a998d35599a370a84f32c5b738b6b68d9f20f147
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * struct array_cache
173  *
174  * Purpose:
175  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
176  * - reduce the number of linked list operations
177  * - reduce spinlock operations
178  *
179  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
180  * footprint.
181  *
182  */
183 struct array_cache {
184         unsigned int avail;
185         unsigned int limit;
186         unsigned int batchcount;
187         unsigned int touched;
188         void *entry[];  /*
189                          * Must have this definition in here for the proper
190                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
191                          * the entries.
192                          */
193 };
194
195 struct alien_cache {
196         spinlock_t lock;
197         struct array_cache ac;
198 };
199
200 /*
201  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
202  */
203 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
204 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
205 #define CACHE_CACHE 0
206 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
207
208 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
209                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
210 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
211                         int node, struct list_head *list);
212 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
213 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
214 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
215
216 static int slab_early_init = 1;
217
218 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
219
220 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
221 {
222         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
223         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
224         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
225         parent->shared = NULL;
226         parent->alien = NULL;
227         parent->colour_next = 0;
228         spin_lock_init(&parent->list_lock);
229         parent->free_objects = 0;
230         parent->free_touched = 0;
231 }
232
233 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
234         do {                                                            \
235                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
236                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
237         } while (0)
238
239 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
240         do {                                                            \
241         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
242         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
243         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
244         } while (0)
245
246 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
247 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
248 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
249 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
250
251 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
252 /*
253  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
254  * cpucache drain/refill cycles.
255  *
256  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
257  * which could lock up otherwise freeable slabs.
258  */
259 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
260 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
261
262 #if STATS
263 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
264 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
265 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
266 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
267 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
268 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
269         do {                                                            \
270                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
271                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
272         } while (0)
273 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
274 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
275 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
276 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
277 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
280                         (x)->max_freeable = i;                          \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
283 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
284 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
285 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
286 #else
287 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
288 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
289 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
290 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
291 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
292 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
293 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
294 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
295 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
296 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
297 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
299 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
300 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
301 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
302 #endif
303
304 #if DEBUG
305
306 /*
307  * memory layout of objects:
308  * 0            : objp
309  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
310  *              the end of an object is aligned with the end of the real
311  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
312  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
313  *              redzone word.
314  * cachep->obj_offset: The real object.
315  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
316  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
317  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
318  */
319 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
320 {
321         return cachep->obj_offset;
322 }
323
324 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
325 {
326         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
327         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
328                                       sizeof(unsigned long long));
329 }
330
331 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
332 {
333         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
334         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
335                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
336                                               sizeof(unsigned long long) -
337                                               REDZONE_ALIGN);
338         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
339                                        sizeof(unsigned long long));
340 }
341
342 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
343 {
344         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
345         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
346 }
347
348 #else
349
350 #define obj_offset(x)                   0
351 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
352 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
353 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
354
355 #endif
356
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
358
359 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
360 {
361         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
362 }
363
364 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
365 {
366         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
367 }
368
369 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
370 {
371         if (is_store_user_clean(cachep))
372                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
373 }
374
375 #else
376 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
377
378 #endif
379
380 /*
381  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
382  * overridden on the command line.
383  */
384 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
385 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
386 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
387 static bool slab_max_order_set __initdata;
388
389 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
390 {
391         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
392         return page->slab_cache;
393 }
394
395 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
396                                  unsigned int idx)
397 {
398         return page->s_mem + cache->size * idx;
399 }
400
401 /*
402  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
403  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
404  *   we can replace (offset / cache->size) by
405  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
406  */
407 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
408                                         const struct page *page, void *obj)
409 {
410         u32 offset = (obj - page->s_mem);
411         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
412 }
413
414 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
425
426 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
427 {
428         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
429 }
430
431 /*
432  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
433  */
434 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
435                 unsigned long flags, size_t *left_over)
436 {
437         unsigned int num;
438         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
439
440         /*
441          * The slab management structure can be either off the slab or
442          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
443          * slab is used for:
444          *
445          * - @buffer_size bytes for each object
446          * - One freelist_idx_t for each object
447          *
448          * We don't need to consider alignment of freelist because
449          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
450          * at the correct alignment.
451          *
452          * If the slab management structure is off the slab, then the
453          * alignment will already be calculated into the size. Because
454          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
455          * correct alignment when allocated.
456          */
457         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
458                 num = slab_size / buffer_size;
459                 *left_over = slab_size % buffer_size;
460         } else {
461                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
462                 *left_over = slab_size %
463                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464         }
465
466         return num;
467 }
468
469 #if DEBUG
470 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
471
472 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
473                         char *msg)
474 {
475         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
476                function, cachep->name, msg);
477         dump_stack();
478         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
479 }
480 #endif
481
482 /*
483  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
484  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
485  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
486  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
487  * line
488   */
489
490 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
491 static int __init noaliencache_setup(char *s)
492 {
493         use_alien_caches = 0;
494         return 1;
495 }
496 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
497
498 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
499 {
500         get_option(&str, &slab_max_order);
501         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
502                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
503         slab_max_order_set = true;
504
505         return 1;
506 }
507 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
508
509 #ifdef CONFIG_NUMA
510 /*
511  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
512  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
513  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
514  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
515  */
516 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
517
518 static void init_reap_node(int cpu)
519 {
520         int node;
521
522         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
523         if (node == MAX_NUMNODES)
524                 node = first_node(node_online_map);
525
526         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
527 }
528
529 static void next_reap_node(void)
530 {
531         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
532
533         node = next_node(node, node_online_map);
534         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
535                 node = first_node(node_online_map);
536         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
537 }
538
539 #else
540 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
541 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
542 #endif
543
544 /*
545  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
546  * via the workqueue/eventd.
547  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
548  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
549  * lock.
550  */
551 static void start_cpu_timer(int cpu)
552 {
553         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
554
555         /*
556          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
557          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
558          * at that time.
559          */
560         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
561                 init_reap_node(cpu);
562                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
563                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
564                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
565         }
566 }
567
568 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
569 {
570         /*
571          * The array_cache structures contain pointers to free object.
572          * However, when such objects are allocated or transferred to another
573          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
574          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
575          * not scan such objects.
576          */
577         kmemleak_no_scan(ac);
578         if (ac) {
579                 ac->avail = 0;
580                 ac->limit = limit;
581                 ac->batchcount = batch;
582                 ac->touched = 0;
583         }
584 }
585
586 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
587                                             int batchcount, gfp_t gfp)
588 {
589         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
590         struct array_cache *ac = NULL;
591
592         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
593         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
594         return ac;
595 }
596
597 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
598                                         struct page *page, void *objp)
599 {
600         struct kmem_cache_node *n;
601         int page_node;
602         LIST_HEAD(list);
603
604         page_node = page_to_nid(page);
605         n = get_node(cachep, page_node);
606
607         spin_lock(&n->list_lock);
608         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
609         spin_unlock(&n->list_lock);
610
611         slabs_destroy(cachep, &list);
612 }
613
614 /*
615  * Transfer objects in one arraycache to another.
616  * Locking must be handled by the caller.
617  *
618  * Return the number of entries transferred.
619  */
620 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
621                 struct array_cache *from, unsigned int max)
622 {
623         /* Figure out how many entries to transfer */
624         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
625
626         if (!nr)
627                 return 0;
628
629         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
630                         sizeof(void *) *nr);
631
632         from->avail -= nr;
633         to->avail += nr;
634         return nr;
635 }
636
637 #ifndef CONFIG_NUMA
638
639 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
640 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
641
642 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
643                                                 int limit, gfp_t gfp)
644 {
645         return NULL;
646 }
647
648 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
649 {
650 }
651
652 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
653 {
654         return 0;
655 }
656
657 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
658                 gfp_t flags)
659 {
660         return NULL;
661 }
662
663 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
664                  gfp_t flags, int nodeid)
665 {
666         return NULL;
667 }
668
669 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
670 {
671         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
672 }
673
674 #else   /* CONFIG_NUMA */
675
676 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
677 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
678
679 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
680                                                 int batch, gfp_t gfp)
681 {
682         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
683         struct alien_cache *alc = NULL;
684
685         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
686         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
687         spin_lock_init(&alc->lock);
688         return alc;
689 }
690
691 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
692 {
693         struct alien_cache **alc_ptr;
694         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
695         int i;
696
697         if (limit > 1)
698                 limit = 12;
699         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
700         if (!alc_ptr)
701                 return NULL;
702
703         for_each_node(i) {
704                 if (i == node || !node_online(i))
705                         continue;
706                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
707                 if (!alc_ptr[i]) {
708                         for (i--; i >= 0; i--)
709                                 kfree(alc_ptr[i]);
710                         kfree(alc_ptr);
711                         return NULL;
712                 }
713         }
714         return alc_ptr;
715 }
716
717 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
718 {
719         int i;
720
721         if (!alc_ptr)
722                 return;
723         for_each_node(i)
724             kfree(alc_ptr[i]);
725         kfree(alc_ptr);
726 }
727
728 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
729                                 struct array_cache *ac, int node,
730                                 struct list_head *list)
731 {
732         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
733
734         if (ac->avail) {
735                 spin_lock(&n->list_lock);
736                 /*
737                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
738                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
739                  * into the free lists and getting them back later.
