tc-tests: actions: add MPLS tests
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slab.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/mm/slab.c
4  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
5  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
6  *
7  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
8  *
9  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
10  *      (c) 2000 Manfred Spraul
11  *
12  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
13  *      (c) 2002 Manfred Spraul
14  *
15  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
16  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
17  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
18  * or with a little more detail in;
19  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
20  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
21  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
22  *
23  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
24  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
25  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
26  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
27  * initialized objects.
28  *
29  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
30  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
31  * kmem_cache_free.
32  *
33  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
34  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
35  * cache for that memory type.
36  *
37  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
38  *   full slabs with 0 free objects
39  *   partial slabs
40  *   empty slabs with no allocated objects
41  *
42  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
43  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
44  *
45  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
46  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
47  *
48  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
49  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
50  * of the entries in the array are given back into the global cache.
51  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
52  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
53  *
54  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
55  * it's changed with a smp_call_function().
56  *
57  * SMP synchronization:
58  *  constructors and destructors are called without any locking.
59  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
60  *      are accessed without any locking.
61  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
62  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
63  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
64  *
65  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
66  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
67  * his patch.
68  *
69  * Further notes from the original documentation:
70  *
71  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
72  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
73  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
74  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
75  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
76  *
77  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
78  *
79  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
80  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
81  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
82  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
83  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
84  *
85  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
86  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
87  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
88  */
89
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119 #include        <linux/sched/task_stack.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 #include        "slab.h"
132
133 /*
134  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
135  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
136  *
137  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
138  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
139  *
140  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
141  */
142
143 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
144 #define DEBUG           1
145 #define STATS           1
146 #define FORCED_DEBUG    1
147 #else
148 #define DEBUG           0
149 #define STATS           0
150 #define FORCED_DEBUG    0
151 #endif
152
153 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
154 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
155 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
156
157 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
158 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
159 #endif
160
161 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
162                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
163
164 #if FREELIST_BYTE_INDEX
165 typedef unsigned char freelist_idx_t;
166 #else
167 typedef unsigned short freelist_idx_t;
168 #endif
169
170 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
171
172 /*
173  * struct array_cache
174  *
175  * Purpose:
176  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
177  * - reduce the number of linked list operations
178  * - reduce spinlock operations
179  *
180  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
181  * footprint.
182  *
183  */
184 struct array_cache {
185         unsigned int avail;
186         unsigned int limit;
187         unsigned int batchcount;
188         unsigned int touched;
189         void *entry[];  /*
190                          * Must have this definition in here for the proper
191                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
192                          * the entries.
193                          */
194 };
195
196 struct alien_cache {
197         spinlock_t lock;
198         struct array_cache ac;
199 };
200
201 /*
202  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
203  */
204 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
205 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
206 #define CACHE_CACHE 0
207 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
208
209 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
210                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
211 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
212                         int node, struct list_head *list);
213 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
214 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
215 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
216
217 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
218                                                 void **list);
219 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
220                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
221                                 void **list);
222 static int slab_early_init = 1;
223
224 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
225
226 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
227 {
228         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
229         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
230         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
231         parent->total_slabs = 0;
232         parent->free_slabs = 0;
233         parent->shared = NULL;
234         parent->alien = NULL;
235         parent->colour_next = 0;
236         spin_lock_init(&parent->list_lock);
237         parent->free_objects = 0;
238         parent->free_touched = 0;
239 }
240
241 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
242         do {                                                            \
243                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
244                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
245         } while (0)
246
247 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
248         do {                                                            \
249         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
250         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
251         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
252         } while (0)
253
254 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
255 #define CFLGS_OFF_SLAB          ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
256 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
257 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
258
259 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
260 /*
261  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
262  * cpucache drain/refill cycles.
263  *
264  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
265  * which could lock up otherwise freeable slabs.
266  */
267 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
268 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
269
270 #if STATS
271 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
272 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
273 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
274 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
275 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
276 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
277         do {                                                            \
278                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
279                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
280         } while (0)
281 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
282 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
283 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
284 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
285 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
286         do {                                                            \
287                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
288                         (x)->max_freeable = i;                          \
289         } while (0)
290 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
291 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
292 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
293 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
294 #else
295 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
296 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
297 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
298 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
299 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
300 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
301 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
302 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
303 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
304 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
305 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
306 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
307 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
308 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
309 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
310 #endif
311
312 #if DEBUG
313
314 /*
315  * memory layout of objects:
316  * 0            : objp
317  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
318  *              the end of an object is aligned with the end of the real
319  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
320  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
321  *              redzone word.
322  * cachep->obj_offset: The real object.
323  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
324  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
325  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
326  */
327 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
328 {
329         return cachep->obj_offset;
330 }
331
332 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
333 {
334         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
335         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
336                                       sizeof(unsigned long long));
337 }
338
339 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
340 {
341         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
342         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
343                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
344                                               sizeof(unsigned long long) -
345                                               REDZONE_ALIGN);
346         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
347                                        sizeof(unsigned long long));
348 }
349
350 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
351 {
352         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
353         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
354 }
355
356 #else
357
358 #define obj_offset(x)                   0
359 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
360 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
361 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
362
363 #endif
364
365 /*
366  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
367  * overridden on the command line.
368  */
369 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
370 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
371 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
372 static bool slab_max_order_set __initdata;
373
374 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
375 {
376         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
377         return page->slab_cache;
378 }
379
380 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
381                                  unsigned int idx)
382 {
383         return page->s_mem + cache->size * idx;
384 }
385
386 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
387 /* internal cache of cache description objs */
388 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
389         .batchcount = 1,
390         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
391         .shared = 1,
392         .size = sizeof(struct kmem_cache),
393         .name = "kmem_cache",
394 };
395
396 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
397
398 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
399 {
400         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
401 }
402
403 /*
404  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
405  */
406 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
407                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
408 {
409         unsigned int num;
410         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
411
412         /*
413          * The slab management structure can be either off the slab or
414          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
415          * slab is used for:
416          *
417          * - @buffer_size bytes for each object
418          * - One freelist_idx_t for each object
419          *
420          * We don't need to consider alignment of freelist because
421          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
422          * at the correct alignment.
423          *
424          * If the slab management structure is off the slab, then the
425          * alignment will already be calculated into the size. Because
426          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
427          * correct alignment when allocated.
428          */
429         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
430                 num = slab_size / buffer_size;
431                 *left_over = slab_size % buffer_size;
432         } else {
433                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
434                 *left_over = slab_size %
435                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
436         }
437
438         return num;
439 }
440
441 #if DEBUG
442 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
443
444 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
445                         char *msg)
446 {
447         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
448                function, cachep->name, msg);
449         dump_stack();
450         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
451 }
452 #endif
453
454 /*
455  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
456  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
457  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
458  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
459  * line
460   */
461
462 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
463 static int __init noaliencache_setup(char *s)
464 {
465         use_alien_caches = 0;
466         return 1;
467 }
468 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
469
470 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
471 {
472         get_option(&str, &slab_max_order);
473         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
474                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
475         slab_max_order_set = true;
476
477         return 1;
478 }
479 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
480
481 #ifdef CONFIG_NUMA
482 /*
483  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
484  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
485  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
486  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
487  */
488 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
489
490 static void init_reap_node(int cpu)
491 {
492         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
493                                                     node_online_map);
494 }
495
496 static void next_reap_node(void)
497 {
498         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
499
500         node = next_node_in(node, node_online_map);
501         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
502 }
503
504 #else
505 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
506 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
507 #endif
508
509 /*
510  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
511  * via the workqueue/eventd.
512  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
513  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
514  * lock.
515  */
516 static void start_cpu_timer(int cpu)
517 {
518         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
519
520         if (reap_work->work.func == NULL) {
521                 init_reap_node(cpu);
522                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
523                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
524                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
525         }
526 }
527
528 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
529 {
530         if (ac) {
531                 ac->avail = 0;
532                 ac->limit = limit;
533                 ac->batchcount = batch;
534                 ac->touched = 0;
535         }
536 }
537
538 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
539                                             int batchcount, gfp_t gfp)
540 {
541         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
542         struct array_cache *ac = NULL;
543
544         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
545         /*
546          * The array_cache structures contain pointers to free object.
547          * However, when such objects are allocated or transferred to another
548          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
549          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
550          * not scan such objects.
551          */
552         kmemleak_no_scan(ac);
553         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
554         return ac;
555 }
556
557 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
558                                         struct page *page, void *objp)
559 {
560         struct kmem_cache_node *n;
561         int page_node;
562         LIST_HEAD(list);
563
564         page_node = page_to_nid(page);
565         n = get_node(cachep, page_node);
566
567         spin_lock(&n->list_lock);
568         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
569         spin_unlock(&n->list_lock);
570
571         slabs_destroy(cachep, &list);
572 }
573
574 /*
575  * Transfer objects in one arraycache to another.
576  * Locking must be handled by the caller.
577  *
578  * Return the number of entries transferred.
