          * caches, regardless of SL*B debugging options.
1078          */
1079         if (is_power_of_2(size))
1080                 align = max(align, size);
1081         s->align = calculate_alignment(flags, align, size);
1082
1083         s->useroffset = useroffset;
1084         s->usersize = usersize;
1085
1086         slab_init_memcg_params(s);
1087
1088         err = __kmem_cache_create(s, flags);
1089
1090         if (err)
1091                 panic("Creation of kmalloc slab %s size=%u failed. Reason %d\n",
1092                                         name, size, err);
1093
1094         s->refcount = -1;       /* Exempt from merging for now */
1095 }
1096
1097 struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
1098                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
1099                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
1100 {
1101         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1102
1103         if (!s)
1104                 panic("Out of memory when creating slab %s\n", name);
1105
1106         create_boot_cache(s, name, size, flags, useroffset, usersize);
1107         list_add(&s->list, &slab_caches);
1108         memcg_link_cache(s, NULL);
1109         s->refcount = 1;
1110         return s;
1111 }
1112
1113 struct kmem_cache *
1114 kmalloc_caches[NR_KMALLOC_TYPES][KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __ro_after_init =
1115 { /* initialization for https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=42570 */ };
1116 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1117
1118 /*
1119  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
1120  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
1121  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
1122  * fls.
1123  */
1124 static u8 size_index[24] __ro_after_init = {
1125         3,      /* 8 */
1126         4,      /* 16 */
1127         5,      /* 24 */
1128         5,      /* 32 */
1129         6,      /* 40 */
1130         6,      /* 48 */
1131         6,      /* 56 */
1132         6,      /* 64 */
1133         1,      /* 72 */
1134         1,      /* 80 */
1135         1,      /* 88 */
1136         1,      /* 96 */
1137         7,      /* 104 */
1138         7,      /* 112 */
1139         7,      /* 120 */
1140         7,      /* 128 */
1141         2,      /* 136 */
1142         2,      /* 144 */
1143         2,      /* 152 */
1144         2,      /* 160 */
1145         2,      /* 168 */
1146         2,      /* 176 */
1147         2,      /* 184 */
1148         2       /* 192 */
1149 };
1150
1151 static inline unsigned int size_index_elem(unsigned int bytes)
1152 {
1153         return (bytes - 1) / 8;
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Find the kmem_cache structure that serves a given size of
1158  * allocation
1159  */
1160 struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags)
1161 {
1162         unsigned int index;
1163
1164         if (size <= 192) {
1165                 if (!size)
1166                         return ZERO_SIZE_PTR;
1167
1168                 index = size_index[size_index_elem(size)];
1169         } else {
1170                 if (WARN_ON_ONCE(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
1171                         return NULL;
1172                 index = fls(size - 1);
1173         }
1174
1175         return kmalloc_caches[kmalloc_type(flags)][index];
1176 }
1177
1178 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1179 #define INIT_KMALLOC_INFO(__size, __short_size)                 \
1180 {                                                               \
1181         .name[KMALLOC_NORMAL]  = "kmalloc-" #__short_size,      \
1182         .name[KMALLOC_RECLAIM] = "kmalloc-rcl-" #__short_size,  \
1183         .name[KMALLOC_DMA]     = "dma-kmalloc-" #__short_size,  \
1184         .size = __size,                                         \
1185 }
1186 #else
1187 #define INIT_KMALLOC_INFO(__size, __short_size)                 \
1188 {                                                               \
1189         .name[KMALLOC_NORMAL]  = "kmalloc-" #__short_size,      \
1190         .name[KMALLOC_RECLAIM] = "kmalloc-rcl-" #__short_size,  \
1191         .size = __size,                                         \
1192 }
1193 #endif
1194
1195 /*
1196  * kmalloc_info[] is to make slub_debug=,kmalloc-xx option work at boot time.
1197  * kmalloc_index() supports up to 2^26=64MB, so the final entry of the table is
1198  * kmalloc-67108864.
