Merge git://git.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[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/kfence.h>
104 #include        <linux/cpu.h>
105 #include        <linux/sysctl.h>
106 #include        <linux/module.h>
107 #include        <linux/rcupdate.h>
108 #include        <linux/string.h>
109 #include        <linux/uaccess.h>
110 #include        <linux/nodemask.h>
111 #include        <linux/kmemleak.h>
112 #include        <linux/mempolicy.h>
113 #include        <linux/mutex.h>
114 #include        <linux/fault-inject.h>
115 #include        <linux/rtmutex.h>
116 #include        <linux/reciprocal_div.h>
117 #include        <linux/debugobjects.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119 #include        <linux/prefetch.h>
120 #include        <linux/sched/task_stack.h>
121
122 #include        <net/sock.h>
123
124 #include        <asm/cacheflush.h>
125 #include        <asm/tlbflush.h>
126 #include        <asm/page.h>
127
128 #include <trace/events/kmem.h>
129
130 #include        "internal.h"
131
132 #include        "slab.h"
133
134 /*
135  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
136  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
137  *
138  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
139  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
140  *
141  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
142  */
143
144 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
145 #define DEBUG           1
146 #define STATS           1
147 #define FORCED_DEBUG    1
148 #else
149 #define DEBUG           0
150 #define STATS           0
151 #define FORCED_DEBUG    0
152 #endif
153
154 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
155 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
156 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
157
158 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
159 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
160 #endif
161
162 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
163                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
164
165 #if FREELIST_BYTE_INDEX
166 typedef unsigned char freelist_idx_t;
167 #else
168 typedef unsigned short freelist_idx_t;
169 #endif
170
171 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
172
173 /*
174  * struct array_cache
175  *
176  * Purpose:
177  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
178  * - reduce the number of linked list operations
179  * - reduce spinlock operations
180  *
181  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
182  * footprint.
183  *
184  */
185 struct array_cache {
186         unsigned int avail;
187         unsigned int limit;
188         unsigned int batchcount;
189         unsigned int touched;
190         void *entry[];  /*
191                          * Must have this definition in here for the proper
192                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
193                          * the entries.
194                          */
195 };
196
197 struct alien_cache {
198         spinlock_t lock;
199         struct array_cache ac;
200 };
201
202 /*
203  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
204  */
205 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
206 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
207 #define CACHE_CACHE 0
208 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
209
210 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
211                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
212 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
213                         int node, struct list_head *list);
214 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
215 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
216 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
217
218 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
219                                                 void **list);
220 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
221                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
222                                 void **list);
223 static int slab_early_init = 1;
224
225 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
226
227 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
228 {
229         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
230         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
231         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
232         parent->total_slabs = 0;
233         parent->free_slabs = 0;
234         parent->shared = NULL;
235         parent->alien = NULL;
236         parent->colour_next = 0;
237         spin_lock_init(&parent->list_lock);
238         parent->free_objects = 0;
239         parent->free_touched = 0;
240 }
241
242 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
243         do {                                                            \
244                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
245                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
246         } while (0)
247
248 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
249         do {                                                            \
250         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
251         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
252         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
253         } while (0)
254
255 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
256 #define CFLGS_OFF_SLAB          ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
257 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
258 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
259
260 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
261 /*
262  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
263  * cpucache drain/refill cycles.
264  *
265  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
266  * which could lock up otherwise freeable slabs.
267  */
268 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
269 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
270
271 #if STATS
272 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
273 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
274 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
275 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
276 #define STATS_ADD_REAPED(x, y)  ((x)->reaped += (y))
277 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
280                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
283 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
284 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
285 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
286 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
287         do {                                                            \
288                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
289                         (x)->max_freeable = i;                          \
290         } while (0)
291 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
292 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
293 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
294 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
295 #else
296 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
297 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
299 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
300 #define STATS_ADD_REAPED(x, y)  do { (void)(y); } while (0)
301 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
302 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
303 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
304 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
305 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
306 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
307 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
308 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
309 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
310 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
311 #endif
312
313 #if DEBUG
314
315 /*
316  * memory layout of objects:
317  * 0            : objp
318  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
319  *              the end of an object is aligned with the end of the real
320  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
321  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
322  *              redzone word.
323  * cachep->obj_offset: The real object.
324  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
325  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
326  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
327  */
328 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
329 {
330         return cachep->obj_offset;
331 }
332
333 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
334 {
335         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
336         return (unsigned long long *) (objp + obj_offset(cachep) -
337                                       sizeof(unsigned long long));
338 }
339
340 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
341 {
342         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
343         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
344                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
345                                               sizeof(unsigned long long) -
346                                               REDZONE_ALIGN);
347         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
348                                        sizeof(unsigned long long));
349 }
350
351 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
352 {
353         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
354         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
355 }
356
357 #else
358
359 #define obj_offset(x)                   0
360 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
361 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
362 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
363
364 #endif
365
366 /*
367  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
368  * overridden on the command line.
369  */
370 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
371 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
372 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
373 static bool slab_max_order_set __initdata;
374
375 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
376                                  unsigned int idx)
377 {
378         return page->s_mem + cache->size * idx;
379 }
380
381 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
382 /* internal cache of cache description objs */
383 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
384         .batchcount = 1,
385         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
386         .shared = 1,
387         .size = sizeof(struct kmem_cache),
388         .name = "kmem_cache",
389 };
390
391 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
392
393 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
394 {
395         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
396 }
397
398 /*
399  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
400  */
401 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
402                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
403 {
404         unsigned int num;
405         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
406
407         /*
408          * The slab management structure can be either off the slab or
409          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
410          * slab is used for:
411          *
412          * - @buffer_size bytes for each object
413          * - One freelist_idx_t for each object
414          *
415          * We don't need to consider alignment of freelist because
416          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
417          * at the correct alignment.
418          *
419          * If the slab management structure is off the slab, then the
420          * alignment will already be calculated into the size. Because
421          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
422          * correct alignment when allocated.
423          */
424         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
425                 num = slab_size / buffer_size;
426                 *left_over = slab_size % buffer_size;
427         } else {
428                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
429                 *left_over = slab_size %
430                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
431         }
432
433         return num;
434 }
435
436 #if DEBUG
437 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
438
439 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
440                         char *msg)
441 {
442         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
443                function, cachep->name, msg);
444         dump_stack();
445         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
446 }
447 #endif
448
449 /*
450  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
451  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
452  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
453  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
454  * line
455   */
456
457 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
458 static int __init noaliencache_setup(char *s)
459 {
460         use_alien_caches = 0;
461         return 1;
462 }
463 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
464
465 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
466 {
467         get_option(&str, &slab_max_order);
468         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
469                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
470         slab_max_order_set = true;
471
472         return 1;
473 }
474 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
475
476 #ifdef CONFIG_NUMA
477 /*
478  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
479  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
480  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
481  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
482  */
483 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
484
485 static void init_reap_node(int cpu)
486 {
487         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
488                                                     node_online_map);
489 }
490
491 static void next_reap_node(void)
492 {
493         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
494
495         node = next_node_in(node, node_online_map);
496         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
497 }
498
499 #else
500 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
501 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
502 #endif
503
504 /*
505  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
506  * via the workqueue/eventd.
507  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
508  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
509  * lock.