579  */
580 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
581                 struct array_cache *from, unsigned int max)
582 {
583         /* Figure out how many entries to transfer */
584         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
585
586         if (!nr)
587                 return 0;
588
589         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
590                         sizeof(void *) *nr);
591
592         from->avail -= nr;
593         to->avail += nr;
594         return nr;
595 }
596
597 #ifndef CONFIG_NUMA
598
599 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
600 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
601
602 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
603                                                 int limit, gfp_t gfp)
604 {
605         return NULL;
606 }
607
608 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
609 {
610 }
611
612 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
613 {
614         return 0;
615 }
616
617 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
618                 gfp_t flags)
619 {
620         return NULL;
621 }
622
623 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
624                  gfp_t flags, int nodeid)
625 {
626         return NULL;
627 }
628
629 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
630 {
631         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
632 }
633
634 #else   /* CONFIG_NUMA */
635
636 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
637 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
638
639 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
640                                                 int batch, gfp_t gfp)
641 {
642         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
643         struct alien_cache *alc = NULL;
644
645         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
646         if (alc) {
647                 kmemleak_no_scan(alc);
648                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
649                 spin_lock_init(&alc->lock);
650         }
651         return alc;
652 }
653
654 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
655 {
656         struct alien_cache **alc_ptr;
657         int i;
658
659         if (limit > 1)
660                 limit = 12;
661         alc_ptr = kcalloc_node(nr_node_ids, sizeof(void *), gfp, node);
662         if (!alc_ptr)
663                 return NULL;
664
665         for_each_node(i) {
666                 if (i == node || !node_online(i))
667                         continue;
668                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
669                 if (!alc_ptr[i]) {
670                         for (i--; i >= 0; i--)
671                                 kfree(alc_ptr[i]);
672                         kfree(alc_ptr);
673                         return NULL;
674                 }
675         }
676         return alc_ptr;
677 }
678
679 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
680 {
681         int i;
682
683         if (!alc_ptr)
684                 return;
685         for_each_node(i)
686             kfree(alc_ptr[i]);
687         kfree(alc_ptr);
688 }
689
690 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
691                                 struct array_cache *ac, int node,
692                                 struct list_head *list)
693 {
694         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
695
696         if (ac->avail) {
697                 spin_lock(&n->list_lock);
698                 /*
699                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
700                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
701                  * into the free lists and getting them back later.
702                  */
703                 if (n->shared)
704                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
705
706                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
707                 ac->avail = 0;
708                 spin_unlock(&n->list_lock);
709         }
710 }
711
712 /*
713  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
714  */
715 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
716 {
717         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
718
719         if (n->alien) {
720                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
721                 struct array_cache *ac;
722
723                 if (alc) {
724                         ac = &alc->ac;
725                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
726                                 LIST_HEAD(list);
727
728                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
729                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
730                                 slabs_destroy(cachep, &list);
731                         }
732                 }
733         }
734 }
735
736 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
737                                 struct alien_cache **alien)
738 {
739         int i = 0;
740         struct alien_cache *alc;
741         struct array_cache *ac;
742         unsigned long flags;
743
744         for_each_online_node(i) {
745                 alc = alien[i];
746                 if (alc) {
747                         LIST_HEAD(list);
748
749                         ac = &alc->ac;
750                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
751                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
752                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
753                         slabs_destroy(cachep, &list);
754                 }
755         }
756 }
757
758 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
759                                 int node, int page_node)
760 {
761         struct kmem_cache_node *n;
762         struct alien_cache *alien = NULL;
763         struct array_cache *ac;
764         LIST_HEAD(list);
765
766         n = get_node(cachep, node);
767         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
768         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
769                 alien = n->alien[page_node];
770                 ac = &alien->ac;
771                 spin_lock(&alien->lock);
772                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
773                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
774                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
775                 }
776                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
777                 spin_unlock(&alien->lock);
778                 slabs_destroy(cachep, &list);
779         } else {
780                 n = get_node(cachep, page_node);
781                 spin_lock(&n->list_lock);
782                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
783                 spin_unlock(&n->list_lock);
784                 slabs_destroy(cachep, &list);
785         }
786         return 1;
787 }
788
789 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
790 {
791         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
792         int node = numa_mem_id();
793         /*
794          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
795          * cache on this cpu.
796          */
797         if (likely(node == page_node))
798                 return 0;
799
800         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
801 }
802
803 /*
804  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
805  * warn about failures.
806  */
807 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
808 {
809         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
810 }
811 #endif
812
813 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
814 {
815         struct kmem_cache_node *n;
816
817         /*
818          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
819          * begin anything. Make sure some other cpu on this
820          * node has not already allocated this
821          */
822         n = get_node(cachep, node);
823         if (n) {
824                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
825                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
826                                 cachep->num;
827                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
828
829                 return 0;
830         }
831
832         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
833         if (!n)
834                 return -ENOMEM;
835
836         kmem_cache_node_init(n);
837         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
838                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
839
840         n->free_limit =
841                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
842
843         /*
844          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
845          * come and go.  slab_mutex is sufficient
846          * protection here.
847          */
848         cachep->node[node] = n;
849
850         return 0;
851 }
852
853 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
854 /*
855  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
856  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
857  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
858  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
859  * already in use.
860  *
861  * Must hold slab_mutex.
862  */
863 static int init_cache_node_node(int node)
864 {
865         int ret;
866         struct kmem_cache *cachep;
867
868         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
869                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
870                 if (ret)
871                         return ret;
872         }
873
874         return 0;
875 }
876 #endif
877
878 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
879                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
880 {
881         int ret = -ENOMEM;
882         struct kmem_cache_node *n;
883         struct array_cache *old_shared = NULL;
884         struct array_cache *new_shared = NULL;
885         struct alien_cache **new_alien = NULL;
886         LIST_HEAD(list);
887
888         if (use_alien_caches) {
889                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
890                 if (!new_alien)
891                         goto fail;
892         }
893
894         if (cachep->shared) {
895                 new_shared = alloc_arraycache(node,
896                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
897                 if (!new_shared)
898                         goto fail;
899         }
900
901         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
902         if (ret)
903                 goto fail;
904
905         n = get_node(cachep, node);
906         spin_lock_irq(&n->list_lock);
907         if (n->shared && force_change) {
908                 free_block(cachep, n->shared->entry,
909                                 n->shared->avail, node, &list);
910                 n->shared->avail = 0;
911         }
912
913         if (!n->shared || force_change) {
914                 old_shared = n->shared;
915                 n->shared = new_shared;
916                 new_shared = NULL;
917         }
918
919         if (!n->alien) {
920                 n->alien = new_alien;
921                 new_alien = NULL;
922         }
923
924         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
925         slabs_destroy(cachep, &list);
926
927         /*
928          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
929          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
930          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
931          * freed after synchronize_rcu().
932          */
933         if (old_shared && force_change)
934                 synchronize_rcu();
935
936 fail:
937         kfree(old_shared);
938         kfree(new_shared);
939         free_alien_cache(new_alien);
940
941         return ret;
942 }
943
944 #ifdef CONFIG_SMP
945
946 static void cpuup_canceled(long cpu)
947 {
948         struct kmem_cache *cachep;
949         struct kmem_cache_node *n = NULL;
950         int node = cpu_to_mem(cpu);
951         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
952
953         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
954                 struct array_cache *nc;
955                 struct array_cache *shared;
956                 struct alien_cache **alien;
957                 LIST_HEAD(list);
958
959                 n = get_node(cachep, node);
960                 if (!n)
961                         continue;
962
963                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
964
965                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
966                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
967
968                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
969                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
970                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
971                 nc->avail = 0;
972
973                 if (!cpumask_empty(mask)) {
974                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
975                         goto free_slab;
976                 }
977
978                 shared = n->shared;
979                 if (shared) {
980                         free_block(cachep, shared->entry,
981                                    shared->avail, node, &list);
982                         n->shared = NULL;
983                 }
984
985                 alien = n->alien;
986                 n->alien = NULL;
987
988                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
989
990                 kfree(shared);
991                 if (alien) {
992                         drain_alien_cache(cachep, alien);
993                         free_alien_cache(alien);
994                 }
995
996 free_slab:
997                 slabs_destroy(cachep, &list);
998         }
999         /*
1000          * In the previous loop, all the objects were freed to
1001          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1002          * shrink each nodelist to its limit.
1003          */
1004         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1005                 n = get_node(cachep, node);
1006                 if (!n)
1007                         continue;
1008                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1009         }
1010 }
1011
1012 static int cpuup_prepare(long cpu)
1013 {
1014         struct kmem_cache *cachep;
1015         int node = cpu_to_mem(cpu);
1016         int err;
1017
1018         /*
1019          * We need to do this right in the beginning since
1020          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1021          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1022          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1023          */
1024         err = init_cache_node_node(node);
1025         if (err < 0)
1026                 goto bad;
1027
1028         /*
1029          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1030          * array caches
1031          */
1032         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1033                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1034                 if (err)
1035                         goto bad;
1036         }
1037
1038         return 0;
1039 bad:
1040         cpuup_canceled(cpu);
1041         return -ENOMEM;
1042 }
1043
1044 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1045 {
1046         int err;
1047
1048         mutex_lock(&slab_mutex);
1049         err = cpuup_prepare(cpu);
1050         mutex_unlock(&slab_mutex);
1051         return err;
1052 }
1053
1054 /*
1055  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1056  * offline.
1057  *
1058  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1059  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1060  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1061  * the cpu going down.  The list3 structure is usually allocated from
1062  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1063  */
1064 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1065 {
1066         mutex_lock(&slab_mutex);
1067         cpuup_canceled(cpu);
1068         mutex_unlock(&slab_mutex);
1069         return 0;
1070 }
1071 #endif
1072
1073 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1074 {
1075         start_cpu_timer(cpu);
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1080 {
1081         /*
1082          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1083          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1084          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1085          * timer.
1086          */
1087         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1088         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1089         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1094 /*
1095  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1096  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1097  * removed.
1098  *
1099  * Must hold slab_mutex.