1199  */
1200 const struct kmalloc_info_struct kmalloc_info[] __initconst = {
1201         INIT_KMALLOC_INFO(0, 0),
1202         INIT_KMALLOC_INFO(96, 96),
1203         INIT_KMALLOC_INFO(192, 192),
1204         INIT_KMALLOC_INFO(8, 8),
1205         INIT_KMALLOC_INFO(16, 16),
1206         INIT_KMALLOC_INFO(32, 32),
1207         INIT_KMALLOC_INFO(64, 64),
1208         INIT_KMALLOC_INFO(128, 128),
1209         INIT_KMALLOC_INFO(256, 256),
1210         INIT_KMALLOC_INFO(512, 512),
1211         INIT_KMALLOC_INFO(1024, 1k),
1212         INIT_KMALLOC_INFO(2048, 2k),
1213         INIT_KMALLOC_INFO(4096, 4k),
1214         INIT_KMALLOC_INFO(8192, 8k),
1215         INIT_KMALLOC_INFO(16384, 16k),
1216         INIT_KMALLOC_INFO(32768, 32k),
1217         INIT_KMALLOC_INFO(65536, 64k),
1218         INIT_KMALLOC_INFO(131072, 128k),
1219         INIT_KMALLOC_INFO(262144, 256k),
1220         INIT_KMALLOC_INFO(524288, 512k),
1221         INIT_KMALLOC_INFO(1048576, 1M),
1222         INIT_KMALLOC_INFO(2097152, 2M),
1223         INIT_KMALLOC_INFO(4194304, 4M),
1224         INIT_KMALLOC_INFO(8388608, 8M),
1225         INIT_KMALLOC_INFO(16777216, 16M),
1226         INIT_KMALLOC_INFO(33554432, 32M),
1227         INIT_KMALLOC_INFO(67108864, 64M)
1228 };
1229
1230 /*
1231  * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
1232  * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
1233  * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
1234  *
1235  * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
1236  * handle the index determination for the smaller caches.
1237  *
1238  * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
1239  * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
1240  */
1241 void __init setup_kmalloc_cache_index_table(void)
1242 {
1243         unsigned int i;
1244
1245         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
1246                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
1247
1248         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
1249                 unsigned int elem = size_index_elem(i);
1250
1251                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
1252                         break;
1253                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
1254         }
1255
1256         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 64) {
1257                 /*
1258                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
1259                  * is 64 byte.
1260                  */
1261                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
1262                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
1263
1264         }
1265
1266         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 128) {
1267                 /*
1268                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
1269                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
1270                  * instead.
1271                  */
1272                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
1273                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
1274         }
1275 }
1276
1277 static void __init
1278 new_kmalloc_cache(int idx, enum kmalloc_cache_type type, slab_flags_t flags)
1279 {
1280         if (type == KMALLOC_RECLAIM)
1281                 flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
1282
1283         kmalloc_caches[type][idx] = create_kmalloc_cache(
1284                                         kmalloc_info[idx].name[type],
1285                                         kmalloc_info[idx].size, flags, 0,
1286                                         kmalloc_info[idx].size);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
1291  * may already have been created because they were needed to
1292  * enable allocations for slab creation.
1293  */
1294 void __init create_kmalloc_caches(slab_flags_t flags)
1295 {
1296         int i;
1297         enum kmalloc_cache_type type;
1298
1299         for (type = KMALLOC_NORMAL; type <= KMALLOC_RECLAIM; type++) {
1300                 for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
1301                         if (!kmalloc_caches[type][i])
1302                                 new_kmalloc_cache(i, type, flags);
1303
1304                         /*
1305                          * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
1306                          * These have to be created immediately after the
1307                          * earlier power of two caches
1308                          */
1309                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && i == 6 &&
1310                                         !kmalloc_caches[type][1])
1311                                 new_kmalloc_cache(1, type, flags);
1312                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && i == 7 &&
1313                                         !kmalloc_caches[type][2])
1314                                 new_kmalloc_cache(2, type, flags);
1315                 }
1316         }
1317
1318         /* Kmalloc array is now usable */
1319         slab_state = UP;
1320
1321 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1322         for (i = 0; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
1323                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][i];
1324
1325                 if (s) {
1326                         kmalloc_caches[KMALLOC_DMA][i] = create_kmalloc_cache(
1327                                 kmalloc_info[i].name[KMALLOC_DMA],
1328                                 kmalloc_info[i].size,
1329                                 SLAB_CACHE_DMA | flags, 0,
1330                                 kmalloc_info[i].size);
1331                 }
1332         }
1333 #endif
1334 }
1335 #endif /* !CONFIG_SLOB */
1336
1337 gfp_t kmalloc_fix_flags(gfp_t flags)
1338 {
1339         gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1340
1341         flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1342         pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1343                         invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1344         dump_stack();
1345
1346         return flags;
1347 }
1348
1349 /*
1350  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
1351  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
1352  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
1353  */
1354 void *kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1355 {
1356         void *ret = NULL;