510  */
511 static void start_cpu_timer(int cpu)
512 {
513         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
514
515         if (reap_work->work.func == NULL) {
516                 init_reap_node(cpu);
517                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
518                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
519                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
520         }
521 }
522
523 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
524 {
525         if (ac) {
526                 ac->avail = 0;
527                 ac->limit = limit;
528                 ac->batchcount = batch;
529                 ac->touched = 0;
530         }
531 }
532
533 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
534                                             int batchcount, gfp_t gfp)
535 {
536         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
537         struct array_cache *ac = NULL;
538
539         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
540         /*
541          * The array_cache structures contain pointers to free object.
542          * However, when such objects are allocated or transferred to another
543          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
544          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
545          * not scan such objects.
546          */
547         kmemleak_no_scan(ac);
548         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
549         return ac;
550 }
551
552 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
553                                         struct page *page, void *objp)
554 {
555         struct kmem_cache_node *n;
556         int page_node;
557         LIST_HEAD(list);
558
559         page_node = page_to_nid(page);
560         n = get_node(cachep, page_node);
561
562         spin_lock(&n->list_lock);
563         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
564         spin_unlock(&n->list_lock);
565
566         slabs_destroy(cachep, &list);
567 }
568
569 /*
570  * Transfer objects in one arraycache to another.
571  * Locking must be handled by the caller.
572  *
573  * Return the number of entries transferred.
574  */
575 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
576                 struct array_cache *from, unsigned int max)
577 {
578         /* Figure out how many entries to transfer */
579         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
580
581         if (!nr)
582                 return 0;
583
584         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail - nr,
585                         sizeof(void *) *nr);
586
587         from->avail -= nr;
588         to->avail += nr;
589         return nr;
590 }
591
592 /* &alien->lock must be held by alien callers. */
593 static __always_inline void __free_one(struct array_cache *ac, void *objp)
594 {
595         /* Avoid trivial double-free. */
596         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
597             WARN_ON_ONCE(ac->avail > 0 && ac->entry[ac->avail - 1] == objp))
598                 return;
599         ac->entry[ac->avail++] = objp;
600 }
601
602 #ifndef CONFIG_NUMA
603
604 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
605 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
606
607 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
608                                                 int limit, gfp_t gfp)
609 {
610         return NULL;
611 }
612
613 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
614 {
615 }
616
617 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
618 {
619         return 0;
620 }
621
622 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
623                 gfp_t flags)
624 {
625         return NULL;
626 }
627
628 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
629                  gfp_t flags, int nodeid)
630 {
631         return NULL;
632 }
633
634 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
635 {
636         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
637 }
638
639 #else   /* CONFIG_NUMA */
640
641 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
642 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
643
644 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
645                                                 int batch, gfp_t gfp)
646 {
647         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
648         struct alien_cache *alc = NULL;
649
650         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
651         if (alc) {
652                 kmemleak_no_scan(alc);
653                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
654                 spin_lock_init(&alc->lock);
655         }
656         return alc;
657 }
658
659 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
660 {
661         struct alien_cache **alc_ptr;
662         int i;
663
664         if (limit > 1)
665                 limit = 12;
666         alc_ptr = kcalloc_node(nr_node_ids, sizeof(void *), gfp, node);
667         if (!alc_ptr)
668                 return NULL;
669
670         for_each_node(i) {
671                 if (i == node || !node_online(i))
672                         continue;
673                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
674                 if (!alc_ptr[i]) {
675                         for (i--; i >= 0; i--)
676                                 kfree(alc_ptr[i]);
677                         kfree(alc_ptr);
678                         return NULL;
679                 }
680         }
681         return alc_ptr;
682 }
683
684 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
685 {
686         int i;
687
688         if (!alc_ptr)
689                 return;
690         for_each_node(i)
691             kfree(alc_ptr[i]);
692         kfree(alc_ptr);
693 }
694
695 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
696                                 struct array_cache *ac, int node,
697                                 struct list_head *list)
698 {
699         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
700
701         if (ac->avail) {
702                 spin_lock(&n->list_lock);
703                 /*
704                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
705                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
706                  * into the free lists and getting them back later.
707                  */
708                 if (n->shared)
709                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
710
711                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
712                 ac->avail = 0;
713                 spin_unlock(&n->list_lock);
714         }
715 }
716
717 /*
718  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
719  */
720 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
721 {
722         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
723
724         if (n->alien) {
725                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
726                 struct array_cache *ac;
727
728                 if (alc) {
729                         ac = &alc->ac;
730                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
731                                 LIST_HEAD(list);
732
733                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
734                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
735                                 slabs_destroy(cachep, &list);
736                         }
737                 }
738         }
739 }
740
741 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
742                                 struct alien_cache **alien)
743 {
744         int i = 0;
745         struct alien_cache *alc;
746         struct array_cache *ac;
747         unsigned long flags;
748
749         for_each_online_node(i) {
750                 alc = alien[i];
751                 if (alc) {
752                         LIST_HEAD(list);
753
754                         ac = &alc->ac;
755                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
756                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
757                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
758                         slabs_destroy(cachep, &list);
759                 }
760         }
761 }
762
763 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
764                                 int node, int page_node)
765 {
766         struct kmem_cache_node *n;
767         struct alien_cache *alien = NULL;
768         struct array_cache *ac;
769         LIST_HEAD(list);
770
771         n = get_node(cachep, node);
772         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
773         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
774                 alien = n->alien[page_node];
775                 ac = &alien->ac;
776                 spin_lock(&alien->lock);
777                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
778                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
779                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
780                 }
781                 __free_one(ac, objp);
782                 spin_unlock(&alien->lock);
783                 slabs_destroy(cachep, &list);
784         } else {
785                 n = get_node(cachep, page_node);
786                 spin_lock(&n->list_lock);
787                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
788                 spin_unlock(&n->list_lock);
789                 slabs_destroy(cachep, &list);
790         }
791         return 1;
792 }
793
794 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
795 {
796         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
797         int node = numa_mem_id();
798         /*
799          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
800          * cache on this cpu.
801          */
802         if (likely(node == page_node))
803                 return 0;
804
805         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
806 }
807
808 /*
809  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
810  * warn about failures.
811  */
812 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
813 {
814         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
815 }
816 #endif
817
818 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
819 {
820         struct kmem_cache_node *n;
821
822         /*
823          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
824          * begin anything. Make sure some other cpu on this
825          * node has not already allocated this
826          */
827         n = get_node(cachep, node);
828         if (n) {
829                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
830                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
831                                 cachep->num;
832                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
833
834                 return 0;
835         }
836
837         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
838         if (!n)
839                 return -ENOMEM;
840
841         kmem_cache_node_init(n);
842         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
843                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
844
845         n->free_limit =
846                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
847
848         /*
849          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
850          * come and go.  slab_mutex is sufficient
851          * protection here.
852          */
853         cachep->node[node] = n;
854
855         return 0;
856 }
857
858 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
859 /*
860  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
861  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
862  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
863  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
864  * already in use.
865  *
866  * Must hold slab_mutex.