1100  */
1101 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1102 {
1103         struct kmem_cache *cachep;
1104         int ret = 0;
1105
1106         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1107                 struct kmem_cache_node *n;
1108
1109                 n = get_node(cachep, node);
1110                 if (!n)
1111                         continue;
1112
1113                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1114
1115                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1116                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1117                         ret = -EBUSY;
1118                         break;
1119                 }
1120         }
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1125                                         unsigned long action, void *arg)
1126 {
1127         struct memory_notify *mnb = arg;
1128         int ret = 0;
1129         int nid;
1130
1131         nid = mnb->status_change_nid;
1132         if (nid < 0)
1133                 goto out;
1134
1135         switch (action) {
1136         case MEM_GOING_ONLINE:
1137                 mutex_lock(&slab_mutex);
1138                 ret = init_cache_node_node(nid);
1139                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1140                 break;
1141         case MEM_GOING_OFFLINE:
1142                 mutex_lock(&slab_mutex);
1143                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1144                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1145                 break;
1146         case MEM_ONLINE:
1147         case MEM_OFFLINE:
1148         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1149         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1150                 break;
1151         }
1152 out:
1153         return notifier_from_errno(ret);
1154 }
1155 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1156
1157 /*
1158  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1159  */
1160 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1161                                 int nodeid)
1162 {
1163         struct kmem_cache_node *ptr;
1164
1165         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1166         BUG_ON(!ptr);
1167
1168         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1169         /*
1170          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1171          */
1172         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1173
1174         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1175         cachep->node[nodeid] = ptr;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1180  * size of kmem_cache_node.
1181  */
1182 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1183 {
1184         int node;
1185
1186         for_each_online_node(node) {
1187                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1188                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1189                     REAPTIMEOUT_NODE +
1190                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1191         }
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1196  * before smp_init().
1197  */
1198 void __init kmem_cache_init(void)
1199 {
1200         int i;
1201
1202         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1203
1204         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1205                 use_alien_caches = 0;
1206
1207         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1208                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1209
1210         /*
1211          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1212          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1213          * not overridden on the command line.
1214          */
1215         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1216                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1217
1218         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1219          * from caches that do not exist yet:
1220          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1221          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1222          *    kmem_cache is statically allocated.
1223          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1224          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1225          *    array at the end of the bootstrap.
1226          * 2) Create the first kmalloc cache.
1227          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1228          *    An __init data area is used for the head array.
1229          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1230          *    head arrays.
1231          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1232          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1233          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1234          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1235          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1236          */
1237
1238         /* 1) create the kmem_cache */
1239
1240         /*
1241          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1242          */
1243         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1244                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1245                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1246                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1247         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1248         memcg_link_cache(kmem_cache);
1249         slab_state = PARTIAL;
1250
1251         /*
1252          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1253          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1254          */
1255         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1256                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name,
1257                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS,
1258                                 0, kmalloc_size(INDEX_NODE));
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[KMALLOC_NORMAL][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         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1284         mutex_lock(&slab_mutex);
1285         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1286                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1287                         BUG();
1288         mutex_unlock(&slab_mutex);
1289
1290         /* Done! */
1291         slab_state = FULL;
1292
1293 #ifdef CONFIG_NUMA
1294         /*
1295          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1296          * node.
1297          */
1298         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1299 #endif
1300
1301         /*
1302          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1303          * of the kernel is not yet operational.
1304          */
1305 }
1306
1307 static int __init cpucache_init(void)
1308 {
1309         int ret;
1310
1311         /*
1312          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1313          */
1314         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1315                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1316         WARN_ON(ret < 0);
1317
1318         return 0;
1319 }
1320 __initcall(cpucache_init);
1321
1322 static noinline void
1323 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1324 {
1325 #if DEBUG
1326         struct kmem_cache_node *n;
1327         unsigned long flags;
1328         int node;
1329         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1330                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1331
1332         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1333                 return;
1334
1335         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1336                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1337         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1338                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1339
1340         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1341                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1342
1343                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1344                 total_slabs = n->total_slabs;
1345                 free_slabs = n->free_slabs;
1346                 free_objs = n->free_objects;
1347                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1348
1349                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1350                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1351                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1352                         total_slabs * cachep->num);
1353         }
1354 #endif
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1359  * kmem_cache_node ->list_lock.
1360  *
1361  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1362  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1363  * would be relatively rare and ignorable.
1364  */
1365 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1366                                                                 int nodeid)
1367 {
1368         struct page *page;
1369         int nr_pages;
1370
1371         flags |= cachep->allocflags;
1372
1373         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1374         if (!page) {
1375                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1376                 return NULL;
1377         }
1378
1379         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1380                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1381                 return NULL;
1382         }
1383
1384         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1385         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1386                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1387         else
1388                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1389
1390         __SetPageSlab(page);
1391         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1392         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1393                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1394
1395         return page;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Interface to system's page release.
1400  */
1401 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1402 {
1403         int order = cachep->gfporder;
1404         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1405
1406         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1407                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, -nr_freed);
1408         else
1409                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, -nr_freed);
1410
1411         BUG_ON(!PageSlab(page));
1412         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1413         __ClearPageSlab(page);
1414         page_mapcount_reset(page);
1415         page->mapping = NULL;
1416
1417         if (current->reclaim_state)
1418                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1419         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1420         __free_pages(page, order);
1421 }
1422
1423 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1424 {
1425         struct kmem_cache *cachep;
1426         struct page *page;
1427
1428         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1429         cachep = page->slab_cache;
1430
1431         kmem_freepages(cachep, page);
1432 }
1433
1434 #if DEBUG
1435 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1436 {
1437         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1438                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1439                 return true;
1440
1441         return false;
1442 }
1443
1444 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1445 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1446 {
1447         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1448                 return;
1449
1450         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1451 }
1452
1453 #else
1454 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1455                                 int map) {}
1456
1457 #endif
1458
1459 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1460 {
1461         int size = cachep->object_size;
1462         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1463
1464         memset(addr, val, size);
1465         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1466 }
1467
1468 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1469 {
1470         int i;
1471         unsigned char error = 0;
1472         int bad_count = 0;
1473
1474         pr_err("%03x: ", offset);
1475         for (i = 0; i < limit; i++) {
1476                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1477                         error = data[offset + i];
1478                         bad_count++;
1479                 }
1480         }
1481         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1482                         &data[offset], limit, 1);
1483
1484         if (bad_count == 1) {
1485                 error ^= POISON_FREE;
1486                 if (!(error & (error - 1))) {
1487                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1488 #ifdef CONFIG_X86
1489                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1490 #else
1491                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1492 #endif
1493                 }
1494         }
1495 }
1496 #endif
1497
1498 #if DEBUG
1499
1500 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1501 {
1502         int i, size;
1503         char *realobj;
1504
1505         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1506                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1507                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1508                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1509         }
1510
1511         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1512                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1513         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1514         size = cachep->object_size;
1515         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1516                 int limit;
1517                 limit = 16;
1518                 if (i + limit > size)
1519                         limit = size - i;
1520                 dump_line(realobj, i, limit);
1521         }
1522 }
1523
1524 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1525 {
1526         char *realobj;
1527         int size, i;
1528         int lines = 0;
1529
1530         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1531                 return;
1532
1533         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1534         size = cachep->object_size;
1535
1536         for (i = 0; i < size; i++) {
1537                 char exp = POISON_FREE;
1538                 if (i == size - 1)
1539                         exp = POISON_END;
1540                 if (realobj[i] != exp) {
1541                         int limit;
1542                         /* Mismatch ! */
1543                         /* Print header */
1544                         if (lines == 0) {
1545                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1546                                        print_tainted(), cachep->name,
1547                                        realobj, size);
1548                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1549                         }
1550                         /* Hexdump the affected line */
1551                         i = (i / 16) * 16;
1552                         limit = 16;
1553                         if (i + limit > size)
1554                                 limit = size - i;
1555                         dump_line(realobj, i, limit);
1556                         i += 16;
1557                         lines++;
1558                         /* Limit to 5 lines */
1559                         if (lines > 5)
1560                                 break;
1561                 }
1562         }
1563         if (lines != 0) {
1564                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1565                  * exist:
1566                  */
1567                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1568                 unsigned int objnr;
1569
1570                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1571                 if (objnr) {
1572                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1573                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1574                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1575                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1576                 }
1577                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1578                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1579                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1580                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1581                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1582                 }
1583         }
1584 }
1585 #endif
1586
1587 #if DEBUG
1588 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1589                                                 struct page *page)
1590 {
1591         int i;
1592
1593         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1594                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1595                         POISON_FREE);
1596         }
1597
1598         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1599                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1600
1601                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1602                         check_poison_obj(cachep, objp);
1603                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1604                 }
1605                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1606                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1607                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1608                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1609                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1610                 }
1611         }
1612 }
1613 #else
1614 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1615                                                 struct page *page)
1616 {
1617 }
1618 #endif
1619
1620 /**
1621  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1622  * @cachep: cache pointer being destroyed
1623  * @page: page pointer being destroyed
1624  *
1625  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1626  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1627  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1628  */
1629 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1630 {
1631         void *freelist;
1632
1633         freelist = page->freelist;
1634         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1635         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1636                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1637         else
1638                 kmem_freepages(cachep, page);
1639
1640         /*
1641          * From now on, we don't use freelist
1642          * although actual page can be freed in rcu context
1643          */
1644         if (OFF_SLAB(cachep))
1645                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1646 }
1647
1648 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1649 {
1650         struct page *page, *n;
1651
1652         list_for_each_entry_safe(page, n, list, slab_list) {
1653                 list_del(&page->slab_list);
1654                 slab_destroy(cachep, page);
1655         }
1656 }
1657
1658 /**
1659  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1660  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1661  * @size: size of objects to be created in this cache.
