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