867  */
868 static int init_cache_node_node(int node)
869 {
870         int ret;
871         struct kmem_cache *cachep;
872
873         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
874                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
875                 if (ret)
876                         return ret;
877         }
878
879         return 0;
880 }
881 #endif
882
883 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
884                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
885 {
886         int ret = -ENOMEM;
887         struct kmem_cache_node *n;
888         struct array_cache *old_shared = NULL;
889         struct array_cache *new_shared = NULL;
890         struct alien_cache **new_alien = NULL;
891         LIST_HEAD(list);
892
893         if (use_alien_caches) {
894                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
895                 if (!new_alien)
896                         goto fail;
897         }
898
899         if (cachep->shared) {
900                 new_shared = alloc_arraycache(node,
901                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
902                 if (!new_shared)
903                         goto fail;
904         }
905
906         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
907         if (ret)
908                 goto fail;
909
910         n = get_node(cachep, node);
911         spin_lock_irq(&n->list_lock);
912         if (n->shared && force_change) {
913                 free_block(cachep, n->shared->entry,
914                                 n->shared->avail, node, &list);
915                 n->shared->avail = 0;
916         }
917
918         if (!n->shared || force_change) {
919                 old_shared = n->shared;
920                 n->shared = new_shared;
921                 new_shared = NULL;
922         }
923
924         if (!n->alien) {
925                 n->alien = new_alien;
926                 new_alien = NULL;
927         }
928
929         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
930         slabs_destroy(cachep, &list);
931
932         /*
933          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
934          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
935          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
936          * freed after synchronize_rcu().
937          */
938         if (old_shared && force_change)
939                 synchronize_rcu();
940
941 fail:
942         kfree(old_shared);
943         kfree(new_shared);
944         free_alien_cache(new_alien);
945
946         return ret;
947 }
948
949 #ifdef CONFIG_SMP
950
951 static void cpuup_canceled(long cpu)
952 {
953         struct kmem_cache *cachep;
954         struct kmem_cache_node *n = NULL;
955         int node = cpu_to_mem(cpu);
956         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
957
958         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
959                 struct array_cache *nc;
960                 struct array_cache *shared;
961                 struct alien_cache **alien;
962                 LIST_HEAD(list);
963
964                 n = get_node(cachep, node);
965                 if (!n)
966                         continue;
967
968                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
969
970                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
971                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
972
973                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
974                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
975                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
976                 nc->avail = 0;
977
978                 if (!cpumask_empty(mask)) {
979                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
980                         goto free_slab;
981                 }
982
983                 shared = n->shared;
984                 if (shared) {
985                         free_block(cachep, shared->entry,
986                                    shared->avail, node, &list);
987                         n->shared = NULL;
988                 }
989
990                 alien = n->alien;
991                 n->alien = NULL;
992
993                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
994
995                 kfree(shared);
996                 if (alien) {
997                         drain_alien_cache(cachep, alien);
998                         free_alien_cache(alien);
999                 }
1000
1001 free_slab:
1002                 slabs_destroy(cachep, &list);
1003         }
1004         /*
1005          * In the previous loop, all the objects were freed to
1006          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1007          * shrink each nodelist to its limit.
1008          */
1009         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1010                 n = get_node(cachep, node);
1011                 if (!n)
1012                         continue;
1013                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1014         }
1015 }
1016
1017 static int cpuup_prepare(long cpu)
1018 {
1019         struct kmem_cache *cachep;
1020         int node = cpu_to_mem(cpu);
1021         int err;
1022
1023         /*
1024          * We need to do this right in the beginning since
1025          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1026          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1027          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1028          */
1029         err = init_cache_node_node(node);
1030         if (err < 0)
1031                 goto bad;
1032
1033         /*
1034          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1035          * array caches
1036          */
1037         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1038                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1039                 if (err)
1040                         goto bad;
1041         }
1042
1043         return 0;
1044 bad:
1045         cpuup_canceled(cpu);
1046         return -ENOMEM;
1047 }
1048
1049 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1050 {
1051         int err;
1052
1053         mutex_lock(&slab_mutex);
1054         err = cpuup_prepare(cpu);
1055         mutex_unlock(&slab_mutex);
1056         return err;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1061  * offline.
1062  *
1063  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1064  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1065  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1066  * the cpu going down.  The kmem_cache_node structure is usually allocated from
1067  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1068  */
1069 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1070 {
1071         mutex_lock(&slab_mutex);
1072         cpuup_canceled(cpu);
1073         mutex_unlock(&slab_mutex);
1074         return 0;
1075 }
1076 #endif
1077
1078 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1079 {
1080         start_cpu_timer(cpu);
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1085 {
1086         /*
1087          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1088          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1089          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1090          * timer.
1091          */
1092         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1093         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1094         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1099 /*
1100  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1101  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1102  * removed.
1103  *
1104  * Must hold slab_mutex.
1105  */
1106 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1107 {
1108         struct kmem_cache *cachep;
1109         int ret = 0;
1110
1111         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1112                 struct kmem_cache_node *n;
1113
1114                 n = get_node(cachep, node);
1115                 if (!n)
1116                         continue;
1117
1118                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1119
1120                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1121                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1122                         ret = -EBUSY;
1123                         break;
1124                 }
1125         }
1126         return ret;
1127 }
1128
1129 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1130                                         unsigned long action, void *arg)
1131 {
1132         struct memory_notify *mnb = arg;
1133         int ret = 0;
1134         int nid;
1135
1136         nid = mnb->status_change_nid;
1137         if (nid < 0)
1138                 goto out;
1139
1140         switch (action) {
1141         case MEM_GOING_ONLINE:
1142                 mutex_lock(&slab_mutex);
1143                 ret = init_cache_node_node(nid);
1144                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1145                 break;
1146         case MEM_GOING_OFFLINE:
1147                 mutex_lock(&slab_mutex);
1148                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1149                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1150                 break;
1151         case MEM_ONLINE:
1152         case MEM_OFFLINE:
1153         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1154         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1155                 break;
1156         }
1157 out:
1158         return notifier_from_errno(ret);
1159 }
1160 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1161
1162 /*
1163  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1164  */
1165 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1166                                 int nodeid)
1167 {
1168         struct kmem_cache_node *ptr;
1169
1170         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1171         BUG_ON(!ptr);
1172
1173         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1174         /*
1175          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1176          */
1177         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1178
1179         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1180         cachep->node[nodeid] = ptr;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1185  * size of kmem_cache_node.
1186  */
1187 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1188 {
1189         int node;
1190
1191         for_each_online_node(node) {
1192                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1193                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1194                     REAPTIMEOUT_NODE +
1195                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1196         }
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1201  * before smp_init().
1202  */
1203 void __init kmem_cache_init(void)
1204 {
1205         int i;
1206
1207         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1208
1209         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1210                 use_alien_caches = 0;
1211
1212         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1213                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1214
1215         /*
1216          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1217          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1218          * not overridden on the command line.
1219          */
1220         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1221                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1222
1223         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1224          * from caches that do not exist yet:
1225          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1226          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1227          *    kmem_cache is statically allocated.
1228          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1229          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1230          *    array at the end of the bootstrap.
1231          * 2) Create the first kmalloc cache.
1232          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1233          *    An __init data area is used for the head array.
1234          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1235          *    head arrays.
1236          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1237          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1238          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1239          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1240          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1241          */
1242
1243         /* 1) create the kmem_cache */
1244
1245         /*
1246          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1247          */
1248         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1249                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1250                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1251                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1252         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1253         slab_state = PARTIAL;
1254
1255         /*
1256          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1257          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1258          */
1259         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1260                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name[KMALLOC_NORMAL],
1261                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size,
1262                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS, 0,
1263                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size);
1264         slab_state = PARTIAL_NODE;
1265         setup_kmalloc_cache_index_table();
1266
1267         slab_early_init = 0;
1268
1269         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1270         {
1271                 int nid;
1272
1273                 for_each_online_node(nid) {
1274                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1275
1276                         init_list(kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE],
1277                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1278                 }
1279         }
1280
1281         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1282 }
1283
1284 void __init kmem_cache_init_late(void)
1285 {
1286         struct kmem_cache *cachep;
1287
1288         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1289         mutex_lock(&slab_mutex);
1290         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1291                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1292                         BUG();
1293         mutex_unlock(&slab_mutex);
1294
1295         /* Done! */
1296         slab_state = FULL;
1297
1298 #ifdef CONFIG_NUMA
1299         /*
1300          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1301          * node.