1662  * @flags: slab allocation flags
1663  *
1664  * Also calculates the number of objects per slab.
1665  *
1666  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1667  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1668  * towards high-order requests, this should be changed.
1669  *
1670  * Return: number of left-over bytes in a slab
1671  */
1672 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1673                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1674 {
1675         size_t left_over = 0;
1676         int gfporder;
1677
1678         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1679                 unsigned int num;
1680                 size_t remainder;
1681
1682                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1683                 if (!num)
1684                         continue;
1685
1686                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1687                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1688                         break;
1689
1690                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1691                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1692                         size_t freelist_size;
1693
1694                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1695                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1696                         if (!freelist_cache)
1697                                 continue;
1698
1699                         /*
1700                          * Needed to avoid possible looping condition
1701                          * in cache_grow_begin()
1702                          */
1703                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1704                                 continue;
1705
1706                         /* check if off slab has enough benefit */
1707                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1708                                 continue;
1709                 }
1710
1711                 /* Found something acceptable - save it away */
1712                 cachep->num = num;
1713                 cachep->gfporder = gfporder;
1714                 left_over = remainder;
1715
1716                 /*
1717                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1718                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1719                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1720                  */
1721                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1722                         break;
1723
1724                 /*
1725                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1726                  * currently bad for the gfp()s.
1727                  */
1728                 if (gfporder >= slab_max_order)
1729                         break;
1730
1731                 /*
1732                  * Acceptable internal fragmentation?
1733                  */
1734                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1735                         break;
1736         }
1737         return left_over;
1738 }
1739
1740 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1741                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1742 {
1743         int cpu;
1744         size_t size;
1745         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1746
1747         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1748         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1749
1750         if (!cpu_cache)
1751                 return NULL;
1752
1753         for_each_possible_cpu(cpu) {
1754                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1755                                 entries, batchcount);
1756         }
1757
1758         return cpu_cache;
1759 }
1760
1761 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1762 {
1763         if (slab_state >= FULL)
1764                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1765
1766         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1767         if (!cachep->cpu_cache)
1768                 return 1;
1769
1770         if (slab_state == DOWN) {
1771                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1772                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1773         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1774                 /* For kmem_cache_node */
1775                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1776         } else {
1777                 int node;
1778
1779                 for_each_online_node(node) {
1780                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1781                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1782                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1783                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1784                 }
1785         }
1786
1787         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1788                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1789                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1790
1791         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1792         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1793         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1794         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1795         cachep->batchcount = 1;
1796         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1797         return 0;
1798 }
1799
1800 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1801         slab_flags_t flags, const char *name,
1802         void (*ctor)(void *))
1803 {
1804         return flags;
1805 }
1806
1807 struct kmem_cache *
1808 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1809                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1810 {
1811         struct kmem_cache *cachep;
1812
1813         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1814         if (cachep) {
1815                 cachep->refcount++;
1816
1817                 /*
1818                  * Adjust the object sizes so that we clear
1819                  * the complete object on kzalloc.
1820                  */
1821                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1822         }
1823         return cachep;
1824 }
1825
1826 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1827                         size_t size, slab_flags_t flags)
1828 {
1829         size_t left;
1830
1831         cachep->num = 0;
1832
1833         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1834                 return false;
1835
1836         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1837                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1838         if (!cachep->num)
1839                 return false;
1840
1841         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1842                 return false;
1843
1844         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1845
1846         return true;
1847 }
1848
1849 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1850                         size_t size, slab_flags_t flags)
1851 {
1852         size_t left;
1853
1854         cachep->num = 0;
1855
1856         /*
1857          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1858          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1859          */
1860         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1861                 return false;
1862
1863         /*
1864          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1865          * off-slab (should allow better packing of objs).
1866          */
1867         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1868         if (!cachep->num)
1869                 return false;
1870
1871         /*
1872          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1873          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1874          */
1875         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1876                 return false;
1877
1878         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1879
1880         return true;
1881 }
1882
1883 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1884                         size_t size, slab_flags_t flags)
1885 {
1886         size_t left;
1887
1888         cachep->num = 0;
1889
1890         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1891         if (!cachep->num)
1892                 return false;
1893
1894         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1895
1896         return true;
1897 }
1898
1899 /**
1900  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1901  * @cachep: cache management descriptor
1902  * @flags: SLAB flags
1903  *
1904  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1905  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1906  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1907  *
1908  * The flags are
1909  *
1910  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1911  * to catch references to uninitialised memory.
1912  *
1913  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1914  * for buffer overruns.
1915  *
1916  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1917  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1918  * as davem.
1919  *
1920  * Return: a pointer to the created cache or %NULL in case of error
1921  */
1922 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1923 {
1924         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1925         gfp_t gfp;
1926         int err;
1927         unsigned int size = cachep->size;
1928
1929 #if DEBUG
1930 #if FORCED_DEBUG
1931         /*
1932          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1933          * large objects, if the increased size would increase the object size
1934          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1935          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1936          */
1937         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
1938                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
1939                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1940         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1941                 flags |= SLAB_POISON;
1942 #endif
1943 #endif
1944
1945         /*
1946          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1947          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1948          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1949          */
1950         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
1951
1952         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1953                 ralign = REDZONE_ALIGN;
1954                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
1955                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
1956                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
1957         }
1958
1959         /* 3) caller mandated alignment */
1960         if (ralign < cachep->align) {
1961                 ralign = cachep->align;
1962         }
1963         /* disable debug if necessary */
1964         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
1965                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1966         /*
1967          * 4) Store it.
1968          */
1969         cachep->align = ralign;
1970         cachep->colour_off = cache_line_size();
1971         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1972         if (cachep->colour_off < cachep->align)
1973                 cachep->colour_off = cachep->align;
1974
1975         if (slab_is_available())
1976                 gfp = GFP_KERNEL;
1977         else
1978                 gfp = GFP_NOWAIT;
1979
1980 #if DEBUG
1981
1982         /*
1983          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
1984          * into align above.
1985          */
1986         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1987                 /* add space for red zone words */
1988                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
1989                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
1990         }
1991         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1992                 /* user store requires one word storage behind the end of
1993                  * the real object. But if the second red zone needs to be
1994                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
1995                  */
1996                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1997                         size += REDZONE_ALIGN;
1998                 else
1999                         size += BYTES_PER_WORD;
2000         }
2001 #endif
2002
2003         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2004
2005         size = ALIGN(size, cachep->align);
2006         /*
2007          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2008          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2009          */
2010         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2011                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2012
2013 #if DEBUG
2014         /*
2015          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2016          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2017          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2018          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2019          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2020          */
2021         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2022                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2023                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2024                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2025
2026                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2027                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2028                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2029                                 size = tmp_size;
2030                                 goto done;
2031                         }
2032                 }
2033         }
2034 #endif
2035
2036         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2037                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2038                 goto done;
2039         }
2040
2041         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2042                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2043                 goto done;
2044         }
2045
2046         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2047                 goto done;
2048
2049         return -E2BIG;
2050
2051 done:
2052         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2053         cachep->flags = flags;
2054         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2055         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2056                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2057         if (flags & SLAB_CACHE_DMA32)
2058                 cachep->allocflags |= GFP_DMA32;
2059         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2060                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2061         cachep->size = size;
2062         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2063
2064 #if DEBUG
2065         /*
2066          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2067          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2068          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2069          */
2070         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2071                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2072                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2073                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2074 #endif
2075
2076         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2077                 cachep->freelist_cache =
2078                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2079         }
2080
2081         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2082         if (err) {
2083                 __kmem_cache_release(cachep);
2084                 return err;
2085         }
2086
2087         return 0;
2088 }
2089
2090 #if DEBUG
2091 static void check_irq_off(void)
2092 {
2093         BUG_ON(!irqs_disabled());
2094 }
2095
2096 static void check_irq_on(void)
2097 {
2098         BUG_ON(irqs_disabled());
2099 }
2100
2101 static void check_mutex_acquired(void)
2102 {
2103         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2104 }
2105
2106 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2107 {
2108 #ifdef CONFIG_SMP
2109         check_irq_off();
2110         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2111 #endif
2112 }
2113
2114 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2115 {
2116 #ifdef CONFIG_SMP
2117         check_irq_off();
2118         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2119 #endif
2120 }
2121
2122 #else
2123 #define check_irq_off() do { } while(0)
2124 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2125 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2126 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2127 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2128 #endif
2129
2130 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2131                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2132 {
2133         int tofree;
2134
2135         if (!ac || !ac->avail)
2136                 return;
2137
2138         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2139         if (tofree > ac->avail)
2140                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2141
2142         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2143         ac->avail -= tofree;
2144         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2145 }
2146
2147 static void do_drain(void *arg)
2148 {
2149         struct kmem_cache *cachep = arg;
2150         struct array_cache *ac;
2151         int node = numa_mem_id();
2152         struct kmem_cache_node *n;
2153         LIST_HEAD(list);
2154
2155         check_irq_off();
2156         ac = cpu_cache_get(cachep);
2157         n = get_node(cachep, node);
2158         spin_lock(&n->list_lock);
2159         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2160         spin_unlock(&n->list_lock);
2161         slabs_destroy(cachep, &list);
2162         ac->avail = 0;
2163 }
2164
2165 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2166 {
2167         struct kmem_cache_node *n;
2168         int node;
2169         LIST_HEAD(list);
2170
2171         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2172         check_irq_on();
2173         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2174                 if (n->alien)
2175                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2176
2177         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2178                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2179                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2180                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2181
2182                 slabs_destroy(cachep, &list);
2183         }
2184 }
2185
2186 /*
2187  * Remove slabs from the list of free slabs.