1357         struct page *page;
1358
1359         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1360                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1361
1362         flags |= __GFP_COMP;
1363         page = alloc_pages(flags, order);
1364         if (likely(page)) {
1365                 ret = page_address(page);
1366                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1367                                     1 << order);
1368         }
1369         ret = kasan_kmalloc_large(ret, size, flags);
1370         /* As ret might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1371         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
1372         return ret;
1373 }
1374 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order);
1375
1376 #ifdef CONFIG_TRACING
1377 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1378 {
1379         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1380         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1381         return ret;
1382 }
1383 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1384 #endif
1385
1386 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1387 /* Randomize a generic freelist */
1388 static void freelist_randomize(struct rnd_state *state, unsigned int *list,
1389                                unsigned int count)
1390 {
1391         unsigned int rand;
1392         unsigned int i;
1393
1394         for (i = 0; i < count; i++)
1395                 list[i] = i;
1396
1397         /* Fisher-Yates shuffle */
1398         for (i = count - 1; i > 0; i--) {
1399                 rand = prandom_u32_state(state);
1400                 rand %= (i + 1);
1401                 swap(list[i], list[rand]);
1402         }
1403 }
1404
1405 /* Create a random sequence per cache */
1406 int cache_random_seq_create(struct kmem_cache *cachep, unsigned int count,
1407                                     gfp_t gfp)
1408 {
1409         struct rnd_state state;
1410
1411         if (count < 2 || cachep->random_seq)
1412                 return 0;
1413
1414         cachep->random_seq = kcalloc(count, sizeof(unsigned int), gfp);
1415         if (!cachep->random_seq)
1416                 return -ENOMEM;
1417
1418         /* Get best entropy at this stage of boot */
1419         prandom_seed_state(&state, get_random_long());
1420
1421         freelist_randomize(&state, cachep->random_seq, count);
1422         return 0;
1423 }
1424
1425 /* Destroy the per-cache random freelist sequence */
1426 void cache_random_seq_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1427 {
1428         kfree(cachep->random_seq);
1429         cachep->random_seq = NULL;
1430 }
1431 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1432
1433 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
1434 #ifdef CONFIG_SLAB
1435 #define SLABINFO_RIGHTS (0600)
1436 #else
1437 #define SLABINFO_RIGHTS (0400)
1438 #endif
1439
1440 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
1441 {
1442         /*
1443          * Output format version, so at least we can change it
1444          * without _too_ many complaints.
1445          */
1446 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1447         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
1448 #else
1449         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
1450 #endif
1451         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
1452         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
1453         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
1454 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1455         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
1456         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
1457 #endif
1458         seq_putc(m, '\n');
1459 }
1460
1461 void *slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1462 {
1463         mutex_lock(&slab_mutex);
1464         return seq_list_start(&slab_root_caches, *pos);
1465 }
1466
1467 void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1468 {
1469         return seq_list_next(p, &slab_root_caches, pos);
1470 }
1471
1472 void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1473 {
1474         mutex_unlock(&slab_mutex);
1475 }
1476
1477 static void
1478 memcg_accumulate_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *info)
1479 {
1480         struct kmem_cache *c;
1481         struct slabinfo sinfo;
1482
1483         if (!is_root_cache(s))
1484                 return;
1485
1486         for_each_memcg_cache(c, s) {
1487                 memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1488                 get_slabinfo(c, &sinfo);
1489
1490                 info->active_slabs += sinfo.active_slabs;
1491                 info->num_slabs += sinfo.num_slabs;
1492                 info->shared_avail += sinfo.shared_avail;
1493                 info->active_objs += sinfo.active_objs;
1494                 info->num_objs += sinfo.num_objs;
1495         }
1496 }
1497
1498 static void cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
1499 {
1500         struct slabinfo sinfo;
1501
1502         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1503         get_slabinfo(s, &sinfo);
1504
1505         memcg_accumulate_slabinfo(s, &sinfo);
1506
1507         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
1508                    cache_name(s), sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
1509                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
1510
1511         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
1512                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
1513         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
1514                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
1515         slabinfo_show_stats(m, s);
1516         seq_putc(m, '\n');
1517 }
1518
1519 static int slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1520 {
1521         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, root_caches_node);
1522
1523         if (p == slab_root_caches.next)
1524                 print_slabinfo_header(m);
1525         cache_show(s, m);
1526         return 0;
1527 }
1528
1529 void dump_unreclaimable_slab(void)
1530 {
1531         struct kmem_cache *s, *s2;
1532         struct slabinfo sinfo;
1533
1534         /*
1535          * Here acquiring slab_mutex is risky since we don't prefer to get
1536          * sleep in oom path. But, without mutex hold, it may introduce a
1537          * risk of crash.