1302          */
1303         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1304 #endif
1305
1306         /*
1307          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1308          * of the kernel is not yet operational.
1309          */
1310 }
1311
1312 static int __init cpucache_init(void)
1313 {
1314         int ret;
1315
1316         /*
1317          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1318          */
1319         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1320                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1321         WARN_ON(ret < 0);
1322
1323         return 0;
1324 }
1325 __initcall(cpucache_init);
1326
1327 static noinline void
1328 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1329 {
1330 #if DEBUG
1331         struct kmem_cache_node *n;
1332         unsigned long flags;
1333         int node;
1334         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1335                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1336
1337         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1338                 return;
1339
1340         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1341                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1342         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1343                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1344
1345         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1346                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1347
1348                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1349                 total_slabs = n->total_slabs;
1350                 free_slabs = n->free_slabs;
1351                 free_objs = n->free_objects;
1352                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1353
1354                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1355                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1356                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1357                         total_slabs * cachep->num);
1358         }
1359 #endif
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1364  * kmem_cache_node ->list_lock.
1365  *
1366  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1367  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1368  * would be relatively rare and ignorable.
1369  */
1370 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1371                                                                 int nodeid)
1372 {
1373         struct page *page;
1374
1375         flags |= cachep->allocflags;
1376
1377         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1378         if (!page) {
1379                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1380                 return NULL;
1381         }
1382
1383         account_slab_page(page, cachep->gfporder, cachep, flags);
1384         __SetPageSlab(page);
1385         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1386         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1387                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1388
1389         return page;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Interface to system's page release.
1394  */
1395 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1396 {
1397         int order = cachep->gfporder;
1398
1399         BUG_ON(!PageSlab(page));
1400         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1401         __ClearPageSlab(page);
1402         page_mapcount_reset(page);
1403         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1404         page->slab_cache = NULL;
1405
1406         if (current->reclaim_state)
1407                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += 1 << order;
1408         unaccount_slab_page(page, order, cachep);
1409         __free_pages(page, order);
1410 }
1411
1412 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1413 {
1414         struct kmem_cache *cachep;
1415         struct page *page;
1416
1417         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1418         cachep = page->slab_cache;
1419
1420         kmem_freepages(cachep, page);
1421 }
1422
1423 #if DEBUG
1424 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1425 {
1426         if (debug_pagealloc_enabled_static() && OFF_SLAB(cachep) &&
1427                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1428                 return true;
1429
1430         return false;
1431 }
1432
1433 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1434 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1435 {
1436         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1437                 return;
1438
1439         __kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1440 }
1441
1442 #else
1443 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1444                                 int map) {}
1445
1446 #endif
1447
1448 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1449 {
1450         int size = cachep->object_size;
1451         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1452
1453         memset(addr, val, size);
1454         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1455 }
1456
1457 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1458 {
1459         int i;
1460         unsigned char error = 0;
1461         int bad_count = 0;
1462
1463         pr_err("%03x: ", offset);
1464         for (i = 0; i < limit; i++) {
1465                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1466                         error = data[offset + i];
1467                         bad_count++;
1468                 }
1469         }
1470         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1471                         &data[offset], limit, 1);
1472
1473         if (bad_count == 1) {
1474                 error ^= POISON_FREE;
1475                 if (!(error & (error - 1))) {
1476                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1477 #ifdef CONFIG_X86
1478                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1479 #else
1480                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1481 #endif
1482                 }
1483         }
1484 }
1485 #endif
1486
1487 #if DEBUG
1488
1489 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1490 {
1491         int i, size;
1492         char *realobj;
1493
1494         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1495                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1496                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1497                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1498         }
1499
1500         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1501                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1502         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1503         size = cachep->object_size;
1504         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1505                 int limit;
1506                 limit = 16;
1507                 if (i + limit > size)
1508                         limit = size - i;
1509                 dump_line(realobj, i, limit);
1510         }
1511 }
1512
1513 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1514 {
1515         char *realobj;
1516         int size, i;
1517         int lines = 0;
1518
1519         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1520                 return;
1521
1522         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1523         size = cachep->object_size;
1524
1525         for (i = 0; i < size; i++) {
1526                 char exp = POISON_FREE;
1527                 if (i == size - 1)
1528                         exp = POISON_END;
1529                 if (realobj[i] != exp) {
1530                         int limit;
1531                         /* Mismatch ! */
1532                         /* Print header */
1533                         if (lines == 0) {
1534                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1535                                        print_tainted(), cachep->name,
1536                                        realobj, size);
1537                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1538                         }
1539                         /* Hexdump the affected line */
1540                         i = (i / 16) * 16;
1541                         limit = 16;
1542                         if (i + limit > size)
1543                                 limit = size - i;
1544                         dump_line(realobj, i, limit);
1545                         i += 16;
1546                         lines++;
1547                         /* Limit to 5 lines */
1548                         if (lines > 5)
1549                                 break;
1550                 }
1551         }
1552         if (lines != 0) {
1553                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1554                  * exist:
1555                  */
1556                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1557                 unsigned int objnr;
1558
1559                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1560                 if (objnr) {
1561                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1562                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1563                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1564                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1565                 }
1566                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1567                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1568                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1569                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1570                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1571                 }
1572         }
1573 }
1574 #endif
1575
1576 #if DEBUG
1577 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1578                                                 struct page *page)
1579 {
1580         int i;
1581
1582         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1583                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1584                         POISON_FREE);
1585         }
1586
1587         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1588                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1589
1590                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1591                         check_poison_obj(cachep, objp);
1592                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1593                 }
1594                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1595                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1596                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1597                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1598                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1599                 }
1600         }
1601 }
1602 #else
1603 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1604                                                 struct page *page)
1605 {
1606 }
1607 #endif
1608
1609 /**
1610  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1611  * @cachep: cache pointer being destroyed
1612  * @page: page pointer being destroyed
1613  *
1614  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1615  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1616  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1617  */
1618 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1619 {
1620         void *freelist;
1621
1622         freelist = page->freelist;
1623         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1624         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1625                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1626         else
1627                 kmem_freepages(cachep, page);
1628
1629         /*
1630          * From now on, we don't use freelist
1631          * although actual page can be freed in rcu context
1632          */
1633         if (OFF_SLAB(cachep))
1634                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Update the size of the caches before calling slabs_destroy as it may
1639  * recursively call kfree.
1640  */
1641 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1642 {
1643         struct page *page, *n;
1644
1645         list_for_each_entry_safe(page, n, list, slab_list) {
1646                 list_del(&page->slab_list);
1647                 slab_destroy(cachep, page);
1648         }
1649 }
1650
1651 /**
1652  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1653  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1654  * @size: size of objects to be created in this cache.
1655  * @flags: slab allocation flags
1656  *
1657  * Also calculates the number of objects per slab.
1658  *
1659  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1660  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1661  * towards high-order requests, this should be changed.