740                  */
741                 if (n->shared)
742                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
743
744                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
745                 ac->avail = 0;
746                 spin_unlock(&n->list_lock);
747         }
748 }
749
750 /*
751  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
752  */
753 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
754 {
755         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
756
757         if (n->alien) {
758                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
759                 struct array_cache *ac;
760
761                 if (alc) {
762                         ac = &alc->ac;
763                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
764                                 LIST_HEAD(list);
765
766                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
767                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
768                                 slabs_destroy(cachep, &list);
769                         }
770                 }
771         }
772 }
773
774 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
775                                 struct alien_cache **alien)
776 {
777         int i = 0;
778         struct alien_cache *alc;
779         struct array_cache *ac;
780         unsigned long flags;
781
782         for_each_online_node(i) {
783                 alc = alien[i];
784                 if (alc) {
785                         LIST_HEAD(list);
786
787                         ac = &alc->ac;
788                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
789                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
790                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
791                         slabs_destroy(cachep, &list);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
797                                 int node, int page_node)
798 {
799         struct kmem_cache_node *n;
800         struct alien_cache *alien = NULL;
801         struct array_cache *ac;
802         LIST_HEAD(list);
803
804         n = get_node(cachep, node);
805         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
806         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
807                 alien = n->alien[page_node];
808                 ac = &alien->ac;
809                 spin_lock(&alien->lock);
810                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
811                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
812                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
813                 }
814                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
815                 spin_unlock(&alien->lock);
816                 slabs_destroy(cachep, &list);
817         } else {
818                 n = get_node(cachep, page_node);
819                 spin_lock(&n->list_lock);
820                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
821                 spin_unlock(&n->list_lock);
822                 slabs_destroy(cachep, &list);
823         }
824         return 1;
825 }
826
827 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
828 {
829         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
830         int node = numa_mem_id();
831         /*
832          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
833          * cache on this cpu.
834          */
835         if (likely(node == page_node))
836                 return 0;
837
838         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
839 }
840
841 /*
842  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
843  * warn about failures.
844  */
845 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
846 {
847         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
848 }
849 #endif
850
851 /*
852  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
853  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
854  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
855  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
856  * already in use.
857  *
858  * Must hold slab_mutex.
859  */
860 static int init_cache_node_node(int node)
861 {
862         struct kmem_cache *cachep;
863         struct kmem_cache_node *n;
864         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
865
866         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
867                 /*
868                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
869                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
870                  * node has not already allocated this
871                  */
872                 n = get_node(cachep, node);
873                 if (!n) {
874                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
875                         if (!n)
876                                 return -ENOMEM;
877                         kmem_cache_node_init(n);
878                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
879                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
880
881                         /*
882                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
883                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
884                          * protection here.
885                          */
886                         cachep->node[node] = n;
887                 }
888
889                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
890                 n->free_limit =
891                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
892                         cachep->batchcount + cachep->num;
893                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
894         }
895         return 0;
896 }
897
898 static void cpuup_canceled(long cpu)
899 {
900         struct kmem_cache *cachep;
901         struct kmem_cache_node *n = NULL;
902         int node = cpu_to_mem(cpu);
903         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
904
905         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
906                 struct array_cache *nc;
907                 struct array_cache *shared;
908                 struct alien_cache **alien;
909                 LIST_HEAD(list);
910
911                 n = get_node(cachep, node);
912                 if (!n)
913                         continue;
914
915                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
916
917                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
918                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
919
920                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
921                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
922                 if (nc) {
923                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
924                         nc->avail = 0;
925                 }
926
927                 if (!cpumask_empty(mask)) {
928                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
929                         goto free_slab;
930                 }
931
932                 shared = n->shared;
933                 if (shared) {
934                         free_block(cachep, shared->entry,
935                                    shared->avail, node, &list);
936                         n->shared = NULL;
937                 }
938
939                 alien = n->alien;
940                 n->alien = NULL;
941
942                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
943
944                 kfree(shared);
945                 if (alien) {
946                         drain_alien_cache(cachep, alien);
947                         free_alien_cache(alien);
948                 }
949
950 free_slab:
951                 slabs_destroy(cachep, &list);
952         }
953         /*
954          * In the previous loop, all the objects were freed to
955          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
956          * shrink each nodelist to its limit.
957          */
958         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
959                 n = get_node(cachep, node);
960                 if (!n)
961                         continue;
962                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
963         }
964 }
965
966 static int cpuup_prepare(long cpu)
967 {
968         struct kmem_cache *cachep;
969         struct kmem_cache_node *n = NULL;
970         int node = cpu_to_mem(cpu);
971         int err;
972
973         /*
974          * We need to do this right in the beginning since
975          * alloc_arraycache's are going to use this list.
976          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
977          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
978          */
979         err = init_cache_node_node(node);
980         if (err < 0)
981                 goto bad;
982
983         /*
984          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
985          * array caches
986          */
987         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
988                 struct array_cache *shared = NULL;
989                 struct alien_cache **alien = NULL;
990
991                 if (cachep->shared) {
992                         shared = alloc_arraycache(node,
993                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
994                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
995                         if (!shared)
996                                 goto bad;
997                 }
998                 if (use_alien_caches) {
999                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1000                         if (!alien) {
1001                                 kfree(shared);
1002                                 goto bad;
1003                         }
1004                 }
1005                 n = get_node(cachep, node);
1006                 BUG_ON(!n);
1007
1008                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1009                 if (!n->shared) {
1010                         /*
1011                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1012                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1013                          */
1014                         n->shared = shared;
1015                         shared = NULL;
1016                 }
1017 #ifdef CONFIG_NUMA
1018                 if (!n->alien) {
1019                         n->alien = alien;
1020                         alien = NULL;
1021                 }
1022 #endif
1023                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1024                 kfree(shared);
1025                 free_alien_cache(alien);
1026         }
1027
1028         return 0;
1029 bad:
1030         cpuup_canceled(cpu);
1031         return -ENOMEM;
1032 }
1033
1034 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1035                                     unsigned long action, void *hcpu)
1036 {
1037         long cpu = (long)hcpu;
1038         int err = 0;
1039
1040         switch (action) {
1041         case CPU_UP_PREPARE:
1042         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1043                 mutex_lock(&slab_mutex);
1044                 err = cpuup_prepare(cpu);
1045                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1046                 break;
1047         case CPU_ONLINE:
1048         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1049                 start_cpu_timer(cpu);
1050                 break;
1051 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1052         case CPU_DOWN_PREPARE:
1053         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1054                 /*
1055                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1056                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1057                  * anything expensive but will only modify reap_work
1058                  * and reschedule the timer.
1059                 */
1060                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1061                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1062                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1063                 break;
1064         case CPU_DOWN_FAILED:
1065         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1066                 start_cpu_timer(cpu);
1067                 break;
1068         case CPU_DEAD:
1069         case CPU_DEAD_FROZEN:
1070                 /*
1071                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1072                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1073                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1074                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1075                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1076                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1077                  */
1078                 /* fall through */
1079 #endif
1080         case CPU_UP_CANCELED:
1081         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1082                 mutex_lock(&slab_mutex);
1083                 cpuup_canceled(cpu);
1084                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1085                 break;
1086         }
1087         return notifier_from_errno(err);
1088 }
1089
1090 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1091         &cpuup_callback, NULL, 0
1092 };
1093
1094 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1095 /*
1096  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1097  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1098  * removed.
1099  *
1100  * Must hold slab_mutex.
1101  */
1102 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1103 {
1104         struct kmem_cache *cachep;
1105         int ret = 0;
1106
1107         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1108                 struct kmem_cache_node *n;
1109
1110                 n = get_node(cachep, node);
1111                 if (!n)
1112                         continue;
1113
1114                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1115
1116                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1117                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1118                         ret = -EBUSY;
1119                         break;
1120                 }
1121         }
1122         return ret;
1123 }
1124
1125 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1126                                         unsigned long action, void *arg)
1127 {
1128         struct memory_notify *mnb = arg;
1129         int ret = 0;
1130         int nid;
1131
1132         nid = mnb->status_change_nid;
1133         if (nid < 0)
1134                 goto out;
1135
1136         switch (action) {
1137         case MEM_GOING_ONLINE:
1138                 mutex_lock(&slab_mutex);
1139                 ret = init_cache_node_node(nid);
1140                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1141                 break;
1142         case MEM_GOING_OFFLINE:
1143                 mutex_lock(&slab_mutex);
1144                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1145                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1146                 break;
1147         case MEM_ONLINE:
1148         case MEM_OFFLINE:
1149         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1150         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1151                 break;
1152         }
1153 out:
1154         return notifier_from_errno(ret);
1155 }
1156 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1157
1158 /*
1159  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1160  */
1161 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1162                                 int nodeid)
1163 {
1164         struct kmem_cache_node *ptr;
1165
1166         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1167         BUG_ON(!ptr);
1168
1169         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1170         /*
1171          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1172          */
1173         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1174
1175         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1176         cachep->node[nodeid] = ptr;
1177 }
1178
1179 /*
1180  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1181  * size of kmem_cache_node.
1182  */
1183 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1184 {
1185         int node;
1186
1187         for_each_online_node(node) {
1188                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1189                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1190                     REAPTIMEOUT_NODE +
1191                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1192         }
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1197  * before smp_init().
1198  */
1199 void __init kmem_cache_init(void)
1200 {
1201         int i;
1202
1203         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1204                                         sizeof(struct rcu_head));
1205         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1206
1207         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1208                 use_alien_caches = 0;
1209
1210         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1211                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1212
1213         /*
1214          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1215          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1216          * not overridden on the command line.
1217          */
1218         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1219                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1220
1221         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1222          * from caches that do not exist yet:
1223          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1224          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1225          *    kmem_cache is statically allocated.
1226          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1227          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1228          *    array at the end of the bootstrap.
1229          * 2) Create the first kmalloc cache.
1230          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1231          *    An __init data area is used for the head array.
1232          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1233          *    head arrays.