2188  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2189  *
2190  * Returns the actual number of slabs released.
2191  */
2192 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2193                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2194 {
2195         struct list_head *p;
2196         int nr_freed;
2197         struct page *page;
2198
2199         nr_freed = 0;
2200         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2201
2202                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2203                 p = n->slabs_free.prev;
2204                 if (p == &n->slabs_free) {
2205                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2206                         goto out;
2207                 }
2208
2209                 page = list_entry(p, struct page, slab_list);
2210                 list_del(&page->slab_list);
2211                 n->free_slabs--;
2212                 n->total_slabs--;
2213                 /*
2214                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2215                  * to the cache.
2216                  */
2217                 n->free_objects -= cache->num;
2218                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2219                 slab_destroy(cache, page);
2220                 nr_freed++;
2221         }
2222 out:
2223         return nr_freed;
2224 }
2225
2226 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2227 {
2228         int node;
2229         struct kmem_cache_node *n;
2230
2231         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2232                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2233                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2234                         return false;
2235         return true;
2236 }
2237
2238 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2239 {
2240         int ret = 0;
2241         int node;
2242         struct kmem_cache_node *n;
2243
2244         drain_cpu_caches(cachep);
2245
2246         check_irq_on();
2247         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2248                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2249
2250                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2251                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2252         }
2253         return (ret ? 1 : 0);
2254 }
2255
2256 #ifdef CONFIG_MEMCG
2257 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *cachep)
2258 {
2259         __kmem_cache_shrink(cachep);
2260 }
2261 #endif
2262
2263 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2264 {
2265         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2266 }
2267
2268 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2269 {
2270         int i;
2271         struct kmem_cache_node *n;
2272
2273         cache_random_seq_destroy(cachep);
2274
2275         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2276
2277         /* NUMA: free the node structures */
2278         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2279                 kfree(n->shared);
2280                 free_alien_cache(n->alien);
2281                 kfree(n);
2282                 cachep->node[i] = NULL;
2283         }
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Get the memory for a slab management obj.
2288  *
2289  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2290  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2291  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2292  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2293  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2294  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2295  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2296  *
2297  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2298  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2299  */
2300 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2301                                    struct page *page, int colour_off,
2302                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2303 {
2304         void *freelist;
2305         void *addr = page_address(page);
2306
2307         page->s_mem = addr + colour_off;
2308         page->active = 0;
2309
2310         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2311                 freelist = NULL;
2312         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2313                 /* Slab management obj is off-slab. */
2314                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2315                                               local_flags, nodeid);
2316                 if (!freelist)
2317                         return NULL;
2318         } else {
2319                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2320                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2321                                 cachep->freelist_size;
2322         }
2323
2324         return freelist;
2325 }
2326
2327 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2328 {
2329         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2330 }
2331
2332 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2333                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2334 {
2335         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2336 }
2337
2338 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2339 {
2340 #if DEBUG
2341         int i;
2342
2343         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2344                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2345
2346                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2347                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2348
2349                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2350                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2351                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2352                 }
2353                 /*
2354                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2355                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2356                  * They must also be threaded.
2357                  */
2358                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2359                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2360                                                    objp + obj_offset(cachep));
2361                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2362                         kasan_poison_object_data(
2363                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2364                 }
2365
2366                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2367                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2368                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2369                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2370                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2371                 }
2372                 /* need to poison the objs? */
2373                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2374                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2375                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2376                 }
2377         }
2378 #endif
2379 }
2380
2381 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2382 /* Hold information during a freelist initialization */
2383 union freelist_init_state {
2384         struct {
2385                 unsigned int pos;
2386                 unsigned int *list;
2387                 unsigned int count;
2388         };
2389         struct rnd_state rnd_state;
2390 };
2391
2392 /*
2393  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2394  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2395  */
2396 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2397                                 struct kmem_cache *cachep,
2398                                 unsigned int count)
2399 {
2400         bool ret;
2401         unsigned int rand;
2402
2403         /* Use best entropy available to define a random shift */
2404         rand = get_random_int();
2405
2406         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2407         if (!cachep->random_seq) {
2408                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2409                 ret = false;
2410         } else {
2411                 state->list = cachep->random_seq;
2412                 state->count = count;
2413                 state->pos = rand % count;
2414                 ret = true;
2415         }
2416         return ret;
2417 }
2418
2419 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2420 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2421 {
2422         if (state->pos >= state->count)
2423                 state->pos = 0;
2424         return state->list[state->pos++];
2425 }
2426
2427 /* Swap two freelist entries */
2428 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2429 {
2430         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2431                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2436  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2437  */
2438 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2439 {
2440         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2441         union freelist_init_state state;
2442         bool precomputed;
2443
2444         if (count < 2)
2445                 return false;
2446
2447         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2448
2449         /* Take a random entry as the objfreelist */
2450         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2451                 if (!precomputed)
2452                         objfreelist = count - 1;
2453                 else
2454                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2455                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2456                                                 obj_offset(cachep);
2457                 count--;
2458         }
2459
2460         /*
2461          * On early boot, generate the list dynamically.
2462          * Later use a pre-computed list for speed.
2463          */
2464         if (!precomputed) {
2465                 for (i = 0; i < count; i++)
2466                         set_free_obj(page, i, i);
2467
2468                 /* Fisher-Yates shuffle */
2469                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2470                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2471                         rand %= (i + 1);
2472                         swap_free_obj(page, i, rand);
2473                 }
2474         } else {
2475                 for (i = 0; i < count; i++)
2476                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2477         }
2478
2479         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2480                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2481
2482         return true;
2483 }
2484 #else
2485 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2486                                 struct page *page)
2487 {
2488         return false;
2489 }
2490 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2491
2492 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2493                             struct page *page)
2494 {
2495         int i;
2496         void *objp;
2497         bool shuffled;
2498
2499         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2500
2501         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2502         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2503
2504         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2505                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2506                                                 obj_offset(cachep);
2507         }
2508
2509         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2510                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2511                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2512
2513                 /* constructor could break poison info */
2514                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2515                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2516                         cachep->ctor(objp);
2517                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2518                 }
2519
2520                 if (!shuffled)
2521                         set_free_obj(page, i, i);
2522         }
2523 }
2524
2525 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2526 {
2527         void *objp;
2528
2529         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2530         page->active++;
2531
2532         return objp;
2533 }
2534
2535 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2536                         struct page *page, void *objp)
2537 {
2538         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2539 #if DEBUG
2540         unsigned int i;
2541
2542         /* Verify double free bug */
2543         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2544                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2545                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2546                                cachep->name, objp);
2547                         BUG();
2548                 }
2549         }
2550 #endif
2551         page->active--;
2552         if (!page->freelist)
2553                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2554
2555         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2560  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2561  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2562  */
2563 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2564                            void *freelist)
2565 {
2566         page->slab_cache = cache;
2567         page->freelist = freelist;
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2572  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2573  */
2574 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2575                                 gfp_t flags, int nodeid)
2576 {
2577         void *freelist;
2578         size_t offset;
2579         gfp_t local_flags;
2580         int page_node;
2581         struct kmem_cache_node *n;
2582         struct page *page;
2583
2584         /*
2585          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2586          * critical path in kmem_cache_alloc().
2587          */
2588         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2589                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
2590                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
2591                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
2592                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
2593                 dump_stack();
2594         }
2595         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2596         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2597
2598         check_irq_off();
2599         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2600                 local_irq_enable();
2601
2602         /*
2603          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2604          * 'nodeid'.
2605          */
2606         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2607         if (!page)
2608                 goto failed;
2609
2610         page_node = page_to_nid(page);
2611         n = get_node(cachep, page_node);
2612
2613         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2614         n->colour_next++;
2615         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2616                 n->colour_next = 0;
2617
2618         offset = n->colour_next;
2619         if (offset >= cachep->colour)
2620                 offset = 0;
2621
2622         offset *= cachep->colour_off;
2623
2624         /*
2625          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2626          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2627          * as it should be for slab pages.
2628          */
2629         kasan_poison_slab(page);
2630
2631         /* Get slab management. */
2632         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2633                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2634         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2635                 goto opps1;
2636
2637         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2638
2639         cache_init_objs(cachep, page);
2640
2641         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2642                 local_irq_disable();
2643
2644         return page;
2645
2646 opps1:
2647         kmem_freepages(cachep, page);
2648 failed:
2649         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2650                 local_irq_disable();
2651         return NULL;
2652 }
2653
2654 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2655 {
2656         struct kmem_cache_node *n;
2657         void *list = NULL;
2658
2659         check_irq_off();
2660
2661         if (!page)
2662                 return;
2663
2664         INIT_LIST_HEAD(&page->slab_list);
2665         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2666
2667         spin_lock(&n->list_lock);
2668         n->total_slabs++;
2669         if (!page->active) {
2670                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2671                 n->free_slabs++;
2672         } else
2673                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2674
2675         STATS_INC_GROWN(cachep);
2676         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2677         spin_unlock(&n->list_lock);
2678
2679         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2680 }
2681
2682 #if DEBUG
2683
2684 /*
2685  * Perform extra freeing checks:
2686  * - detect bad pointers.
2687  * - POISON/RED_ZONE checking
2688  */
2689 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2690 {
2691         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2692                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2693                        (unsigned long)objp);
2694                 BUG();
2695         }
2696 }
2697
2698 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2699 {
2700         unsigned long long redzone1, redzone2;
2701
2702         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2703         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2704
2705         /*
2706          * Redzone is ok.