1662  *
1663  * Return: number of left-over bytes in a slab
1664  */
1665 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1666                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1667 {
1668         size_t left_over = 0;
1669         int gfporder;
1670
1671         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1672                 unsigned int num;
1673                 size_t remainder;
1674
1675                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1676                 if (!num)
1677                         continue;
1678
1679                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1680                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1681                         break;
1682
1683                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1684                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1685                         size_t freelist_size;
1686
1687                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1688                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1689                         if (!freelist_cache)
1690                                 continue;
1691
1692                         /*
1693                          * Needed to avoid possible looping condition
1694                          * in cache_grow_begin()
1695                          */
1696                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1697                                 continue;
1698
1699                         /* check if off slab has enough benefit */
1700                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1701                                 continue;
1702                 }
1703
1704                 /* Found something acceptable - save it away */
1705                 cachep->num = num;
1706                 cachep->gfporder = gfporder;
1707                 left_over = remainder;
1708
1709                 /*
1710                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1711                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1712                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1713                  */
1714                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1715                         break;
1716
1717                 /*
1718                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1719                  * currently bad for the gfp()s.
1720                  */
1721                 if (gfporder >= slab_max_order)
1722                         break;
1723
1724                 /*
1725                  * Acceptable internal fragmentation?
1726                  */
1727                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1728                         break;
1729         }
1730         return left_over;
1731 }
1732
1733 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1734                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1735 {
1736         int cpu;
1737         size_t size;
1738         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1739
1740         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1741         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1742
1743         if (!cpu_cache)
1744                 return NULL;
1745
1746         for_each_possible_cpu(cpu) {
1747                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1748                                 entries, batchcount);
1749         }
1750
1751         return cpu_cache;
1752 }
1753
1754 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1755 {
1756         if (slab_state >= FULL)
1757                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1758
1759         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1760         if (!cachep->cpu_cache)
1761                 return 1;
1762
1763         if (slab_state == DOWN) {
1764                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1765                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1766         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1767                 /* For kmem_cache_node */
1768                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1769         } else {
1770                 int node;
1771
1772                 for_each_online_node(node) {
1773                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1774                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1775                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1776                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1777                 }
1778         }
1779
1780         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1781                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1782                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1783
1784         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1785         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1786         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1787         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1788         cachep->batchcount = 1;
1789         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1790         return 0;
1791 }
1792
1793 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1794         slab_flags_t flags, const char *name)
1795 {
1796         return flags;
1797 }
1798
1799 struct kmem_cache *
1800 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1801                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1802 {
1803         struct kmem_cache *cachep;
1804
1805         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1806         if (cachep) {
1807                 cachep->refcount++;
1808
1809                 /*
1810                  * Adjust the object sizes so that we clear
1811                  * the complete object on kzalloc.
1812                  */
1813                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1814         }
1815         return cachep;
1816 }
1817
1818 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1819                         size_t size, slab_flags_t flags)
1820 {
1821         size_t left;
1822
1823         cachep->num = 0;
1824
1825         /*
1826          * If slab auto-initialization on free is enabled, store the freelist
1827          * off-slab, so that its contents don't end up in one of the allocated
1828          * objects.
1829          */
1830         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
1831                 return false;
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_static() && (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         ac->avail = 0;
2162         slabs_destroy(cachep, &list);
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 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2257 {
2258         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2259 }
2260
2261 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2262 {
2263         int i;
2264         struct kmem_cache_node *n;
2265
2266         cache_random_seq_destroy(cachep);
2267
2268         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2269
2270         /* NUMA: free the node structures */
2271         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2272                 kfree(n->shared);
2273                 free_alien_cache(n->alien);
2274                 kfree(n);
2275                 cachep->node[i] = NULL;
2276         }
2277 }
2278
2279 /*
2280  * Get the memory for a slab management obj.
2281  *
2282  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2283  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2284  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2285  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2286  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2287  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2288  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2289  *
2290  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2291  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2292  */
2293 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2294                                    struct page *page, int colour_off,
2295                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2296 {
2297         void *freelist;
2298         void *addr = page_address(page);
2299
2300         page->s_mem = addr + colour_off;
2301         page->active = 0;
2302
2303         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2304                 freelist = NULL;
2305         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2306                 /* Slab management obj is off-slab. */
2307                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2308                                               local_flags, nodeid);
2309         } else {
2310                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2311                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2312                                 cachep->freelist_size;
2313         }
2314
2315         return freelist;
2316 }
2317
2318 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2319 {
2320         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2321 }
2322
2323 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2324                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2325 {
2326         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2327 }
2328
2329 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2330 {
2331 #if DEBUG
2332         int i;
2333
2334         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2335                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2336
2337                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2338                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2339
2340                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2341                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2342                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2343                 }
2344                 /*
2345                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2346                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2347                  * They must also be threaded.
2348                  */
2349                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2350                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2351                                                    objp + obj_offset(cachep));
2352                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2353                         kasan_poison_object_data(
2354                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2355                 }
2356
2357                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2358                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2359                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2360                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2361                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2362                 }
2363                 /* need to poison the objs? */
2364                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2365                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2366                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2367                 }
2368         }
2369 #endif
2370 }
2371
2372 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2373 /* Hold information during a freelist initialization */
2374 union freelist_init_state {
2375         struct {
2376                 unsigned int pos;
2377                 unsigned int *list;
2378                 unsigned int count;
2379         };
2380         struct rnd_state rnd_state;
2381 };
2382
2383 /*
2384  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2385  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2386  */
2387 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2388                                 struct kmem_cache *cachep,
2389                                 unsigned int count)
2390 {
2391         bool ret;
2392         unsigned int rand;
2393
2394         /* Use best entropy available to define a random shift */
2395         rand = get_random_int();
2396
2397         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2398         if (!cachep->random_seq) {
2399                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2400                 ret = false;
2401         } else {
2402                 state->list = cachep->random_seq;
2403                 state->count = count;
2404                 state->pos = rand % count;
2405                 ret = true;
2406         }
2407         return ret;
2408 }
2409
2410 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2411 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2412 {
2413         if (state->pos >= state->count)
2414                 state->pos = 0;
2415         return state->list[state->pos++];
2416 }
2417
2418 /* Swap two freelist entries */
2419 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2420 {
2421         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2422                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2427  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2428  */
2429 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2430 {
2431         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2432         union freelist_init_state state;
2433         bool precomputed;
2434
2435         if (count < 2)
2436                 return false;
2437
2438         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2439
2440         /* Take a random entry as the objfreelist */
2441         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2442                 if (!precomputed)
2443                         objfreelist = count - 1;
2444                 else
2445                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2446                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2447                                                 obj_offset(cachep);
2448                 count--;
2449         }
2450
2451         /*
2452          * On early boot, generate the list dynamically.
2453          * Later use a pre-computed list for speed.