1234          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1235          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1236          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1237          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1238          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1239          */
1240
1241         /* 1) create the kmem_cache */
1242
1243         /*
1244          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1245          */
1246         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1247                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1248                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1249                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1250         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1251         slab_state = PARTIAL;
1252
1253         /*
1254          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1255          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1256          */
1257         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1258                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1259         slab_state = PARTIAL_NODE;
1260         setup_kmalloc_cache_index_table();
1261
1262         slab_early_init = 0;
1263
1264         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1265         {
1266                 int nid;
1267
1268                 for_each_online_node(nid) {
1269                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1270
1271                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1272                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1273                 }
1274         }
1275
1276         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1277 }
1278
1279 void __init kmem_cache_init_late(void)
1280 {
1281         struct kmem_cache *cachep;
1282
1283         slab_state = UP;
1284
1285         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1286         mutex_lock(&slab_mutex);
1287         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1288                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1289                         BUG();
1290         mutex_unlock(&slab_mutex);
1291
1292         /* Done! */
1293         slab_state = FULL;
1294
1295         /*
1296          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1297          * cpu_cache_get for all new cpus
1298          */
1299         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1300
1301 #ifdef CONFIG_NUMA
1302         /*
1303          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1304          * node.
1305          */
1306         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1307 #endif
1308
1309         /*
1310          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1311          * of the kernel is not yet operational.
1312          */
1313 }
1314
1315 static int __init cpucache_init(void)
1316 {
1317         int cpu;
1318
1319         /*
1320          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1321          */
1322         for_each_online_cpu(cpu)
1323                 start_cpu_timer(cpu);
1324
1325         /* Done! */
1326         slab_state = FULL;
1327         return 0;
1328 }
1329 __initcall(cpucache_init);
1330
1331 static noinline void
1332 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1333 {
1334 #if DEBUG
1335         struct kmem_cache_node *n;
1336         struct page *page;
1337         unsigned long flags;
1338         int node;
1339         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1340                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1341
1342         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1343                 return;
1344
1345         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1346                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1347         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1348                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1349
1350         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1351                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1352                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1353
1354                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1355                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1356                         active_objs += cachep->num;
1357                         active_slabs++;
1358                 }
1359                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1360                         active_objs += page->active;
1361                         active_slabs++;
1362                 }
1363                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1364                         num_slabs++;
1365
1366                 free_objects += n->free_objects;
1367                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1368
1369                 num_slabs += active_slabs;
1370                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1371                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1372                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1373                         free_objects);
1374         }
1375 #endif
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1380  * kmem_cache_node ->list_lock.
1381  *
1382  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1383  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1384  * would be relatively rare and ignorable.
1385  */
1386 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1387                                                                 int nodeid)
1388 {
1389         struct page *page;
1390         int nr_pages;
1391
1392         flags |= cachep->allocflags;
1393         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1394                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1395
1396         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1397         if (!page) {
1398                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1399                 return NULL;
1400         }
1401
1402         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1403                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1404                 return NULL;
1405         }
1406
1407         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1408         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1409                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1410                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1411         else
1412                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1413                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1414
1415         __SetPageSlab(page);
1416         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1417         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1418                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1419
1420         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1421                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1422
1423                 if (cachep->ctor)
1424                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1425                 else
1426                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1427         }
1428
1429         return page;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Interface to system's page release.
1434  */
1435 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1436 {
1437         int order = cachep->gfporder;
1438         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1439
1440         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1441
1442         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1443                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1444                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1445         else
1446                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1447                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1448
1449         BUG_ON(!PageSlab(page));
1450         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1451         __ClearPageSlab(page);
1452         page_mapcount_reset(page);
1453         page->mapping = NULL;
1454
1455         if (current->reclaim_state)
1456                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1457         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1458         __free_pages(page, order);
1459 }
1460
1461 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1462 {
1463         struct kmem_cache *cachep;
1464         struct page *page;
1465
1466         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1467         cachep = page->slab_cache;
1468
1469         kmem_freepages(cachep, page);
1470 }
1471
1472 #if DEBUG
1473 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1474 {
1475         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1476                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1477                 return true;
1478
1479         return false;
1480 }
1481
1482 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1483 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1484                             unsigned long caller)
1485 {
1486         int size = cachep->object_size;
1487
1488         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1489
1490         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1491                 return;
1492
1493         *addr++ = 0x12345678;
1494         *addr++ = caller;
1495         *addr++ = smp_processor_id();
1496         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1497         {
1498                 unsigned long *sptr = &caller;
1499                 unsigned long svalue;
1500
1501                 while (!kstack_end(sptr)) {
1502                         svalue = *sptr++;
1503                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1504                                 *addr++ = svalue;
1505                                 size -= sizeof(unsigned long);
1506                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1507                                         break;
1508                         }
1509                 }
1510
1511         }
1512         *addr++ = 0x87654321;
1513 }
1514
1515 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1516                                 int map, unsigned long caller)
1517 {
1518         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1519                 return;
1520
1521         if (caller)
1522                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1523
1524         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1525 }
1526
1527 #else
1528 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1529                                 int map, unsigned long caller) {}
1530
1531 #endif
1532
1533 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1534 {
1535         int size = cachep->object_size;
1536         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1537
1538         memset(addr, val, size);
1539         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1540 }
1541
1542 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1543 {
1544         int i;
1545         unsigned char error = 0;
1546         int bad_count = 0;
1547
1548         pr_err("%03x: ", offset);
1549         for (i = 0; i < limit; i++) {
1550                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1551                         error = data[offset + i];
1552                         bad_count++;
1553                 }
1554         }
1555         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1556                         &data[offset], limit, 1);
1557
1558         if (bad_count == 1) {
1559                 error ^= POISON_FREE;
1560                 if (!(error & (error - 1))) {
1561                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1562 #ifdef CONFIG_X86
1563                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1564 #else
1565                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1566 #endif
1567                 }
1568         }
1569 }
1570 #endif
1571
1572 #if DEBUG
1573
1574 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1575 {
1576         int i, size;
1577         char *realobj;
1578
1579         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1580                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1581                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1582                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1583         }
1584
1585         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1586                 pr_err("Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1587                        *dbg_userword(cachep, objp),
1588                        *dbg_userword(cachep, objp));
1589         }
1590         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1591         size = cachep->object_size;
1592         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1593                 int limit;
1594                 limit = 16;
1595                 if (i + limit > size)
1596                         limit = size - i;
1597                 dump_line(realobj, i, limit);
1598         }
1599 }
1600
1601 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1602 {
1603         char *realobj;
1604         int size, i;
1605         int lines = 0;
1606
1607         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1608                 return;
1609
1610         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1611         size = cachep->object_size;
1612
1613         for (i = 0; i < size; i++) {
1614                 char exp = POISON_FREE;
1615                 if (i == size - 1)
1616                         exp = POISON_END;
1617                 if (realobj[i] != exp) {
1618                         int limit;
1619                         /* Mismatch ! */
1620                         /* Print header */
1621                         if (lines == 0) {
1622                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1623                                        print_tainted(), cachep->name,
1624                                        realobj, size);
1625                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1626                         }
1627                         /* Hexdump the affected line */
1628                         i = (i / 16) * 16;
1629                         limit = 16;
1630                         if (i + limit > size)
1631                                 limit = size - i;
1632                         dump_line(realobj, i, limit);
1633                         i += 16;
1634                         lines++;
1635                         /* Limit to 5 lines */
1636                         if (lines > 5)
1637                                 break;
1638                 }
1639         }
1640         if (lines != 0) {
1641                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1642                  * exist:
1643                  */
1644                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1645                 unsigned int objnr;
1646
1647                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1648                 if (objnr) {
1649                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1650                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1651                         pr_err("Prev obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1652                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1653                 }
1654                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1655                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1656                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1657                         pr_err("Next obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1658                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1659                 }
1660         }
1661 }
1662 #endif
1663
1664 #if DEBUG
1665 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1666                                                 struct page *page)
1667 {
1668         int i;
1669
1670         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1671                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1672                         POISON_FREE);
1673         }
1674
1675         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1676                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1677
1678                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1679                         check_poison_obj(cachep, objp);
1680                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1681                 }
1682                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1683                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1684                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1685                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1686                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1687                 }
1688         }
1689 }
1690 #else
1691 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1692                                                 struct page *page)
1693 {
1694 }
1695 #endif
1696
1697 /**
1698  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1699  * @cachep: cache pointer being destroyed
1700  * @page: page pointer being destroyed
1701  *
1702  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1703  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1704  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1705  */
1706 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1707 {
1708         void *freelist;
1709
1710         freelist = page->freelist;
1711         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1712         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1713                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1714         else
1715                 kmem_freepages(cachep, page);
1716
1717         /*
1718          * From now on, we don't use freelist
1719          * although actual page can be freed in rcu context
1720          */
1721         if (OFF_SLAB(cachep))
1722                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1723 }
1724
1725 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1726 {
1727         struct page *page, *n;
1728
1729         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1730                 list_del(&page->lru);
1731                 slab_destroy(cachep, page);
1732         }
1733 }
1734
1735 /**
1736  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1737  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1738  * @size: size of objects to be created in this cache.
1739  * @flags: slab allocation flags
1740  *
1741  * Also calculates the number of objects per slab.
1742  *
1743  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1744  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1745  * towards high-order requests, this should be changed.