2707          */
2708         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2709                 return;
2710
2711         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2712                 slab_error(cache, "double free detected");
2713         else
2714                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2715
2716         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2717                obj, redzone1, redzone2);
2718 }
2719
2720 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2721                                    unsigned long caller)
2722 {
2723         unsigned int objnr;
2724         struct page *page;
2725
2726         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2727
2728         objp -= obj_offset(cachep);
2729         kfree_debugcheck(objp);
2730         page = virt_to_head_page(objp);
2731
2732         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2733                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2734                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2735                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2736         }
2737         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2738                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2739
2740         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2741
2742         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2743         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2744
2745         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2746                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2747                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2748         }
2749         return objp;
2750 }
2751
2752 #else
2753 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2754 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2755 #endif
2756
2757 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2758                                                 void **list)
2759 {
2760 #if DEBUG
2761         void *next = *list;
2762         void *objp;
2763
2764         while (next) {
2765                 objp = next - obj_offset(cachep);
2766                 next = *(void **)next;
2767                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2768         }
2769 #endif
2770 }
2771
2772 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2773                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2774                                 void **list)
2775 {
2776         /* move slabp to correct slabp list: */
2777         list_del(&page->slab_list);
2778         if (page->active == cachep->num) {
2779                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_full);
2780                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2781 #if DEBUG
2782                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2783                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2784                                 void **objp = page->freelist;
2785
2786                                 *objp = *list;
2787                                 *list = objp;
2788                         }
2789 #endif
2790                         page->freelist = NULL;
2791                 }
2792         } else
2793                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2794 }
2795
2796 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2797 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2798                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2799 {
2800         if (!page)
2801                 return NULL;
2802
2803         if (pfmemalloc)
2804                 return page;
2805
2806         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2807                 return page;
2808
2809         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2810         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2811                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2812                 return page;
2813         }
2814
2815         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2816         list_del(&page->slab_list);
2817         if (!page->active) {
2818                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2819                 n->free_slabs++;
2820         } else
2821                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2822
2823         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, slab_list) {
2824                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2825                         return page;
2826         }
2827
2828         n->free_touched = 1;
2829         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
2830                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2831                         n->free_slabs--;
2832                         return page;
2833                 }
2834         }
2835
2836         return NULL;
2837 }
2838
2839 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2840 {
2841         struct page *page;
2842
2843         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2844         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page,
2845                                         slab_list);
2846         if (!page) {
2847                 n->free_touched = 1;
2848                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2849                                                 slab_list);
2850                 if (page)
2851                         n->free_slabs--;
2852         }
2853
2854         if (sk_memalloc_socks())
2855                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2856
2857         return page;
2858 }
2859
2860 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2861                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2862 {
2863         struct page *page;
2864         void *obj;
2865         void *list = NULL;
2866
2867         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2868                 return NULL;
2869
2870         spin_lock(&n->list_lock);
2871         page = get_first_slab(n, true);
2872         if (!page) {
2873                 spin_unlock(&n->list_lock);
2874                 return NULL;
2875         }
2876
2877         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2878         n->free_objects--;
2879
2880         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2881
2882         spin_unlock(&n->list_lock);
2883         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2884
2885         return obj;
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2890  * or cache_grow_end() for new slab
2891  */
2892 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2893                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2894 {
2895         /*
2896          * There must be at least one object available for
2897          * allocation.
2898          */
2899         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2900
2901         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2902                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2903                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2904                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2905
2906                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2907         }
2908
2909         return batchcount;
2910 }
2911
2912 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2913 {
2914         int batchcount;
2915         struct kmem_cache_node *n;
2916         struct array_cache *ac, *shared;
2917         int node;
2918         void *list = NULL;
2919         struct page *page;
2920
2921         check_irq_off();
2922         node = numa_mem_id();
2923
2924         ac = cpu_cache_get(cachep);
2925         batchcount = ac->batchcount;
2926         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2927                 /*
2928                  * If there was little recent activity on this cache, then
2929                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2930                  * refill bouncing.
2931                  */
2932                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2933         }
2934         n = get_node(cachep, node);
2935
2936         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2937         shared = READ_ONCE(n->shared);
2938         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2939                 goto direct_grow;
2940
2941         spin_lock(&n->list_lock);
2942         shared = READ_ONCE(n->shared);
2943
2944         /* See if we can refill from the shared array */
2945         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
2946                 shared->touched = 1;
2947                 goto alloc_done;
2948         }
2949
2950         while (batchcount > 0) {
2951                 /* Get slab alloc is to come from. */
2952                 page = get_first_slab(n, false);
2953                 if (!page)
2954                         goto must_grow;
2955
2956                 check_spinlock_acquired(cachep);
2957
2958                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2959                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2960         }
2961
2962 must_grow:
2963         n->free_objects -= ac->avail;
2964 alloc_done:
2965         spin_unlock(&n->list_lock);
2966         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2967
2968 direct_grow:
2969         if (unlikely(!ac->avail)) {
2970                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2971                 if (sk_memalloc_socks()) {
2972                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2973
2974                         if (obj)
2975                                 return obj;
2976                 }
2977
2978                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
2979
2980                 /*
2981                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
2982                  * then ac could change.
2983                  */
2984                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2985                 if (!ac->avail && page)
2986                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2987                 cache_grow_end(cachep, page);
2988
2989                 if (!ac->avail)
2990                         return NULL;
2991         }
2992         ac->touched = 1;
2993
2994         return ac->entry[--ac->avail];
2995 }
2996
2997 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2998                                                 gfp_t flags)
2999 {
3000         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
3001 }
3002
3003 #if DEBUG
3004 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3005                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3006 {
3007         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
3008         if (!objp)
3009                 return objp;
3010         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3011                 check_poison_obj(cachep, objp);
3012                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
3013                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3014         }
3015         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3016                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3017
3018         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3019                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3020                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3021                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3022                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3023                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3024                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3025                 }
3026                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3027                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3028         }
3029
3030         objp += obj_offset(cachep);
3031         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3032                 cachep->ctor(objp);
3033         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3034             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3035                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3036                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3037         }
3038         return objp;
3039 }
3040 #else
3041 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3042 #endif
3043
3044 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3045 {
3046         void *objp;
3047         struct array_cache *ac;
3048
3049         check_irq_off();
3050
3051         ac = cpu_cache_get(cachep);
3052         if (likely(ac->avail)) {
3053                 ac->touched = 1;
3054                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3055
3056                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3057                 goto out;
3058         }
3059
3060         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3061         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3062         /*
3063          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3064          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3065          */
3066         ac = cpu_cache_get(cachep);
3067
3068 out:
3069         /*
3070          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3071          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3072          * treat the array pointers as a reference to the object.
3073          */
3074         if (objp)
3075                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3076         return objp;
3077 }
3078
3079 #ifdef CONFIG_NUMA
3080 /*
3081  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3082  *
3083  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3084  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3085  */
3086 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3087 {
3088         int nid_alloc, nid_here;
3089
3090         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3091                 return NULL;
3092         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3093         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3094                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3095         else if (current->mempolicy)
3096                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3097         if (nid_alloc != nid_here)
3098                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3099         return NULL;
3100 }
3101
3102 /*
3103  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3104  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3105  * available node for available objects. If that fails then we
3106  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3107  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3108  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3109  */
3110 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3111 {
3112         struct zonelist *zonelist;
3113         struct zoneref *z;
3114         struct zone *zone;
3115         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3116         void *obj = NULL;
3117         struct page *page;
3118         int nid;
3119         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3120
3121         if (flags & __GFP_THISNODE)
3122                 return NULL;
3123
3124 retry_cpuset:
3125         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3126         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3127
3128 retry:
3129         /*
3130          * Look through allowed nodes for objects available
3131          * from existing per node queues.
3132          */
3133         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3134                 nid = zone_to_nid(zone);
3135
3136                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3137                         get_node(cache, nid) &&
3138                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3139                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3140                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3141                                 if (obj)
3142                                         break;
3143                 }
3144         }
3145
3146         if (!obj) {
3147                 /*
3148                  * This allocation will be performed within the constraints
3149                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3150                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3151                  * set and go into memory reserves if necessary.
3152                  */
3153                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3154                 cache_grow_end(cache, page);
3155                 if (page) {
3156                         nid = page_to_nid(page);
3157                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3158                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3159
3160                         /*
3161                          * Another processor may allocate the objects in
3162                          * the slab since we are not holding any locks.
3163                          */
3164                         if (!obj)
3165                                 goto retry;
3166                 }
3167         }
3168
3169         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3170                 goto retry_cpuset;
3171         return obj;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * A interface to enable slab creation on nodeid
3176  */
3177 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3178                                 int nodeid)
3179 {
3180         struct page *page;
3181         struct kmem_cache_node *n;
3182         void *obj = NULL;
3183         void *list = NULL;
3184
3185         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3186         n = get_node(cachep, nodeid);
3187         BUG_ON(!n);
3188
3189         check_irq_off();
3190         spin_lock(&n->list_lock);
3191         page = get_first_slab(n, false);
3192         if (!page)
3193                 goto must_grow;
3194
3195         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3196
3197         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3198         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3199         STATS_SET_HIGH(cachep);
3200
3201         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3202
3203         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3204         n->free_objects--;
3205
3206         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3207
3208         spin_unlock(&n->list_lock);
3209         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3210         return obj;
3211
3212 must_grow:
3213         spin_unlock(&n->list_lock);
3214         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3215         if (page) {
3216                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3217                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3218         }
3219         cache_grow_end(cachep, page);
3220
3221         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3222 }
3223
3224 static __always_inline void *
3225 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3226                    unsigned long caller)
3227 {
3228         unsigned long save_flags;
3229         void *ptr;
3230         int slab_node = numa_mem_id();
3231
3232         flags &= gfp_allowed_mask;
3233         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3234         if (unlikely(!cachep))
3235                 return NULL;
3236
3237         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3238         local_irq_save(save_flags);
3239
3240         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3241                 nodeid = slab_node;
3242
3243         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3244                 /* Node not bootstrapped yet */
3245                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3246                 goto out;
3247         }
3248
3249         if (nodeid == slab_node) {
3250                 /*
3251                  * Use the locally cached objects if possible.