1538          * Use mutex_trylock to protect the list traverse, dump nothing
1539          * without acquiring the mutex.
1540          */
1541         if (!mutex_trylock(&slab_mutex)) {
1542                 pr_warn("excessive unreclaimable slab but cannot dump stats\n");
1543                 return;
1544         }
1545
1546         pr_info("Unreclaimable slab info:\n");
1547         pr_info("Name                      Used          Total\n");
1548
1549         list_for_each_entry_safe(s, s2, &slab_caches, list) {
1550                 if (!is_root_cache(s) || (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT))
1551                         continue;
1552
1553                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1554
1555                 if (sinfo.num_objs > 0)
1556                         pr_info("%-17s %10luKB %10luKB\n", cache_name(s),
1557                                 (sinfo.active_objs * s->size) / 1024,
1558                                 (sinfo.num_objs * s->size) / 1024);
1559         }
1560         mutex_unlock(&slab_mutex);
1561 }
1562
1563 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
1564 void *memcg_slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1565 {
1566         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
1567
1568         mutex_lock(&slab_mutex);
1569         return seq_list_start(&memcg->kmem_caches, *pos);
1570 }
1571
1572 void *memcg_slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1573 {
1574         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
1575
1576         return seq_list_next(p, &memcg->kmem_caches, pos);
1577 }
1578
1579 void memcg_slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1580 {
1581         mutex_unlock(&slab_mutex);
1582 }
1583
1584 int memcg_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1585 {
1586         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache,
1587                                           memcg_params.kmem_caches_node);
1588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
1589
1590         if (p == memcg->kmem_caches.next)
1591                 print_slabinfo_header(m);
1592         cache_show(s, m);
1593         return 0;
1594 }
1595 #endif
1596
1597 /*
1598  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
1599  *
1600  * Output layout:
1601  * cache-name
1602  * num-active-objs
1603  * total-objs
1604  * object size
1605  * num-active-slabs
1606  * total-slabs
1607  * num-pages-per-slab
1608  * + further values on SMP and with statistics enabled
1609  */
1610 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
1611         .start = slab_start,
1612         .next = slab_next,
1613         .stop = slab_stop,
1614         .show = slab_show,
1615 };
1616
1617 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1618 {
1619         return seq_open(file, &slabinfo_op);
1620 }
1621
1622 static const struct proc_ops slabinfo_proc_ops = {
1623         .proc_flags     = PROC_ENTRY_PERMANENT,
1624         .proc_open      = slabinfo_open,
1625         .proc_read      = seq_read,
1626         .proc_write     = slabinfo_write,
1627         .proc_lseek     = seq_lseek,
1628         .proc_release   = seq_release,
1629 };
1630
1631 static int __init slab_proc_init(void)
1632 {
1633         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL, &slabinfo_proc_ops);
1634         return 0;
1635 }
1636 module_init(slab_proc_init);
1637
1638 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
1639 /*
1640  * Display information about kmem caches that have child memcg caches.
1641  */
1642 static int memcg_slabinfo_show(struct seq_file *m, void *unused)
1643 {
1644         struct kmem_cache *s, *c;
1645         struct slabinfo sinfo;
1646
1647         mutex_lock(&slab_mutex);
1648         seq_puts(m, "# <name> <css_id[:dead|deact]> <active_objs> <num_objs>");
1649         seq_puts(m, " <active_slabs> <num_slabs>\n");
1650         list_for_each_entry(s, &slab_root_caches, root_caches_node) {
1651                 /*
1652                  * Skip kmem caches that don't have any memcg children.