1746  */
1747 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1748                                 size_t size, unsigned long flags)
1749 {
1750         size_t left_over = 0;
1751         int gfporder;
1752
1753         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1754                 unsigned int num;
1755                 size_t remainder;
1756
1757                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1758                 if (!num)
1759                         continue;
1760
1761                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1762                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1763                         break;
1764
1765                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1766                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1767                         size_t freelist_size;
1768
1769                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1770                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1771                         if (!freelist_cache)
1772                                 continue;
1773
1774                         /*
1775                          * Needed to avoid possible looping condition
1776                          * in cache_grow()
1777                          */
1778                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1779                                 continue;
1780
1781                         /* check if off slab has enough benefit */
1782                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1783                                 continue;
1784                 }
1785
1786                 /* Found something acceptable - save it away */
1787                 cachep->num = num;
1788                 cachep->gfporder = gfporder;
1789                 left_over = remainder;
1790
1791                 /*
1792                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1793                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1794                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1795                  */
1796                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1797                         break;
1798
1799                 /*
1800                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1801                  * currently bad for the gfp()s.
1802                  */
1803                 if (gfporder >= slab_max_order)
1804                         break;
1805
1806                 /*
1807                  * Acceptable internal fragmentation?
1808                  */
1809                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1810                         break;
1811         }
1812         return left_over;
1813 }
1814
1815 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1816                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1817 {
1818         int cpu;
1819         size_t size;
1820         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1821
1822         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1823         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1824
1825         if (!cpu_cache)
1826                 return NULL;
1827
1828         for_each_possible_cpu(cpu) {
1829                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1830                                 entries, batchcount);
1831         }
1832
1833         return cpu_cache;
1834 }
1835
1836 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1837 {
1838         if (slab_state >= FULL)
1839                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1840
1841         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1842         if (!cachep->cpu_cache)
1843                 return 1;
1844
1845         if (slab_state == DOWN) {
1846                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1847                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1848         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1849                 /* For kmem_cache_node */
1850                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1851         } else {
1852                 int node;
1853
1854                 for_each_online_node(node) {
1855                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1856                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1857                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1858                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1859                 }
1860         }
1861
1862         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1863                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1864                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1865
1866         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1867         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1868         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1869         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1870         cachep->batchcount = 1;
1871         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1872         return 0;
1873 }
1874
1875 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1876         unsigned long flags, const char *name,
1877         void (*ctor)(void *))
1878 {
1879         return flags;
1880 }
1881
1882 struct kmem_cache *
1883 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1884                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1885 {
1886         struct kmem_cache *cachep;
1887
1888         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1889         if (cachep) {
1890                 cachep->refcount++;
1891
1892                 /*
1893                  * Adjust the object sizes so that we clear
1894                  * the complete object on kzalloc.
1895                  */
1896                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1897         }
1898         return cachep;
1899 }
1900
1901 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1902                         size_t size, unsigned long flags)
1903 {
1904         size_t left;
1905
1906         cachep->num = 0;
1907
1908         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1909                 return false;
1910
1911         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1912                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1913         if (!cachep->num)
1914                 return false;
1915
1916         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1917                 return false;
1918
1919         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1920
1921         return true;
1922 }
1923
1924 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1925                         size_t size, unsigned long flags)
1926 {
1927         size_t left;
1928
1929         cachep->num = 0;
1930
1931         /*
1932          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1933          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1934          */
1935         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1936                 return false;
1937
1938         /*
1939          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1940          * off-slab (should allow better packing of objs).
1941          */
1942         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1943         if (!cachep->num)
1944                 return false;
1945
1946         /*
1947          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1948          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1949          */
1950         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1951                 return false;
1952
1953         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1954
1955         return true;
1956 }
1957
1958 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1959                         size_t size, unsigned long flags)
1960 {
1961         size_t left;
1962
1963         cachep->num = 0;
1964
1965         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1966         if (!cachep->num)
1967                 return false;
1968
1969         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1970
1971         return true;
1972 }
1973
1974 /**
1975  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1976  * @cachep: cache management descriptor
1977  * @flags: SLAB flags
1978  *
1979  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1980  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1981  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1982  *
1983  * The flags are
1984  *
1985  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1986  * to catch references to uninitialised memory.
1987  *
1988  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1989  * for buffer overruns.
1990  *
1991  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1992  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1993  * as davem.
1994  */
1995 int
1996 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
1997 {
1998         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1999         gfp_t gfp;
2000         int err;
2001         size_t size = cachep->size;
2002
2003 #if DEBUG
2004 #if FORCED_DEBUG
2005         /*
2006          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2007          * large objects, if the increased size would increase the object size
2008          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2009          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2010          */
2011         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2012                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2013                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2014         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2015                 flags |= SLAB_POISON;
2016 #endif
2017 #endif
2018
2019         /*
2020          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2021          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2022          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2023          */
2024         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2025                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2026                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2027         }
2028
2029         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2030                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2031                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2032                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2033                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2034                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2035         }
2036
2037         /* 3) caller mandated alignment */
2038         if (ralign < cachep->align) {
2039                 ralign = cachep->align;
2040         }
2041         /* disable debug if necessary */
2042         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2043                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2044         /*
2045          * 4) Store it.
2046          */
2047         cachep->align = ralign;
2048         cachep->colour_off = cache_line_size();
2049         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2050         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2051                 cachep->colour_off = cachep->align;
2052
2053         if (slab_is_available())
2054                 gfp = GFP_KERNEL;
2055         else
2056                 gfp = GFP_NOWAIT;
2057
2058 #if DEBUG
2059
2060         /*
2061          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2062          * into align above.
2063          */
2064         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2065                 /* add space for red zone words */
2066                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2067                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2068         }
2069         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2070                 /* user store requires one word storage behind the end of
2071                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2072                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2073                  */
2074                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2075                         size += REDZONE_ALIGN;
2076                 else
2077                         size += BYTES_PER_WORD;
2078         }
2079 #endif
2080
2081         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2082
2083         size = ALIGN(size, cachep->align);
2084         /*
2085          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2086          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2087          */
2088         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2089                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2090
2091 #if DEBUG
2092         /*
2093          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2094          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2095          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2096          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2097          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2098          */
2099         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2100                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2101                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2102                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2103
2104                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2105                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2106                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2107                                 size = tmp_size;
2108                                 goto done;
2109                         }
2110                 }
2111         }
2112 #endif
2113
2114         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2115                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2116                 goto done;
2117         }
2118
2119         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2120                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2121                 goto done;
2122         }
2123
2124         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2125                 goto done;
2126
2127         return -E2BIG;
2128
2129 done:
2130         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2131         cachep->flags = flags;
2132         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2133         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2134                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2135         cachep->size = size;
2136         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2137
2138 #if DEBUG
2139         /*
2140          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2141          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2142          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2143          */
2144         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2145                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2146                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2147                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2148 #endif
2149
2150         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2151                 cachep->freelist_cache =
2152                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2153         }
2154
2155         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2156         if (err) {
2157                 __kmem_cache_release(cachep);
2158                 return err;
2159         }
2160
2161         return 0;
2162 }
2163
2164 #if DEBUG
2165 static void check_irq_off(void)
2166 {
2167         BUG_ON(!irqs_disabled());
2168 }
2169
2170 static void check_irq_on(void)
2171 {
2172         BUG_ON(irqs_disabled());
2173 }
2174
2175 static void check_mutex_acquired(void)
2176 {
2177         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2178 }
2179
2180 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2181 {
2182 #ifdef CONFIG_SMP
2183         check_irq_off();
2184         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2185 #endif
2186 }
2187
2188 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2189 {
2190 #ifdef CONFIG_SMP
2191         check_irq_off();
2192         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2193 #endif
2194 }
2195
2196 #else
2197 #define check_irq_off() do { } while(0)
2198 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2199 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2200 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2201 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2202 #endif
2203
2204 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2205                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2206 {
2207         int tofree;
2208
2209         if (!ac || !ac->avail)
2210                 return;
2211
2212         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2213         if (tofree > ac->avail)
2214                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2215
2216         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2217         ac->avail -= tofree;
2218         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2219 }
2220
2221 static void do_drain(void *arg)
2222 {
2223         struct kmem_cache *cachep = arg;
2224         struct array_cache *ac;
2225         int node = numa_mem_id();
2226         struct kmem_cache_node *n;
2227         LIST_HEAD(list);
2228
2229         check_irq_off();
2230         ac = cpu_cache_get(cachep);
2231         n = get_node(cachep, node);
2232         spin_lock(&n->list_lock);
2233         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2234         spin_unlock(&n->list_lock);
2235         slabs_destroy(cachep, &list);
2236         ac->avail = 0;
2237 }
2238
2239 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2240 {
2241         struct kmem_cache_node *n;
2242         int node;
2243         LIST_HEAD(list);
2244
2245         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2246         check_irq_on();
2247         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2248                 if (n->alien)
2249                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2250
2251         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2252                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2253                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2254                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2255
2256                 slabs_destroy(cachep, &list);
2257         }
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Remove slabs from the list of free slabs.
2262  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2263  *
2264  * Returns the actual number of slabs released.
2265  */
2266 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2267                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2268 {
2269         struct list_head *p;
2270         int nr_freed;
2271         struct page *page;
2272
2273         nr_freed = 0;
2274         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2275
2276                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2277                 p = n->slabs_free.prev;
2278                 if (p == &n->slabs_free) {
2279                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2280                         goto out;
2281                 }
2282
2283                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2284                 list_del(&page->lru);
2285                 /*
2286                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2287                  * to the cache.