3252                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3253                  * to other nodes. It may fail while we still have
3254                  * objects on other nodes available.
3255                  */
3256                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3257                 if (ptr)
3258                         goto out;
3259         }
3260         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3261         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3262   out:
3263         local_irq_restore(save_flags);
3264         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3265
3266         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3267                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3268
3269         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3270         return ptr;
3271 }
3272
3273 static __always_inline void *
3274 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3275 {
3276         void *objp;
3277
3278         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3279                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3280                 if (objp)
3281                         goto out;
3282         }
3283         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3284
3285         /*
3286          * We may just have run out of memory on the local node.
3287          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3288          */
3289         if (!objp)
3290                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3291
3292   out:
3293         return objp;
3294 }
3295 #else
3296
3297 static __always_inline void *
3298 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3299 {
3300         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3301 }
3302
3303 #endif /* CONFIG_NUMA */
3304
3305 static __always_inline void *
3306 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3307 {
3308         unsigned long save_flags;
3309         void *objp;
3310
3311         flags &= gfp_allowed_mask;
3312         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3313         if (unlikely(!cachep))
3314                 return NULL;
3315
3316         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3317         local_irq_save(save_flags);
3318         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3319         local_irq_restore(save_flags);
3320         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3321         prefetchw(objp);
3322
3323         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3324                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3325
3326         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3327         return objp;
3328 }
3329
3330 /*
3331  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3332  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3333  */
3334 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3335                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3336 {
3337         int i;
3338         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3339         struct page *page;
3340
3341         n->free_objects += nr_objects;
3342
3343         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3344                 void *objp;
3345                 struct page *page;
3346
3347                 objp = objpp[i];
3348
3349                 page = virt_to_head_page(objp);
3350                 list_del(&page->slab_list);
3351                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3352                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3353                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3354
3355                 /* fixup slab chains */
3356                 if (page->active == 0) {
3357                         list_add(&page->slab_list, &n->slabs_free);
3358                         n->free_slabs++;
3359                 } else {
3360                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3361                          * partial list on free - maximum time for the
3362                          * other objects to be freed, too.
3363                          */
3364                         list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
3365                 }
3366         }
3367
3368         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3369                 n->free_objects -= cachep->num;
3370
3371                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, slab_list);
3372                 list_move(&page->slab_list, list);
3373                 n->free_slabs--;
3374                 n->total_slabs--;
3375         }
3376 }
3377
3378 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3379 {
3380         int batchcount;
3381         struct kmem_cache_node *n;
3382         int node = numa_mem_id();
3383         LIST_HEAD(list);
3384
3385         batchcount = ac->batchcount;
3386
3387         check_irq_off();
3388         n = get_node(cachep, node);
3389         spin_lock(&n->list_lock);
3390         if (n->shared) {
3391                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3392                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3393                 if (max) {
3394                         if (batchcount > max)
3395                                 batchcount = max;
3396                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3397                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3398                         shared_array->avail += batchcount;
3399                         goto free_done;
3400                 }
3401         }
3402
3403         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3404 free_done:
3405 #if STATS
3406         {
3407                 int i = 0;
3408                 struct page *page;
3409
3410                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
3411                         BUG_ON(page->active);
3412
3413                         i++;
3414                 }
3415                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3416         }
3417 #endif
3418         spin_unlock(&n->list_lock);
3419         slabs_destroy(cachep, &list);
3420         ac->avail -= batchcount;
3421         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3422 }
3423
3424 /*
3425  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3426  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3427  */
3428 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3429                                          unsigned long caller)
3430 {
3431         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3432         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3433                 return;
3434
3435         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3436 }
3437
3438 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3439                 unsigned long caller)
3440 {
3441         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3442
3443         check_irq_off();
3444         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3445         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3446
3447         /*
3448          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3449          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3450          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3451          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3452          * the cache.
3453          */
3454         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3455                 return;
3456
3457         if (ac->avail < ac->limit) {
3458                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3459         } else {
3460                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3461                 cache_flusharray(cachep, ac);
3462         }
3463
3464         if (sk_memalloc_socks()) {
3465                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3466
3467                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3468                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3469                         return;
3470                 }
3471         }
3472
3473         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3474 }
3475
3476 /**
3477  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3478  * @cachep: The cache to allocate from.
3479  * @flags: See kmalloc().
3480  *
3481  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3482  * if the cache has no available objects.
3483  *
3484  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3485  */
3486 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3487 {
3488         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3489
3490         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3491                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3492
3493         return ret;
3494 }
3495 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3496
3497 static __always_inline void
3498 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3499                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3500 {
3501         size_t i;
3502
3503         for (i = 0; i < size; i++)
3504                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3505 }
3506
3507 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3508                           void **p)
3509 {
3510         size_t i;
3511
3512         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3513         if (!s)
3514                 return 0;
3515
3516         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3517
3518         local_irq_disable();
3519         for (i = 0; i < size; i++) {
3520                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3521
3522                 if (unlikely(!objp))
3523                         goto error;
3524                 p[i] = objp;
3525         }
3526         local_irq_enable();
3527
3528         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3529
3530         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3531         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3532                 for (i = 0; i < size; i++)
3533                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3534
3535         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3536         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3537         return size;
3538 error:
3539         local_irq_enable();
3540         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3541         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3542         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3543         return 0;
3544 }
3545 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3546
3547 #ifdef CONFIG_TRACING
3548 void *
3549 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3550 {
3551         void *ret;
3552
3553         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3554
3555         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3556         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3557                       size, cachep->size, flags);
3558         return ret;
3559 }
3560 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3561 #endif
3562
3563 #ifdef CONFIG_NUMA
3564 /**
3565  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3566  * @cachep: The cache to allocate from.
3567  * @flags: See kmalloc().
3568  * @nodeid: node number of the target node.
3569  *
3570  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3571  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3572  *
3573  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3574  *
3575  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3576  */
3577 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3578 {
3579         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3580
3581         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3582                                     cachep->object_size, cachep->size,
3583                                     flags, nodeid);
3584
3585         return ret;
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3588
3589 #ifdef CONFIG_TRACING
3590 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3591                                   gfp_t flags,
3592                                   int nodeid,
3593                                   size_t size)
3594 {
3595         void *ret;
3596
3597         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3598
3599         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3600         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3601                            size, cachep->size,
3602                            flags, nodeid);
3603         return ret;
3604 }
3605 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3606 #endif
3607
3608 static __always_inline void *
3609 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3610 {
3611         struct kmem_cache *cachep;
3612         void *ret;
3613
3614         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3615                 return NULL;
3616         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3617         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3618                 return cachep;
3619         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3620         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3621
3622         return ret;
3623 }
3624
3625 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3626 {
3627         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3628 }
3629 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3630
3631 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3632                 int node, unsigned long caller)
3633 {
3634         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3635 }
3636 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3637 #endif /* CONFIG_NUMA */
3638
3639 /**
3640  * __do_kmalloc - allocate memory
3641  * @size: how many bytes of memory are required.
3642  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3643  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3644  *
3645  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3646  */
3647 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3648                                           unsigned long caller)
3649 {
3650         struct kmem_cache *cachep;
3651         void *ret;
3652
3653         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3654                 return NULL;
3655         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3656         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3657                 return cachep;
3658         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3659
3660         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3661         trace_kmalloc(caller, ret,
3662                       size, cachep->size, flags);
3663
3664         return ret;
3665 }
3666
3667 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3668 {
3669         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3670 }
3671 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3672
3673 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3674 {
3675         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3676 }
3677 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3678
3679 /**
3680  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3681  * @cachep: The cache the allocation was from.
3682  * @objp: The previously allocated object.
3683  *
3684  * Free an object which was previously allocated from this
3685  * cache.
3686  */
3687 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3688 {
3689         unsigned long flags;
3690         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3691         if (!cachep)
3692                 return;
3693
3694         local_irq_save(flags);
3695         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3696         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3697                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3698         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3699         local_irq_restore(flags);
3700
3701         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3702 }
3703 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3704
3705 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3706 {
3707         struct kmem_cache *s;
3708         size_t i;
3709
3710         local_irq_disable();
3711         for (i = 0; i < size; i++) {
3712                 void *objp = p[i];
3713
3714                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3715                         s = virt_to_cache(objp);
3716                 else
3717                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3718
3719                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3720                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3721                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3722
3723                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3724         }
3725         local_irq_enable();
3726
3727         /* FIXME: add tracing */
3728 }
3729 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3730
3731 /**
3732  * kfree - free previously allocated memory
3733  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3734  *
3735  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3736  *
3737  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3738  * or you will run into trouble.