1653                  */
1654                 if (list_empty(&s->memcg_params.children))
1655                         continue;
1656
1657                 memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1658                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1659                 seq_printf(m, "%-17s root       %6lu %6lu %6lu %6lu\n",
1660                            cache_name(s), sinfo.active_objs, sinfo.num_objs,
1661                            sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs);
1662
1663                 for_each_memcg_cache(c, s) {
1664                         struct cgroup_subsys_state *css;
1665                         char *status = "";
1666
1667                         css = &c->memcg_params.memcg->css;
1668                         if (!(css->flags & CSS_ONLINE))
1669                                 status = ":dead";
1670                         else if (c->flags & SLAB_DEACTIVATED)
1671                                 status = ":deact";
1672
1673                         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1674                         get_slabinfo(c, &sinfo);
1675                         seq_printf(m, "%-17s %4d%-6s %6lu %6lu %6lu %6lu\n",
1676                                    cache_name(c), css->id, status,
1677                                    sinfo.active_objs, sinfo.num_objs,
1678                                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs);
1679                 }
1680         }
1681         mutex_unlock(&slab_mutex);
1682         return 0;
1683 }
1684 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memcg_slabinfo);
1685
1686 static int __init memcg_slabinfo_init(void)
1687 {
1688         debugfs_create_file("memcg_slabinfo", S_IFREG | S_IRUGO,
1689                             NULL, NULL, &memcg_slabinfo_fops);
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 late_initcall(memcg_slabinfo_init);
1694 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS && CONFIG_MEMCG_KMEM */
1695 #endif /* CONFIG_SLAB || CONFIG_SLUB_DEBUG */
1696
1697 static __always_inline void *__do_krealloc(const void *p, size_t new_size,
1698                                            gfp_t flags)
1699 {
1700         void *ret;
1701         size_t ks;
1702
1703         ks = ksize(p);
1704
1705         if (ks >= new_size) {
1706                 p = kasan_krealloc((void *)p, new_size, flags);
1707                 return (void *)p;
1708         }
1709
1710         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
1711         if (ret && p)
1712                 memcpy(ret, p, ks);
1713
1714         return ret;
1715 }
1716
1717 /**
1718  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
1719  * @p: object to reallocate memory for.
1720  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1721  * @flags: the type of memory to allocate.
1722  *
1723  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
1724  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
1725  * behaves exactly like kmalloc().  If @new_size is 0 and @p is not a
1726  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
1727  *
1728  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
1729  */
1730 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1731 {
1732         void *ret;
1733
1734         if (unlikely(!new_size)) {
1735                 kfree(p);
1736                 return ZERO_SIZE_PTR;
1737         }
1738
1739         ret = __do_krealloc(p, new_size, flags);
1740         if (ret && kasan_reset_tag(p) != kasan_reset_tag(ret))
1741                 kfree(p);
1742
1743         return ret;
1744 }
1745 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
1746
1747 /**
1748  * kfree_sensitive - Clear sensitive information in memory before freeing
1749  * @p: object to free memory of
1750  *
1751  * The memory of the object @p points to is zeroed before freed.
1752  * If @p is %NULL, kfree_sensitive() does nothing.
1753  *
1754  * Note: this function zeroes the whole allocated buffer which can be a good
1755  * deal bigger than the requested buffer size passed to kmalloc(). So be
1756  * careful when using this function in performance sensitive code.
1757  */
1758 void kfree_sensitive(const void *p)
1759 {
1760         size_t ks;
1761         void *mem = (void *)p;
1762
1763         ks = ksize(mem);
1764         if (ks)
1765                 memzero_explicit(mem, ks);
1766         kfree(mem);
1767 }
1768 EXPORT_SYMBOL(kfree_sensitive);
1769
1770 /**
1771  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
1772  * @objp: Pointer to the object
1773  *
1774  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
1775  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
1776  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
1777  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
1778  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
1779  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
1780  * must not be freed during the duration of the call.
1781  *
1782  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
1783  */
1784 size_t ksize(const void *objp)
1785 {
1786         size_t size;
1787
1788         /*
1789          * We need to check that the pointed to object is valid, and only then
1790          * unpoison the shadow memory below. We use __kasan_check_read(), to
1791          * generate a more useful report at the time ksize() is called (rather
1792          * than later where behaviour is undefined due to potential
1793          * use-after-free or double-free).
1794          *
1795          * If the pointed to memory is invalid we return 0, to avoid users of
1796          * ksize() writing to and potentially corrupting the memory region.
1797          *
1798          * We want to perform the check before __ksize(), to avoid potentially
1799          * crashing in __ksize() due to accessing invalid metadata.
1800          */
1801         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)) || !__kasan_check_read(objp, 1))
1802                 return 0;
1803
1804         size = __ksize(objp);
1805         /*
1806          * We assume that ksize callers could use whole allocated area,
1807          * so we need to unpoison this area.
1808          */
1809         kasan_unpoison_shadow(objp, size);
1810         return size;
1811 }
1812 EXPORT_SYMBOL(ksize);
1813
1814 /* Tracepoints definitions. */
1815 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc);
1816 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1817 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc_node);
1818 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1819 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kfree);
1820 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1821
1822 int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1823 {
1824         if (__should_failslab(s, gfpflags))
1825                 return -ENOMEM;
1826         return 0;
1827 }
1828 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);