2288                  */
2289                 n->free_objects -= cache->num;
2290                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2291                 slab_destroy(cache, page);
2292                 nr_freed++;
2293         }
2294 out:
2295         return nr_freed;
2296 }
2297
2298 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2299 {
2300         int ret = 0;
2301         int node;
2302         struct kmem_cache_node *n;
2303
2304         drain_cpu_caches(cachep);
2305
2306         check_irq_on();
2307         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2308                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2309
2310                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2311                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2312         }
2313         return (ret ? 1 : 0);
2314 }
2315
2316 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2317 {
2318         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2319 }
2320
2321 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2322 {
2323         int i;
2324         struct kmem_cache_node *n;
2325
2326         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2327
2328         /* NUMA: free the node structures */
2329         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2330                 kfree(n->shared);
2331                 free_alien_cache(n->alien);
2332                 kfree(n);
2333                 cachep->node[i] = NULL;
2334         }
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Get the memory for a slab management obj.
2339  *
2340  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2341  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2342  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2343  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2344  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2345  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2346  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2347  *
2348  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2349  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2350  */
2351 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2352                                    struct page *page, int colour_off,
2353                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2354 {
2355         void *freelist;
2356         void *addr = page_address(page);
2357
2358         page->s_mem = addr + colour_off;
2359         page->active = 0;
2360
2361         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2362                 freelist = NULL;
2363         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2364                 /* Slab management obj is off-slab. */
2365                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2366                                               local_flags, nodeid);
2367                 if (!freelist)
2368                         return NULL;
2369         } else {
2370                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2371                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2372                                 cachep->freelist_size;
2373         }
2374
2375         return freelist;
2376 }
2377
2378 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2379 {
2380         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2381 }
2382
2383 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2384                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2385 {
2386         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2387 }
2388
2389 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2390 {
2391 #if DEBUG
2392         int i;
2393
2394         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2395                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2396
2397                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2398                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2399
2400                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2401                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2402                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2403                 }
2404                 /*
2405                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2406                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2407                  * They must also be threaded.
2408                  */
2409                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2410                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2411                                                    objp + obj_offset(cachep));
2412                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2413                         kasan_poison_object_data(
2414                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2415                 }
2416
2417                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2418                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2419                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2420                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2421                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2422                 }
2423                 /* need to poison the objs? */
2424                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2425                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2426                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2427                 }
2428         }
2429 #endif
2430 }
2431
2432 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2433                             struct page *page)
2434 {
2435         int i;
2436         void *objp;
2437
2438         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2439
2440         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2441                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2442                                                 obj_offset(cachep);
2443         }
2444
2445         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2446                 /* constructor could break poison info */
2447                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2448                         objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2449                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2450                         cachep->ctor(objp);
2451                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2452                 }
2453
2454                 set_free_obj(page, i, i);
2455         }
2456 }
2457
2458 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2459 {
2460         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2461                 if (flags & GFP_DMA)
2462                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2463                 else
2464                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2465         }
2466 }
2467
2468 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2469 {
2470         void *objp;
2471
2472         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2473         page->active++;
2474
2475 #if DEBUG
2476         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2477                 set_store_user_dirty(cachep);
2478 #endif
2479
2480         return objp;
2481 }
2482
2483 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2484                         struct page *page, void *objp)
2485 {
2486         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2487 #if DEBUG
2488         unsigned int i;
2489
2490         /* Verify double free bug */
2491         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2492                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2493                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2494                                cachep->name, objp);
2495                         BUG();
2496                 }
2497         }
2498 #endif
2499         page->active--;
2500         if (!page->freelist)
2501                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2502
2503         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2508  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2509  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2510  */
2511 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2512                            void *freelist)
2513 {
2514         page->slab_cache = cache;
2515         page->freelist = freelist;
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2520  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2521  */
2522 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2523                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2524 {
2525         void *freelist;
2526         size_t offset;
2527         gfp_t local_flags;
2528         struct kmem_cache_node *n;
2529
2530         /*
2531          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2532          * critical path in kmem_cache_alloc().
2533          */
2534         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2535                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2536                 BUG();
2537         }
2538         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2539
2540         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2541         check_irq_off();
2542         n = get_node(cachep, nodeid);
2543         spin_lock(&n->list_lock);
2544
2545         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2546         offset = n->colour_next;
2547         n->colour_next++;
2548         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2549                 n->colour_next = 0;
2550         spin_unlock(&n->list_lock);
2551
2552         offset *= cachep->colour_off;
2553
2554         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2555                 local_irq_enable();
2556
2557         /*
2558          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2559          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2560          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2561          * will eventually be caught here (where it matters).
2562          */
2563         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2564
2565         /*
2566          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2567          * 'nodeid'.
2568          */
2569         if (!page)
2570                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2571         if (!page)
2572                 goto failed;
2573
2574         /* Get slab management. */
2575         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2576                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2577         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2578                 goto opps1;
2579
2580         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2581
2582         kasan_poison_slab(page);
2583         cache_init_objs(cachep, page);
2584
2585         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2586                 local_irq_disable();
2587         check_irq_off();
2588         spin_lock(&n->list_lock);
2589
2590         /* Make slab active. */
2591         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2592         STATS_INC_GROWN(cachep);
2593         n->free_objects += cachep->num;
2594         spin_unlock(&n->list_lock);
2595         return 1;
2596 opps1:
2597         kmem_freepages(cachep, page);
2598 failed:
2599         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2600                 local_irq_disable();
2601         return 0;
2602 }
2603
2604 #if DEBUG
2605
2606 /*
2607  * Perform extra freeing checks:
2608  * - detect bad pointers.
2609  * - POISON/RED_ZONE checking
2610  */
2611 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2612 {
2613         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2614                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2615                        (unsigned long)objp);
2616                 BUG();
2617         }
2618 }
2619
2620 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2621 {
2622         unsigned long long redzone1, redzone2;
2623
2624         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2625         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2626
2627         /*
2628          * Redzone is ok.
2629          */
2630         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2631                 return;
2632
2633         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2634                 slab_error(cache, "double free detected");
2635         else
2636                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2637
2638         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2639                obj, redzone1, redzone2);
2640 }
2641
2642 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2643                                    unsigned long caller)
2644 {
2645         unsigned int objnr;
2646         struct page *page;
2647
2648         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2649
2650         objp -= obj_offset(cachep);
2651         kfree_debugcheck(objp);
2652         page = virt_to_head_page(objp);
2653
2654         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2655                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2656                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2657                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2658         }
2659         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2660                 set_store_user_dirty(cachep);
2661                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2662         }
2663
2664         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2665
2666         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2667         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2668
2669         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2670                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2671                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2672         }
2673         return objp;
2674 }
2675
2676 #else
2677 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2678 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2679 #endif
2680
2681 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2682                                                 void **list)
2683 {
2684 #if DEBUG
2685         void *next = *list;
2686         void *objp;
2687
2688         while (next) {
2689                 objp = next - obj_offset(cachep);
2690                 next = *(void **)next;
2691                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2692         }
2693 #endif
2694 }
2695
2696 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2697                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2698                                 void **list)
2699 {
2700         /* move slabp to correct slabp list: */
2701         list_del(&page->lru);
2702         if (page->active == cachep->num) {
2703                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2704                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2705 #if DEBUG
2706                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2707                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2708                                 void **objp = page->freelist;
2709
2710                                 *objp = *list;
2711                                 *list = objp;
2712                         }
2713 #endif
2714                         page->freelist = NULL;
2715                 }
2716         } else
2717                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2718 }
2719
2720 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2721 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2722                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2723 {
2724         if (!page)
2725                 return NULL;
2726
2727         if (pfmemalloc)
2728                 return page;
2729
2730         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2731                 return page;
2732
2733         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2734         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2735                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2736                 return page;
2737         }
2738
2739         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2740         list_del(&page->lru);
2741         if (!page->active)
2742                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2743         else
2744                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2745
2746         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2747                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2748                         return page;
2749         }
2750
2751         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2752                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2753                         return page;
2754         }
2755
2756         return NULL;
2757 }
2758
2759 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2760 {
2761         struct page *page;
2762
2763         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2764                         struct page, lru);
2765         if (!page) {
2766                 n->free_touched = 1;
2767                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2768                                 struct page, lru);
2769         }
2770
2771         if (sk_memalloc_socks())
2772                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2773
2774         return page;
2775 }
2776
2777 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2778                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2779 {
2780         struct page *page;
2781         void *obj;
2782         void *list = NULL;
2783
2784         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2785                 return NULL;
2786
2787         spin_lock(&n->list_lock);
2788         page = get_first_slab(n, true);
2789         if (!page) {
2790                 spin_unlock(&n->list_lock);
2791                 return NULL;
2792         }
2793
2794         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2795         n->free_objects--;
2796
2797         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2798
2799         spin_unlock(&n->list_lock);
2800         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2801
2802         return obj;
2803 }
2804
2805 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2806 {
2807         int batchcount;
2808         struct kmem_cache_node *n;
2809         struct array_cache *ac;
2810         int node;
2811         void *list = NULL;
2812
2813         check_irq_off();
2814         node = numa_mem_id();
2815
2816 retry:
2817         ac = cpu_cache_get(cachep);
2818         batchcount = ac->batchcount;
2819         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2820                 /*
2821                  * If there was little recent activity on this cache, then
2822                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2823                  * refill bouncing.
2824                  */
2825                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2826         }
2827         n = get_node(cachep, node);
2828
2829         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2830         spin_lock(&n->list_lock);
2831
2832         /* See if we can refill from the shared array */
2833         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2834                 n->shared->touched = 1;
2835                 goto alloc_done;
2836         }
2837
2838         while (batchcount > 0) {
2839                 struct page *page;
2840                 /* Get slab alloc is to come from. */
2841                 page = get_first_slab(n, false);
2842                 if (!page)
2843                         goto must_grow;
2844
2845                 check_spinlock_acquired(cachep);
2846
2847                 /*
2848                  * The slab was either on partial or free list so
2849                  * there must be at least one object available for
2850                  * allocation.