2454          */
2455         if (!precomputed) {
2456                 for (i = 0; i < count; i++)
2457                         set_free_obj(page, i, i);
2458
2459                 /* Fisher-Yates shuffle */
2460                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2461                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2462                         rand %= (i + 1);
2463                         swap_free_obj(page, i, rand);
2464                 }
2465         } else {
2466                 for (i = 0; i < count; i++)
2467                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2468         }
2469
2470         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2471                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2472
2473         return true;
2474 }
2475 #else
2476 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2477                                 struct page *page)
2478 {
2479         return false;
2480 }
2481 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2482
2483 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2484                             struct page *page)
2485 {
2486         int i;
2487         void *objp;
2488         bool shuffled;
2489
2490         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2491
2492         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2493         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2494
2495         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2496                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2497                                                 obj_offset(cachep);
2498         }
2499
2500         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2501                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2502                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2503
2504                 /* constructor could break poison info */
2505                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2506                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2507                         cachep->ctor(objp);
2508                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2509                 }
2510
2511                 if (!shuffled)
2512                         set_free_obj(page, i, i);
2513         }
2514 }
2515
2516 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2517 {
2518         void *objp;
2519
2520         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2521         page->active++;
2522
2523         return objp;
2524 }
2525
2526 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2527                         struct page *page, void *objp)
2528 {
2529         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2530 #if DEBUG
2531         unsigned int i;
2532
2533         /* Verify double free bug */
2534         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2535                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2536                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2537                                cachep->name, objp);
2538                         BUG();
2539                 }
2540         }
2541 #endif
2542         page->active--;
2543         if (!page->freelist)
2544                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2545
2546         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2551  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2552  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2553  */
2554 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2555                            void *freelist)
2556 {
2557         page->slab_cache = cache;
2558         page->freelist = freelist;
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2563  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2564  */
2565 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2566                                 gfp_t flags, int nodeid)
2567 {
2568         void *freelist;
2569         size_t offset;
2570         gfp_t local_flags;
2571         int page_node;
2572         struct kmem_cache_node *n;
2573         struct page *page;
2574
2575         /*
2576          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2577          * critical path in kmem_cache_alloc().
2578          */
2579         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2580                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2581
2582         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2583         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2584
2585         check_irq_off();
2586         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2587                 local_irq_enable();
2588
2589         /*
2590          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2591          * 'nodeid'.
2592          */
2593         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2594         if (!page)
2595                 goto failed;
2596
2597         page_node = page_to_nid(page);
2598         n = get_node(cachep, page_node);
2599
2600         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2601         n->colour_next++;
2602         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2603                 n->colour_next = 0;
2604
2605         offset = n->colour_next;
2606         if (offset >= cachep->colour)
2607                 offset = 0;
2608
2609         offset *= cachep->colour_off;
2610
2611         /*
2612          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2613          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2614          * as it should be for slab pages.
2615          */
2616         kasan_poison_slab(page);
2617
2618         /* Get slab management. */
2619         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2620                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2621         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2622                 goto opps1;
2623
2624         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2625
2626         cache_init_objs(cachep, page);
2627
2628         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2629                 local_irq_disable();
2630
2631         return page;
2632
2633 opps1:
2634         kmem_freepages(cachep, page);
2635 failed:
2636         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2637                 local_irq_disable();
2638         return NULL;
2639 }
2640
2641 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2642 {
2643         struct kmem_cache_node *n;
2644         void *list = NULL;
2645
2646         check_irq_off();
2647
2648         if (!page)
2649                 return;
2650
2651         INIT_LIST_HEAD(&page->slab_list);
2652         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2653
2654         spin_lock(&n->list_lock);
2655         n->total_slabs++;
2656         if (!page->active) {
2657                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2658                 n->free_slabs++;
2659         } else
2660                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2661
2662         STATS_INC_GROWN(cachep);
2663         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2664         spin_unlock(&n->list_lock);
2665
2666         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2667 }
2668
2669 #if DEBUG
2670
2671 /*
2672  * Perform extra freeing checks:
2673  * - detect bad pointers.
2674  * - POISON/RED_ZONE checking
2675  */
2676 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2677 {
2678         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2679                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2680                        (unsigned long)objp);
2681                 BUG();
2682         }
2683 }
2684
2685 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2686 {
2687         unsigned long long redzone1, redzone2;
2688
2689         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2690         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2691
2692         /*
2693          * Redzone is ok.
2694          */
2695         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2696                 return;
2697
2698         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2699                 slab_error(cache, "double free detected");
2700         else
2701                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2702
2703         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2704                obj, redzone1, redzone2);
2705 }
2706
2707 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2708                                    unsigned long caller)
2709 {
2710         unsigned int objnr;
2711         struct page *page;
2712
2713         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2714
2715         objp -= obj_offset(cachep);
2716         kfree_debugcheck(objp);
2717         page = virt_to_head_page(objp);
2718
2719         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2720                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2721                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2722                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2723         }
2724         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2725                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2726
2727         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2728
2729         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2730         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2731
2732         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2733                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2734                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2735         }
2736         return objp;
2737 }
2738
2739 #else
2740 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2741 #define cache_free_debugcheck(x, objp, z) (objp)
2742 #endif
2743
2744 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2745                                                 void **list)
2746 {
2747 #if DEBUG
2748         void *next = *list;
2749         void *objp;
2750
2751         while (next) {
2752                 objp = next - obj_offset(cachep);
2753                 next = *(void **)next;
2754                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2755         }
2756 #endif
2757 }
2758
2759 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2760                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2761                                 void **list)
2762 {
2763         /* move slabp to correct slabp list: */
2764         list_del(&page->slab_list);
2765         if (page->active == cachep->num) {
2766                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_full);
2767                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2768 #if DEBUG
2769                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2770                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2771                                 void **objp = page->freelist;
2772
2773                                 *objp = *list;
2774                                 *list = objp;
2775                         }
2776 #endif
2777                         page->freelist = NULL;
2778                 }
2779         } else
2780                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2781 }
2782
2783 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2784 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2785                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2786 {
2787         if (!page)
2788                 return NULL;
2789
2790         if (pfmemalloc)
2791                 return page;
2792
2793         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2794                 return page;
2795
2796         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2797         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2798                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2799                 return page;
2800         }
2801
2802         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2803         list_del(&page->slab_list);
2804         if (!page->active) {
2805                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2806                 n->free_slabs++;
2807         } else
2808                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2809
2810         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, slab_list) {
2811                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2812                         return page;
2813         }
2814
2815         n->free_touched = 1;
2816         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
2817                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2818                         n->free_slabs--;
2819                         return page;
2820                 }
2821         }
2822
2823         return NULL;
2824 }
2825
2826 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2827 {
2828         struct page *page;
2829
2830         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2831         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page,
2832                                         slab_list);
2833         if (!page) {
2834                 n->free_touched = 1;
2835                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2836                                                 slab_list);
2837                 if (page)
2838                         n->free_slabs--;
2839         }
2840
2841         if (sk_memalloc_socks())
2842                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2843
2844         return page;
2845 }
2846
2847 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2848                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2849 {
2850         struct page *page;
2851         void *obj;
2852         void *list = NULL;
2853
2854         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2855                 return NULL;
2856
2857         spin_lock(&n->list_lock);
2858         page = get_first_slab(n, true);
2859         if (!page) {
2860                 spin_unlock(&n->list_lock);
2861                 return NULL;
2862         }
2863
2864         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2865         n->free_objects--;
2866
2867         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2868
2869         spin_unlock(&n->list_lock);
2870         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2871
2872         return obj;
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2877  * or cache_grow_end() for new slab
2878  */
2879 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2880                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2881 {
2882         /*
2883          * There must be at least one object available for
2884          * allocation.
2885          */
2886         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2887
2888         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2889                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2890                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2891                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2892
2893                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2894         }
2895
2896         return batchcount;
2897 }
2898
2899 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2900 {
2901         int batchcount;
2902         struct kmem_cache_node *n;
2903         struct array_cache *ac, *shared;
2904         int node;
2905         void *list = NULL;
2906         struct page *page;
2907
2908         check_irq_off();
2909         node = numa_mem_id();
2910
2911         ac = cpu_cache_get(cachep);
2912         batchcount = ac->batchcount;
2913         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2914                 /*
2915                  * If there was little recent activity on this cache, then
2916                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2917                  * refill bouncing.