3739  */
3740 void kfree(const void *objp)
3741 {
3742         struct kmem_cache *c;
3743         unsigned long flags;
3744
3745         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3746
3747         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3748                 return;
3749         local_irq_save(flags);
3750         kfree_debugcheck(objp);
3751         c = virt_to_cache(objp);
3752         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3753
3754         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3755         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3756         local_irq_restore(flags);
3757 }
3758 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3759
3760 /*
3761  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3762  */
3763 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3764 {
3765         int ret;
3766         int node;
3767         struct kmem_cache_node *n;
3768
3769         for_each_online_node(node) {
3770                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3771                 if (ret)
3772                         goto fail;
3773
3774         }
3775
3776         return 0;
3777
3778 fail:
3779         if (!cachep->list.next) {
3780                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3781                 node--;
3782                 while (node >= 0) {
3783                         n = get_node(cachep, node);
3784                         if (n) {
3785                                 kfree(n->shared);
3786                                 free_alien_cache(n->alien);
3787                                 kfree(n);
3788                                 cachep->node[node] = NULL;
3789                         }
3790                         node--;
3791                 }
3792         }
3793         return -ENOMEM;
3794 }
3795
3796 /* Always called with the slab_mutex held */
3797 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3798                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3799 {
3800         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3801         int cpu;
3802
3803         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3804         if (!cpu_cache)
3805                 return -ENOMEM;
3806
3807         prev = cachep->cpu_cache;
3808         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3809         /*
3810          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3811          * cpus, so skip the IPIs.
3812          */
3813         if (prev)
3814                 kick_all_cpus_sync();
3815
3816         check_irq_on();
3817         cachep->batchcount = batchcount;
3818         cachep->limit = limit;
3819         cachep->shared = shared;
3820
3821         if (!prev)
3822                 goto setup_node;
3823
3824         for_each_online_cpu(cpu) {
3825                 LIST_HEAD(list);
3826                 int node;
3827                 struct kmem_cache_node *n;
3828                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3829
3830                 node = cpu_to_mem(cpu);
3831                 n = get_node(cachep, node);
3832                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3833                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3834                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3835                 slabs_destroy(cachep, &list);
3836         }
3837         free_percpu(prev);
3838
3839 setup_node:
3840         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3841 }
3842
3843 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3844                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3845 {
3846         int ret;
3847         struct kmem_cache *c;
3848
3849         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3850
3851         if (slab_state < FULL)
3852                 return ret;
3853
3854         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3855                 return ret;
3856
3857         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3858         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3859                 /* return value determined by the root cache only */
3860                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3861         }
3862
3863         return ret;
3864 }
3865
3866 /* Called with slab_mutex held always */
3867 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3868 {
3869         int err;
3870         int limit = 0;
3871         int shared = 0;
3872         int batchcount = 0;
3873
3874         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3875         if (err)
3876                 goto end;
3877
3878         if (!is_root_cache(cachep)) {
3879                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3880                 limit = root->limit;
3881                 shared = root->shared;
3882                 batchcount = root->batchcount;
3883         }
3884
3885         if (limit && shared && batchcount)
3886                 goto skip_setup;
3887         /*
3888          * The head array serves three purposes:
3889          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3890          * - reduce the number of spinlock operations.
3891          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3892          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3893          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3894          * Bonwick.
3895          */
3896         if (cachep->size > 131072)
3897                 limit = 1;
3898         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3899                 limit = 8;
3900         else if (cachep->size > 1024)
3901                 limit = 24;
3902         else if (cachep->size > 256)
3903                 limit = 54;
3904         else
3905                 limit = 120;
3906
3907         /*
3908          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3909          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3910          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3911          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3912          * replaces Bonwick's magazine layer.
3913          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3914          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3915          */
3916         shared = 0;
3917         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3918                 shared = 8;
3919
3920 #if DEBUG
3921         /*
3922          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3923          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3924          */
3925         if (limit > 32)
3926                 limit = 32;
3927 #endif
3928         batchcount = (limit + 1) / 2;
3929 skip_setup:
3930         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3931 end:
3932         if (err)
3933                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3934                        cachep->name, -err);
3935         return err;
3936 }
3937
3938 /*
3939  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3940  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3941  * if drain_array() is used on the shared array.
3942  */
3943 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3944                          struct array_cache *ac, int node)
3945 {
3946         LIST_HEAD(list);
3947
3948         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3949         check_mutex_acquired();
3950
3951         if (!ac || !ac->avail)
3952                 return;
3953
3954         if (ac->touched) {
3955                 ac->touched = 0;
3956                 return;
3957         }
3958
3959         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3960         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3961         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3962
3963         slabs_destroy(cachep, &list);
3964 }
3965
3966 /**
3967  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3968  * @w: work descriptor
3969  *
3970  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3971  * Purpose:
3972  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3973  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3974  *
3975  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3976  * again on the next iteration.
3977  */
3978 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3979 {
3980         struct kmem_cache *searchp;
3981         struct kmem_cache_node *n;
3982         int node = numa_mem_id();
3983         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3984
3985         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3986                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3987                 goto out;
3988
3989         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3990                 check_irq_on();
3991
3992                 /*
3993                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3994                  * have established with reasonable certainty that
3995                  * we can do some work if the lock was obtained.
3996                  */
3997                 n = get_node(searchp, node);
3998
3999                 reap_alien(searchp, n);
4000
4001                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
4002
4003                 /*
4004                  * These are racy checks but it does not matter
4005                  * if we skip one check or scan twice.
4006                  */
4007                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4008                         goto next;
4009
4010                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4011
4012                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4013
4014                 if (n->free_touched)
4015                         n->free_touched = 0;
4016                 else {
4017                         int freed;
4018
4019                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4020                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4021                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4022                 }
4023 next:
4024                 cond_resched();
4025         }
4026         check_irq_on();
4027         mutex_unlock(&slab_mutex);
4028         next_reap_node();
4029 out:
4030         /* Set up the next iteration */
4031         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4032                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4033 }
4034
4035 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4036 {
4037         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4038         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4039         unsigned long free_slabs = 0;
4040         int node;
4041         struct kmem_cache_node *n;
4042
4043         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4044                 check_irq_on();
4045                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4046
4047                 total_slabs += n->total_slabs;
4048                 free_slabs += n->free_slabs;
4049                 free_objs += n->free_objects;
4050
4051                 if (n->shared)
4052                         shared_avail += n->shared->avail;
4053
4054                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4055         }
4056         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4057         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4058         active_objs = num_objs - free_objs;
4059
4060         sinfo->active_objs = active_objs;
4061         sinfo->num_objs = num_objs;
4062         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4063         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4064         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4065         sinfo->limit = cachep->limit;
4066         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4067         sinfo->shared = cachep->shared;
4068         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4069         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4070 }
4071
4072 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4073 {
4074 #if STATS
4075         {                       /* node stats */
4076                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4077                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4078                 unsigned long grown = cachep->grown;
4079                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4080                 unsigned long errors = cachep->errors;
4081                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4082                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4083                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4084                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4085
4086                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4087                            allocs, high, grown,
4088                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4089                            node_frees, overflows);
4090         }
4091         /* cpu stats */
4092         {
4093                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4094                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4095                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4096                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4097
4098                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4099                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4100         }
4101 #endif
4102 }
4103
4104 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4105 /**
4106  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4107  * @file: unused
4108  * @buffer: user buffer
4109  * @count: data length
4110  * @ppos: unused
4111  *
4112  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
4113  */
4114 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4115                        size_t count, loff_t *ppos)
4116 {
4117         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4118         int limit, batchcount, shared, res;
4119         struct kmem_cache *cachep;
4120
4121         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4122                 return -EINVAL;
4123         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4124                 return -EFAULT;
4125         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4126
4127         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4128         if (!tmp)
4129                 return -EINVAL;
4130         *tmp = '\0';
4131         tmp++;
4132         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4133                 return -EINVAL;
4134
4135         /* Find the cache in the chain of caches. */
4136         mutex_lock(&slab_mutex);
4137         res = -EINVAL;
4138         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4139                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4140                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4141                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4142                                 res = 0;
4143                         } else {
4144                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4145                                                        batchcount, shared,
4146                                                        GFP_KERNEL);
4147                         }
4148                         break;
4149                 }
4150         }
4151         mutex_unlock(&slab_mutex);
4152         if (res >= 0)
4153                 res = count;
4154         return res;
4155 }
4156
4157 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4158 /*
4159  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4160  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4161  * cache's usercopy region.
4162  *
4163  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4164  * to indicate an error.
4165  */
4166 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4167                          bool to_user)
4168 {
4169         struct kmem_cache *cachep;
4170         unsigned int objnr;
4171         unsigned long offset;
4172
4173         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4174
4175         /* Find and validate object. */
4176         cachep = page->slab_cache;
4177         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4178         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4179
4180         /* Find offset within object. */
4181         offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4182
4183         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4184         if (offset >= cachep->useroffset &&
4185             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4186             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4187                 return;
4188
4189         /*
4190          * If the copy is still within the allocated object, produce
4191          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4192          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4193          * whitelists.
4194          */
4195         if (usercopy_fallback &&
4196             offset <= cachep->object_size &&
4197             n <= cachep->object_size - offset) {
4198                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4199                 return;
4200         }
4201
4202         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4203 }
4204 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4205
4206 /**
4207  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4208  * @objp: Pointer to the object
4209  *
4210  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4211  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4212  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4213  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4214  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4215  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4216  * must not be freed during the duration of the call.
4217  *
4218  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
4219  */
4220 size_t ksize(const void *objp)
4221 {
4222         size_t size;
4223
4224         BUG_ON(!objp);
4225         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4226                 return 0;
4227
4228         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4229         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4230          * so we need to unpoison this area.
4231          */
4232         kasan_unpoison_shadow(objp, size);
4233
4234         return size;
4235 }
4236 EXPORT_SYMBOL(ksize);