2851                  */
2852                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2853
2854                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2855                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2856                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2857                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2858
2859                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2860                 }
2861
2862                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2863         }
2864
2865 must_grow:
2866         n->free_objects -= ac->avail;
2867 alloc_done:
2868         spin_unlock(&n->list_lock);
2869         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2870
2871         if (unlikely(!ac->avail)) {
2872                 int x;
2873
2874                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2875                 if (sk_memalloc_socks()) {
2876                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2877
2878                         if (obj)
2879                                 return obj;
2880                 }
2881
2882                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2883
2884                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2885                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2886                 node = numa_mem_id();
2887
2888                 /* no objects in sight? abort */
2889                 if (!x && ac->avail == 0)
2890                         return NULL;
2891
2892                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2893                         goto retry;
2894         }
2895         ac->touched = 1;
2896
2897         return ac->entry[--ac->avail];
2898 }
2899
2900 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2901                                                 gfp_t flags)
2902 {
2903         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2904 #if DEBUG
2905         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2906 #endif
2907 }
2908
2909 #if DEBUG
2910 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2911                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2912 {
2913         if (!objp)
2914                 return objp;
2915         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2916                 check_poison_obj(cachep, objp);
2917                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2918                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2919         }
2920         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2921                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2922
2923         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2924                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2925                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2926                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
2927                         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2928                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2929                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2930                 }
2931                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2932                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2933         }
2934
2935         objp += obj_offset(cachep);
2936         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2937                 cachep->ctor(objp);
2938         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2939             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2940                 pr_err("0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2941                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2942         }
2943         return objp;
2944 }
2945 #else
2946 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2947 #endif
2948
2949 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2950 {
2951         void *objp;
2952         struct array_cache *ac;
2953
2954         check_irq_off();
2955
2956         ac = cpu_cache_get(cachep);
2957         if (likely(ac->avail)) {
2958                 ac->touched = 1;
2959                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2960
2961                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2962                 goto out;
2963         }
2964
2965         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2966         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2967         /*
2968          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2969          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2970          */
2971         ac = cpu_cache_get(cachep);
2972
2973 out:
2974         /*
2975          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2976          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2977          * treat the array pointers as a reference to the object.
2978          */
2979         if (objp)
2980                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2981         return objp;
2982 }
2983
2984 #ifdef CONFIG_NUMA
2985 /*
2986  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2987  *
2988  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2989  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2990  */
2991 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2992 {
2993         int nid_alloc, nid_here;
2994
2995         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2996                 return NULL;
2997         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2998         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2999                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3000         else if (current->mempolicy)
3001                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3002         if (nid_alloc != nid_here)
3003                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3004         return NULL;
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3009  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3010  * available node for available objects. If that fails then we
3011  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3012  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3013  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3014  */
3015 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3016 {
3017         struct zonelist *zonelist;
3018         gfp_t local_flags;
3019         struct zoneref *z;
3020         struct zone *zone;
3021         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3022         void *obj = NULL;
3023         int nid;
3024         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3025
3026         if (flags & __GFP_THISNODE)
3027                 return NULL;
3028
3029         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3030
3031 retry_cpuset:
3032         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3033         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3034
3035 retry:
3036         /*
3037          * Look through allowed nodes for objects available
3038          * from existing per node queues.
3039          */
3040         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3041                 nid = zone_to_nid(zone);
3042
3043                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3044                         get_node(cache, nid) &&
3045                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3046                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3047                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3048                                 if (obj)
3049                                         break;
3050                 }
3051         }
3052
3053         if (!obj) {
3054                 /*
3055                  * This allocation will be performed within the constraints
3056                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3057                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3058                  * set and go into memory reserves if necessary.
3059                  */
3060                 struct page *page;
3061
3062                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3063                         local_irq_enable();
3064                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3065                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3066                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3067                         local_irq_disable();
3068                 if (page) {
3069                         /*
3070                          * Insert into the appropriate per node queues
3071                          */
3072                         nid = page_to_nid(page);
3073                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3074                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3075                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3076                                 if (!obj)
3077                                         /*
3078                                          * Another processor may allocate the
3079                                          * objects in the slab since we are
3080                                          * not holding any locks.
3081                                          */
3082                                         goto retry;
3083                         } else {
3084                                 /* cache_grow already freed obj */
3085                                 obj = NULL;
3086                         }
3087                 }
3088         }
3089
3090         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3091                 goto retry_cpuset;
3092         return obj;
3093 }
3094
3095 /*
3096  * A interface to enable slab creation on nodeid
3097  */
3098 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3099                                 int nodeid)
3100 {
3101         struct page *page;
3102         struct kmem_cache_node *n;
3103         void *obj;
3104         void *list = NULL;
3105         int x;
3106
3107         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3108         n = get_node(cachep, nodeid);
3109         BUG_ON(!n);
3110
3111 retry:
3112         check_irq_off();
3113         spin_lock(&n->list_lock);
3114         page = get_first_slab(n, false);
3115         if (!page)
3116                 goto must_grow;
3117
3118         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3119
3120         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3121         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3122         STATS_SET_HIGH(cachep);
3123
3124         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3125
3126         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3127         n->free_objects--;
3128
3129         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3130
3131         spin_unlock(&n->list_lock);
3132         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3133         goto done;
3134
3135 must_grow:
3136         spin_unlock(&n->list_lock);
3137         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3138         if (x)
3139                 goto retry;
3140
3141         return fallback_alloc(cachep, flags);
3142
3143 done:
3144         return obj;
3145 }
3146
3147 static __always_inline void *
3148 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3149                    unsigned long caller)
3150 {
3151         unsigned long save_flags;
3152         void *ptr;
3153         int slab_node = numa_mem_id();
3154
3155         flags &= gfp_allowed_mask;
3156         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3157         if (unlikely(!cachep))
3158                 return NULL;
3159
3160         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3161         local_irq_save(save_flags);
3162
3163         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3164                 nodeid = slab_node;
3165
3166         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3167                 /* Node not bootstrapped yet */
3168                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3169                 goto out;
3170         }
3171
3172         if (nodeid == slab_node) {
3173                 /*
3174                  * Use the locally cached objects if possible.
3175                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3176                  * to other nodes. It may fail while we still have
3177                  * objects on other nodes available.
3178                  */
3179                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3180                 if (ptr)
3181                         goto out;
3182         }
3183         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3184         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3185   out:
3186         local_irq_restore(save_flags);
3187         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3188
3189         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3190                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3191
3192         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3193         return ptr;
3194 }
3195
3196 static __always_inline void *
3197 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3198 {
3199         void *objp;
3200
3201         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3202                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3203                 if (objp)
3204                         goto out;
3205         }
3206         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3207
3208         /*
3209          * We may just have run out of memory on the local node.
3210          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3211          */
3212         if (!objp)
3213                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3214
3215   out:
3216         return objp;
3217 }
3218 #else
3219
3220 static __always_inline void *
3221 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3222 {
3223         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3224 }
3225
3226 #endif /* CONFIG_NUMA */
3227
3228 static __always_inline void *
3229 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3230 {
3231         unsigned long save_flags;
3232         void *objp;
3233
3234         flags &= gfp_allowed_mask;
3235         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3236         if (unlikely(!cachep))
3237                 return NULL;
3238
3239         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3240         local_irq_save(save_flags);
3241         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3242         local_irq_restore(save_flags);
3243         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3244         prefetchw(objp);
3245
3246         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3247                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3248
3249         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3250         return objp;
3251 }
3252
3253 /*
3254  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3255  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3256  */
3257 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3258                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3259 {
3260         int i;
3261         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3262
3263         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3264                 void *objp;
3265                 struct page *page;
3266
3267                 objp = objpp[i];
3268
3269                 page = virt_to_head_page(objp);
3270                 list_del(&page->lru);
3271                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3272                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3273                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3274                 n->free_objects++;
3275
3276                 /* fixup slab chains */
3277                 if (page->active == 0) {
3278                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3279                                 n->free_objects -= cachep->num;
3280                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3281                         } else {
3282                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3283                         }
3284                 } else {
3285                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3286                          * partial list on free - maximum time for the
3287                          * other objects to be freed, too.
3288                          */
3289                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3290                 }
3291         }
3292 }
3293
3294 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3295 {
3296         int batchcount;
3297         struct kmem_cache_node *n;
3298         int node = numa_mem_id();
3299         LIST_HEAD(list);
3300
3301         batchcount = ac->batchcount;
3302
3303         check_irq_off();
3304         n = get_node(cachep, node);
3305         spin_lock(&n->list_lock);
3306         if (n->shared) {
3307                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3308                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3309                 if (max) {
3310                         if (batchcount > max)
3311                                 batchcount = max;
3312                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3313                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3314                         shared_array->avail += batchcount;
3315                         goto free_done;
3316                 }
3317         }
3318
3319         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3320 free_done:
3321 #if STATS
3322         {
3323                 int i = 0;
3324                 struct page *page;
3325
3326                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3327                         BUG_ON(page->active);
3328
3329                         i++;
3330                 }
3331                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3332         }
3333 #endif
3334         spin_unlock(&n->list_lock);
3335         slabs_destroy(cachep, &list);
3336         ac->avail -= batchcount;
3337         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3342  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3343  */
3344 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3345                                 unsigned long caller)
3346 {
3347         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3348
3349         kasan_slab_free(cachep, objp);
3350
3351         check_irq_off();
3352         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3353         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3354
3355         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3356
3357         /*
3358          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3359          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3360          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3361          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3362          * the cache.