2918                  */
2919                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2920         }
2921         n = get_node(cachep, node);
2922
2923         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2924         shared = READ_ONCE(n->shared);
2925         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2926                 goto direct_grow;
2927
2928         spin_lock(&n->list_lock);
2929         shared = READ_ONCE(n->shared);
2930
2931         /* See if we can refill from the shared array */
2932         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
2933                 shared->touched = 1;
2934                 goto alloc_done;
2935         }
2936
2937         while (batchcount > 0) {
2938                 /* Get slab alloc is to come from. */
2939                 page = get_first_slab(n, false);
2940                 if (!page)
2941                         goto must_grow;
2942
2943                 check_spinlock_acquired(cachep);
2944
2945                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2946                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2947         }
2948
2949 must_grow:
2950         n->free_objects -= ac->avail;
2951 alloc_done:
2952         spin_unlock(&n->list_lock);
2953         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2954
2955 direct_grow:
2956         if (unlikely(!ac->avail)) {
2957                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2958                 if (sk_memalloc_socks()) {
2959                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2960
2961                         if (obj)
2962                                 return obj;
2963                 }
2964
2965                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
2966
2967                 /*
2968                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
2969                  * then ac could change.
2970                  */
2971                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2972                 if (!ac->avail && page)
2973                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2974                 cache_grow_end(cachep, page);
2975
2976                 if (!ac->avail)
2977                         return NULL;
2978         }
2979         ac->touched = 1;
2980
2981         return ac->entry[--ac->avail];
2982 }
2983
2984 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2985                                                 gfp_t flags)
2986 {
2987         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2988 }
2989
2990 #if DEBUG
2991 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2992                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2993 {
2994         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2995         if (!objp)
2996                 return objp;
2997         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2998                 check_poison_obj(cachep, objp);
2999                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
3000                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3001         }
3002         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3003                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3004
3005         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3006                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3007                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3008                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3009                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3010                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3011                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3012                 }
3013                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3014                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3015         }
3016
3017         objp += obj_offset(cachep);
3018         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3019                 cachep->ctor(objp);
3020         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3021             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3022                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3023                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3024         }
3025         return objp;
3026 }
3027 #else
3028 #define cache_alloc_debugcheck_after(a, b, objp, d) (objp)
3029 #endif
3030
3031 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3032 {
3033         void *objp;
3034         struct array_cache *ac;
3035
3036         check_irq_off();
3037
3038         ac = cpu_cache_get(cachep);
3039         if (likely(ac->avail)) {
3040                 ac->touched = 1;
3041                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3042
3043                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3044                 goto out;
3045         }
3046
3047         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3048         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3049         /*
3050          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3051          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3052          */
3053         ac = cpu_cache_get(cachep);
3054
3055 out:
3056         /*
3057          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3058          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3059          * treat the array pointers as a reference to the object.
3060          */
3061         if (objp)
3062                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3063         return objp;
3064 }
3065
3066 #ifdef CONFIG_NUMA
3067 /*
3068  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3069  *
3070  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3071  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3072  */
3073 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3074 {
3075         int nid_alloc, nid_here;
3076
3077         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3078                 return NULL;
3079         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3080         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3081                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3082         else if (current->mempolicy)
3083                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3084         if (nid_alloc != nid_here)
3085                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3086         return NULL;
3087 }
3088
3089 /*
3090  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3091  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3092  * available node for available objects. If that fails then we
3093  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3094  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3095  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3096  */
3097 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3098 {
3099         struct zonelist *zonelist;
3100         struct zoneref *z;
3101         struct zone *zone;
3102         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
3103         void *obj = NULL;
3104         struct page *page;
3105         int nid;
3106         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3107
3108         if (flags & __GFP_THISNODE)
3109                 return NULL;
3110
3111 retry_cpuset:
3112         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3113         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3114
3115 retry:
3116         /*
3117          * Look through allowed nodes for objects available
3118          * from existing per node queues.
3119          */
3120         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
3121                 nid = zone_to_nid(zone);
3122
3123                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3124                         get_node(cache, nid) &&
3125                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3126                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3127                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3128                                 if (obj)
3129                                         break;
3130                 }
3131         }
3132
3133         if (!obj) {
3134                 /*
3135                  * This allocation will be performed within the constraints
3136                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3137                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3138                  * set and go into memory reserves if necessary.
3139                  */
3140                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3141                 cache_grow_end(cache, page);
3142                 if (page) {
3143                         nid = page_to_nid(page);
3144                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3145                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3146
3147                         /*
3148                          * Another processor may allocate the objects in
3149                          * the slab since we are not holding any locks.
3150                          */
3151                         if (!obj)
3152                                 goto retry;
3153                 }
3154         }
3155
3156         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3157                 goto retry_cpuset;
3158         return obj;
3159 }
3160
3161 /*
3162  * A interface to enable slab creation on nodeid
3163  */
3164 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3165                                 int nodeid)
3166 {
3167         struct page *page;
3168         struct kmem_cache_node *n;
3169         void *obj = NULL;
3170         void *list = NULL;
3171
3172         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3173         n = get_node(cachep, nodeid);
3174         BUG_ON(!n);
3175
3176         check_irq_off();
3177         spin_lock(&n->list_lock);
3178         page = get_first_slab(n, false);
3179         if (!page)
3180                 goto must_grow;
3181
3182         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3183
3184         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3185         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3186         STATS_SET_HIGH(cachep);
3187
3188         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3189
3190         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3191         n->free_objects--;
3192
3193         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3194
3195         spin_unlock(&n->list_lock);
3196         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3197         return obj;
3198
3199 must_grow:
3200         spin_unlock(&n->list_lock);
3201         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3202         if (page) {
3203                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3204                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3205         }
3206         cache_grow_end(cachep, page);
3207
3208         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3209 }
3210
3211 static __always_inline void *
3212 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid, size_t orig_size,
3213                    unsigned long caller)
3214 {
3215         unsigned long save_flags;
3216         void *ptr;
3217         int slab_node = numa_mem_id();
3218         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3219
3220         flags &= gfp_allowed_mask;
3221         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3222         if (unlikely(!cachep))
3223                 return NULL;
3224
3225         ptr = kfence_alloc(cachep, orig_size, flags);
3226         if (unlikely(ptr))
3227                 goto out_hooks;
3228
3229         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3230         local_irq_save(save_flags);
3231
3232         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3233                 nodeid = slab_node;
3234
3235         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3236                 /* Node not bootstrapped yet */
3237                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3238                 goto out;
3239         }
3240
3241         if (nodeid == slab_node) {
3242                 /*
3243                  * Use the locally cached objects if possible.
3244                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3245                  * to other nodes. It may fail while we still have
3246                  * objects on other nodes available.
3247                  */
3248                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3249                 if (ptr)
3250                         goto out;
3251         }
3252         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3253         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3254   out:
3255         local_irq_restore(save_flags);
3256         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3257
3258         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && ptr)
3259                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3260
3261 out_hooks:
3262         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &ptr);
3263         return ptr;
3264 }
3265
3266 static __always_inline void *
3267 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3268 {
3269         void *objp;
3270
3271         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3272                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3273                 if (objp)
3274                         goto out;
3275         }
3276         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3277
3278         /*
3279          * We may just have run out of memory on the local node.