3363          */
3364         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3365                 return;
3366
3367         if (ac->avail < ac->limit) {
3368                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3369         } else {
3370                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3371                 cache_flusharray(cachep, ac);
3372         }
3373
3374         if (sk_memalloc_socks()) {
3375                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3376
3377                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3378                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3379                         return;
3380                 }
3381         }
3382
3383         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3384 }
3385
3386 /**
3387  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3388  * @cachep: The cache to allocate from.
3389  * @flags: See kmalloc().
3390  *
3391  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3392  * if the cache has no available objects.
3393  */
3394 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3395 {
3396         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3397
3398         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3399         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3400                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3401
3402         return ret;
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3405
3406 static __always_inline void
3407 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3408                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3409 {
3410         size_t i;
3411
3412         for (i = 0; i < size; i++)
3413                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3414 }
3415
3416 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3417                           void **p)
3418 {
3419         size_t i;
3420
3421         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3422         if (!s)
3423                 return 0;
3424
3425         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3426
3427         local_irq_disable();
3428         for (i = 0; i < size; i++) {
3429                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3430
3431                 if (unlikely(!objp))
3432                         goto error;
3433                 p[i] = objp;
3434         }
3435         local_irq_enable();
3436
3437         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3438
3439         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3440         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3441                 for (i = 0; i < size; i++)
3442                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3443
3444         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3445         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3446         return size;
3447 error:
3448         local_irq_enable();
3449         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3450         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3451         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3452         return 0;
3453 }
3454 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3455
3456 #ifdef CONFIG_TRACING
3457 void *
3458 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3459 {
3460         void *ret;
3461
3462         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3463
3464         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3465         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3466                       size, cachep->size, flags);
3467         return ret;
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3470 #endif
3471
3472 #ifdef CONFIG_NUMA
3473 /**
3474  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3475  * @cachep: The cache to allocate from.
3476  * @flags: See kmalloc().
3477  * @nodeid: node number of the target node.
3478  *
3479  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3480  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3481  *
3482  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3483  */
3484 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3485 {
3486         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3487
3488         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3489         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3490                                     cachep->object_size, cachep->size,
3491                                     flags, nodeid);
3492
3493         return ret;
3494 }
3495 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3496
3497 #ifdef CONFIG_TRACING
3498 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3499                                   gfp_t flags,
3500                                   int nodeid,
3501                                   size_t size)
3502 {
3503         void *ret;
3504
3505         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3506
3507         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3508         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3509                            size, cachep->size,
3510                            flags, nodeid);
3511         return ret;
3512 }
3513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3514 #endif
3515
3516 static __always_inline void *
3517 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3518 {
3519         struct kmem_cache *cachep;
3520         void *ret;
3521
3522         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3523         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3524                 return cachep;
3525         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3526         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3527
3528         return ret;
3529 }
3530
3531 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3532 {
3533         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3534 }
3535 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3536
3537 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3538                 int node, unsigned long caller)
3539 {
3540         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3541 }
3542 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3543 #endif /* CONFIG_NUMA */
3544
3545 /**
3546  * __do_kmalloc - allocate memory
3547  * @size: how many bytes of memory are required.
3548  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3549  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3550  */
3551 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3552                                           unsigned long caller)
3553 {
3554         struct kmem_cache *cachep;
3555         void *ret;
3556
3557         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3558         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3559                 return cachep;
3560         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3561
3562         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3563         trace_kmalloc(caller, ret,
3564                       size, cachep->size, flags);
3565
3566         return ret;
3567 }
3568
3569 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3570 {
3571         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3572 }
3573 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3574
3575 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3576 {
3577         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3578 }
3579 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3580
3581 /**
3582  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3583  * @cachep: The cache the allocation was from.
3584  * @objp: The previously allocated object.
3585  *
3586  * Free an object which was previously allocated from this
3587  * cache.
3588  */
3589 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3590 {
3591         unsigned long flags;
3592         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3593         if (!cachep)
3594                 return;
3595
3596         local_irq_save(flags);
3597         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3598         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3599                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3600         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3601         local_irq_restore(flags);
3602
3603         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3604 }
3605 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3606
3607 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3608 {
3609         struct kmem_cache *s;
3610         size_t i;
3611
3612         local_irq_disable();
3613         for (i = 0; i < size; i++) {
3614                 void *objp = p[i];
3615
3616                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3617                         s = virt_to_cache(objp);
3618                 else
3619                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3620
3621                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3622                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3623                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3624
3625                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3626         }
3627         local_irq_enable();
3628
3629         /* FIXME: add tracing */
3630 }
3631 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3632
3633 /**
3634  * kfree - free previously allocated memory
3635  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3636  *
3637  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3638  *
3639  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3640  * or you will run into trouble.
3641  */
3642 void kfree(const void *objp)
3643 {
3644         struct kmem_cache *c;
3645         unsigned long flags;
3646
3647         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3648
3649         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3650                 return;
3651         local_irq_save(flags);
3652         kfree_debugcheck(objp);
3653         c = virt_to_cache(objp);
3654         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3655
3656         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3657         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3658         local_irq_restore(flags);
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3661
3662 /*
3663  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3664  */
3665 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3666 {
3667         int node;
3668         struct kmem_cache_node *n;
3669         struct array_cache *new_shared;
3670         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3671
3672         for_each_online_node(node) {
3673
3674                 if (use_alien_caches) {
3675                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3676                         if (!new_alien)
3677                                 goto fail;
3678                 }
3679
3680                 new_shared = NULL;
3681                 if (cachep->shared) {
3682                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3683                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3684                                         0xbaadf00d, gfp);
3685                         if (!new_shared) {
3686                                 free_alien_cache(new_alien);
3687                                 goto fail;
3688                         }
3689                 }
3690
3691                 n = get_node(cachep, node);
3692                 if (n) {
3693                         struct array_cache *shared = n->shared;
3694                         LIST_HEAD(list);
3695
3696                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3697
3698                         if (shared)
3699                                 free_block(cachep, shared->entry,
3700                                                 shared->avail, node, &list);
3701
3702                         n->shared = new_shared;
3703                         if (!n->alien) {
3704                                 n->alien = new_alien;
3705                                 new_alien = NULL;
3706                         }
3707                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3708                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3709                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3710                         slabs_destroy(cachep, &list);
3711                         kfree(shared);
3712                         free_alien_cache(new_alien);
3713                         continue;
3714                 }
3715                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3716                 if (!n) {
3717                         free_alien_cache(new_alien);
3718                         kfree(new_shared);
3719                         goto fail;
3720                 }
3721
3722                 kmem_cache_node_init(n);
3723                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3724                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3725                 n->shared = new_shared;
3726                 n->alien = new_alien;
3727                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3728                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3729                 cachep->node[node] = n;
3730         }
3731         return 0;
3732
3733 fail:
3734         if (!cachep->list.next) {
3735                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3736                 node--;
3737                 while (node >= 0) {
3738                         n = get_node(cachep, node);
3739                         if (n) {
3740                                 kfree(n->shared);
3741                                 free_alien_cache(n->alien);
3742                                 kfree(n);
3743                                 cachep->node[node] = NULL;
3744                         }
3745                         node--;
3746                 }
3747         }
3748         return -ENOMEM;
3749 }
3750
3751 /* Always called with the slab_mutex held */
3752 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3753                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3754 {
3755         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3756         int cpu;
3757
3758         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3759         if (!cpu_cache)
3760                 return -ENOMEM;
3761
3762         prev = cachep->cpu_cache;
3763         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3764         kick_all_cpus_sync();
3765
3766         check_irq_on();
3767         cachep->batchcount = batchcount;
3768         cachep->limit = limit;
3769         cachep->shared = shared;
3770
3771         if (!prev)
3772                 goto alloc_node;
3773
3774         for_each_online_cpu(cpu) {
3775                 LIST_HEAD(list);
3776                 int node;
3777                 struct kmem_cache_node *n;
3778                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3779
3780                 node = cpu_to_mem(cpu);
3781                 n = get_node(cachep, node);
3782                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3783                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3784                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3785                 slabs_destroy(cachep, &list);
3786         }
3787         free_percpu(prev);
3788
3789 alloc_node:
3790         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3791 }
3792
3793 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3794                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3795 {
3796         int ret;
3797         struct kmem_cache *c;
3798
3799         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3800
3801         if (slab_state < FULL)
3802                 return ret;
3803
3804         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3805                 return ret;
3806
3807         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3808         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3809                 /* return value determined by the root cache only */
3810                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3811         }
3812
3813         return ret;
3814 }
3815
3816 /* Called with slab_mutex held always */
3817 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3818 {
3819         int err;
3820         int limit = 0;
3821         int shared = 0;
3822         int batchcount = 0;
3823
3824         if (!is_root_cache(cachep)) {
3825                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3826                 limit = root->limit;
3827                 shared = root->shared;
3828                 batchcount = root->batchcount;
3829         }
3830
3831         if (limit && shared && batchcount)
3832                 goto skip_setup;
3833         /*
3834          * The head array serves three purposes:
3835          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3836          * - reduce the number of spinlock operations.
3837          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3838          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3839          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3840          * Bonwick.
3841          */
3842         if (cachep->size > 131072)
3843                 limit = 1;
3844         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3845                 limit = 8;
3846         else if (cachep->size > 1024)
3847                 limit = 24;
3848         else if (cachep->size > 256)
3849                 limit = 54;
3850         else
3851                 limit = 120;
3852
3853         /*
3854          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3855          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3856          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3857          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3858          * replaces Bonwick's magazine layer.
3859          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3860          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3861          */
3862         shared = 0;
3863         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3864                 shared = 8;
3865
3866 #if DEBUG
3867         /*
3868          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3869          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3870          */
3871         if (limit > 32)
3872                 limit = 32;
3873 #endif
3874         batchcount = (limit + 1) / 2;
3875 skip_setup:
3876         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3877         if (err)
3878                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3879                        cachep->name, -err);
3880         return err;
3881 }
3882
3883 /*
3884  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3885  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3886  * if drain_array() is used on the shared array.
3887  */
3888 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3889                          struct array_cache *ac, int node)
3890 {
3891         LIST_HEAD(list);
3892
3893         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3894         check_mutex_acquired();
3895
3896         if (!ac || !ac->avail)
3897                 return;
3898
3899         if (ac->touched) {
3900                 ac->touched = 0;
3901                 return;
3902         }
3903
3904         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3905         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3906         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3907
3908         slabs_destroy(cachep, &list);
3909 }
3910
3911 /**
3912  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3913  * @w: work descriptor
3914  *
3915  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3916  * Purpose:
3917  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3918  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3919  *
3920  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3921  * again on the next iteration.
3922  */
3923 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3924 {
3925         struct kmem_cache *searchp;
3926         struct kmem_cache_node *n;
3927         int node = numa_mem_id();
3928         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3929
3930         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3931                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3932                 goto out;
3933
3934         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3935                 check_irq_on();
3936
3937                 /*
3938                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3939                  * have established with reasonable certainty that
3940                  * we can do some work if the lock was obtained.
3941                  */
3942                 n = get_node(searchp, node);
3943
3944                 reap_alien(searchp, n);
3945
3946                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
3947
3948                 /*
3949                  * These are racy checks but it does not matter
3950                  * if we skip one check or scan twice.
3951                  */
3952                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3953                         goto next;
3954
3955                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3956
3957                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
3958
3959                 if (n->free_touched)
3960                         n->free_touched = 0;
3961                 else {
3962                         int freed;
3963
3964                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3965                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3966                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3967                 }
3968 next:
3969                 cond_resched();
3970         }
3971         check_irq_on();
3972         mutex_unlock(&slab_mutex);
3973         next_reap_node();
3974 out:
3975         /* Set up the next iteration */
3976         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3977 }
3978
3979 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3980 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3981 {
3982         struct page *page;
3983         unsigned long active_objs;
3984         unsigned long num_objs;
3985         unsigned long active_slabs = 0;
3986         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3987         const char *name;
3988         char *error = NULL;
3989         int node;
3990         struct kmem_cache_node *n;
3991
3992         active_objs = 0;
3993         num_slabs = 0;
3994         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3995
3996                 check_irq_on();
3997                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3998
3999                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4000                         if (page->active != cachep->num && !error)
4001                                 error = "slabs_full accounting error";
4002                         active_objs += cachep->num;
4003                         active_slabs++;
4004                 }
4005                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4006                         if (page->active == cachep->num && !error)
4007                                 error = "slabs_partial accounting error";
4008                         if (!page->active && !error)
4009                                 error = "slabs_partial accounting error";
4010                         active_objs += page->active;
4011                         active_slabs++;
4012                 }
4013                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4014                         if (page->active && !error)
4015                                 error = "slabs_free accounting error";
4016                         num_slabs++;
4017                 }
4018                 free_objects += n->free_objects;
4019                 if (n->shared)
4020                         shared_avail += n->shared->avail;
4021
4022                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4023         }
4024         num_slabs += active_slabs;
4025         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4026         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4027                 error = "free_objects accounting error";
4028
4029         name = cachep->name;
4030         if (error)
4031                 pr_err("slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4032
4033         sinfo->active_objs = active_objs;
4034         sinfo->num_objs = num_objs;
4035         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4036         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4037         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4038         sinfo->limit = cachep->limit;
4039         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4040         sinfo->shared = cachep->shared;
4041         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4042         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4043 }
4044
4045 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4046 {
4047 #if STATS
4048         {                       /* node stats */
4049                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4050                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4051                 unsigned long grown = cachep->grown;
4052                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4053                 unsigned long errors = cachep->errors;
4054                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4055                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4056                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4057                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4058
4059                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4060                            allocs, high, grown,
4061                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4062                            node_frees, overflows);
4063         }
4064         /* cpu stats */
4065         {
4066                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4067                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4068                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4069                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4070
4071                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4072                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4073         }
4074 #endif
4075 }
4076
4077 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4078 /**
4079  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4080  * @file: unused
4081  * @buffer: user buffer
4082  * @count: data length
4083  * @ppos: unused
4084  */
4085 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4086                        size_t count, loff_t *ppos)
4087 {
4088         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4089         int limit, batchcount, shared, res;
4090         struct kmem_cache *cachep;
4091
4092         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4093                 return -EINVAL;
4094         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4095                 return -EFAULT;
4096         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4097
4098         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4099         if (!tmp)
4100                 return -EINVAL;
4101         *tmp = '\0';
4102         tmp++;
4103         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4104                 return -EINVAL;
4105
4106         /* Find the cache in the chain of caches. */
4107         mutex_lock(&slab_mutex);
4108         res = -EINVAL;
4109         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4110                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4111                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4112                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4113                                 res = 0;
4114                         } else {
4115                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4116                                                        batchcount, shared,
4117                                                        GFP_KERNEL);
4118                         }
4119                         break;
4120                 }
4121         }
4122         mutex_unlock(&slab_mutex);
4123         if (res >= 0)
4124                 res = count;
4125         return res;
4126 }
4127
4128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4129
4130 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4131 {
4132         unsigned long *p;
4133         int l;
4134         if (!v)
4135                 return 1;
4136         l = n[1];
4137         p = n + 2;
4138         while (l) {
4139                 int i = l/2;
4140                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4141                 if (*q == v) {
4142                         q[1]++;
4143                         return 1;
4144                 }
4145                 if (*q > v) {
4146                         l = i;
4147                 } else {
4148                         p = q + 2;
4149                         l -= i + 1;
4150                 }
4151         }
4152         if (++n[1] == n[0])
4153                 return 0;
4154         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4155         p[0] = v;
4156         p[1] = 1;
4157         return 1;
4158 }
4159
4160 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4161                                                 struct page *page)
4162 {
4163         void *p;
4164         int i, j;
4165         unsigned long v;
4166
4167         if (n[0] == n[1])
4168                 return;
4169         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4170                 bool active = true;
4171
4172                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4173                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4174                                 active = false;
4175                                 break;
4176                         }
4177                 }
4178
4179                 if (!active)
4180                         continue;
4181
4182                 /*
4183                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4184                  * mapping is established when actual object allocation and
4185                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4186                  * cache.
4187                  */
4188                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4189                         continue;
4190
4191                 if (!add_caller(n, v))
4192                         return;
4193         }
4194 }
4195
4196 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4197 {
4198 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4199         unsigned long offset, size;
4200         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4201
4202         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4203                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4204                 if (modname[0])
4205                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4206                 return;
4207         }
4208 #endif
4209         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4210 }
4211
4212 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4213 {
4214         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4215         struct page *page;
4216         struct kmem_cache_node *n;
4217         const char *name;
4218         unsigned long *x = m->private;
4219         int node;
4220         int i;
4221
4222         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4223                 return 0;
4224         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4225                 return 0;
4226
4227         /*
4228          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4229          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4230          * during the processing, information would be wrong so restart
4231          * whole processing.
4232          */
4233         do {
4234                 set_store_user_clean(cachep);
4235                 drain_cpu_caches(cachep);
4236
4237                 x[1] = 0;
4238
4239                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4240
4241                         check_irq_on();
4242                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4243
4244                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4245                                 handle_slab(x, cachep, page);
4246                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4247                                 handle_slab(x, cachep, page);
4248                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4249                 }
4250         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4251
4252         name = cachep->name;
4253         if (x[0] == x[1]) {
4254                 /* Increase the buffer size */
4255                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4256                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4257                 if (!m->private) {
4258                         /* Too bad, we are really out */
4259                         m->private = x;
4260                         mutex_lock(&slab_mutex);
4261                         return -ENOMEM;
4262                 }
4263                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4264                 kfree(x);
4265                 mutex_lock(&slab_mutex);
4266                 /* Now make sure this entry will be retried */
4267                 m->count = m->size;
4268                 return 0;
4269         }
4270         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4271                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4272                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4273                 seq_putc(m, '\n');
4274         }
4275
4276         return 0;
4277 }
4278
4279 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4280         .start = slab_start,
4281         .next = slab_next,
4282         .stop = slab_stop,
4283         .show = leaks_show,
4284 };
4285
4286 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4287 {
4288         unsigned long *n;
4289
4290         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4291         if (!n)
4292                 return -ENOMEM;
4293
4294         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4295
4296         return 0;
4297 }
4298
4299 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4300         .open           = slabstats_open,
4301         .read           = seq_read,
4302         .llseek         = seq_lseek,
4303         .release        = seq_release_private,
4304 };
4305 #endif
4306
4307 static int __init slab_proc_init(void)
4308 {
4309 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4310         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4311 #endif
4312         return 0;
4313 }
4314 module_init(slab_proc_init);
4315 #endif
4316
4317 /**
4318  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4319  * @objp: Pointer to the object
4320  *
4321  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4322  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4323  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4324  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4325  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4326  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4327  * must not be freed during the duration of the call.
4328  */
4329 size_t ksize(const void *objp)
4330 {
4331         size_t size;
4332
4333         BUG_ON(!objp);
4334         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4335                 return 0;
4336
4337         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4338         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4339          * so we need to unpoison this area.
4340          */
4341         kasan_krealloc(objp, size, GFP_NOWAIT);
4342
4343         return size;
4344 }
4345 EXPORT_SYMBOL(ksize);