3280          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3281          */
3282         if (!objp)
3283                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3284
3285   out:
3286         return objp;
3287 }
3288 #else
3289
3290 static __always_inline void *
3291 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3292 {
3293         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3294 }
3295
3296 #endif /* CONFIG_NUMA */
3297
3298 static __always_inline void *
3299 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t orig_size, unsigned long caller)
3300 {
3301         unsigned long save_flags;
3302         void *objp;
3303         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3304
3305         flags &= gfp_allowed_mask;
3306         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3307         if (unlikely(!cachep))
3308                 return NULL;
3309
3310         objp = kfence_alloc(cachep, orig_size, flags);
3311         if (unlikely(objp))
3312                 goto out;
3313
3314         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3315         local_irq_save(save_flags);
3316         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3317         local_irq_restore(save_flags);
3318         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3319         prefetchw(objp);
3320
3321         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && objp)
3322                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3323
3324 out:
3325         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &objp);
3326         return objp;
3327 }
3328
3329 /*
3330  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3331  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3332  */
3333 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3334                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3335 {
3336         int i;
3337         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3338         struct page *page;
3339
3340         n->free_objects += nr_objects;
3341
3342         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3343                 void *objp;
3344                 struct page *page;
3345
3346                 objp = objpp[i];
3347
3348                 page = virt_to_head_page(objp);
3349                 list_del(&page->slab_list);
3350                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3351                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3352                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3353
3354                 /* fixup slab chains */
3355                 if (page->active == 0) {
3356                         list_add(&page->slab_list, &n->slabs_free);
3357                         n->free_slabs++;
3358                 } else {
3359                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3360                          * partial list on free - maximum time for the
3361                          * other objects to be freed, too.
3362                          */
3363                         list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
3364                 }
3365         }
3366
3367         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3368                 n->free_objects -= cachep->num;
3369
3370                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, slab_list);
3371                 list_move(&page->slab_list, list);
3372                 n->free_slabs--;
3373                 n->total_slabs--;
3374         }
3375 }
3376
3377 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3378 {
3379         int batchcount;
3380         struct kmem_cache_node *n;
3381         int node = numa_mem_id();
3382         LIST_HEAD(list);
3383
3384         batchcount = ac->batchcount;
3385
3386         check_irq_off();
3387         n = get_node(cachep, node);
3388         spin_lock(&n->list_lock);
3389         if (n->shared) {
3390                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3391                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3392                 if (max) {
3393                         if (batchcount > max)
3394                                 batchcount = max;
3395                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3396                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3397                         shared_array->avail += batchcount;
3398                         goto free_done;
3399                 }
3400         }
3401
3402         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3403 free_done:
3404 #if STATS
3405         {
3406                 int i = 0;
3407                 struct page *page;
3408
3409                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
3410                         BUG_ON(page->active);
3411
3412                         i++;
3413                 }
3414                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3415         }
3416 #endif
3417         spin_unlock(&n->list_lock);
3418         ac->avail -= batchcount;
3419         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3420         slabs_destroy(cachep, &list);
3421 }
3422
3423 /*
3424  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3425  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3426  */
3427 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3428                                          unsigned long caller)
3429 {
3430         if (is_kfence_address(objp)) {
3431                 kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3432                 __kfence_free(objp);
3433                 return;
3434         }
3435
3436         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
3437                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3438
3439         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3440         if (kasan_slab_free(cachep, objp))
3441                 return;
3442
3443         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
3444         if (!(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3445                 __kcsan_check_access(objp, cachep->object_size,
3446                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
3447
3448         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3449 }
3450
3451 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3452                 unsigned long caller)
3453 {
3454         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3455
3456         check_irq_off();
3457         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3458         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3459         memcg_slab_free_hook(cachep, &objp, 1);
3460
3461         /*
3462          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3463          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3464          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3465          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3466          * the cache.
3467          */
3468         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3469                 return;
3470
3471         if (ac->avail < ac->limit) {
3472                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3473         } else {
3474                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3475                 cache_flusharray(cachep, ac);
3476         }
3477
3478         if (sk_memalloc_socks()) {
3479                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3480
3481                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3482                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3483                         return;
3484                 }
3485         }
3486
3487         __free_one(ac, objp);
3488 }
3489
3490 /**
3491  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3492  * @cachep: The cache to allocate from.
3493  * @flags: See kmalloc().
3494  *
3495  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3496  * if the cache has no available objects.
3497  *
3498  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3499  */
3500 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3501 {
3502         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, cachep->object_size, _RET_IP_);
3503
3504         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3505                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3506
3507         return ret;
3508 }
3509 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3510
3511 static __always_inline void
3512 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3513                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3514 {
3515         size_t i;
3516
3517         for (i = 0; i < size; i++)
3518                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3519 }
3520
3521 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3522                           void **p)
3523 {
3524         size_t i;
3525         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3526
3527         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3528         if (!s)
3529                 return 0;
3530
3531         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3532
3533         local_irq_disable();
3534         for (i = 0; i < size; i++) {
3535                 void *objp = kfence_alloc(s, s->object_size, flags) ?: __do_cache_alloc(s, flags);
3536
3537                 if (unlikely(!objp))
3538                         goto error;
3539                 p[i] = objp;
3540         }
3541         local_irq_enable();
3542
3543         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3544
3545         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3546         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s)))
3547                 for (i = 0; i < size; i++)
3548                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3549
3550         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3551         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3552         return size;
3553 error:
3554         local_irq_enable();
3555         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3556         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3557         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3558         return 0;
3559 }
3560 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3561
3562 #ifdef CONFIG_TRACING
3563 void *
3564 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3565 {
3566         void *ret;
3567
3568         ret = slab_alloc(cachep, flags, size, _RET_IP_);
3569
3570         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3571         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3572                       size, cachep->size, flags);
3573         return ret;
3574 }
3575 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3576 #endif
3577
3578 #ifdef CONFIG_NUMA
3579 /**
3580  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3581  * @cachep: The cache to allocate from.
3582  * @flags: See kmalloc().
3583  * @nodeid: node number of the target node.
3584  *
3585  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3586  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3587  *
3588  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3589  *
3590  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3591  */
3592 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3593 {
3594         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, cachep->object_size, _RET_IP_);
3595
3596         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3597                                     cachep->object_size, cachep->size,
3598                                     flags, nodeid);
3599
3600         return ret;
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3603
3604 #ifdef CONFIG_TRACING
3605 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3606                                   gfp_t flags,
3607                                   int nodeid,
3608                                   size_t size)
3609 {
3610         void *ret;
3611
3612         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, size, _RET_IP_);
3613
3614         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3615         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3616                            size, cachep->size,
3617                            flags, nodeid);
3618         return ret;
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3621 #endif
3622
3623 static __always_inline void *
3624 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3625 {
3626         struct kmem_cache *cachep;
3627         void *ret;
3628
3629         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3630                 return NULL;
3631         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3632         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3633                 return cachep;
3634         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3635         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3636
3637         return ret;
3638 }
3639
3640 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3641 {
3642         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3643 }
3644 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3645
3646 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3647                 int node, unsigned long caller)
3648 {
3649         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3650 }
3651 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3652 #endif /* CONFIG_NUMA */
3653
3654 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
3655 {
3656         struct kmem_cache *cachep;
3657         unsigned int objnr;
3658         void *objp;
3659
3660         kpp->kp_ptr = object;
3661         kpp->kp_page = page;
3662         cachep = page->slab_cache;
3663         kpp->kp_slab_cache = cachep;
3664         objp = object - obj_offset(cachep);
3665         kpp->kp_data_offset = obj_offset(cachep);
3666         page = virt_to_head_page(objp);
3667         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
3668         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr);
3669         kpp->kp_objp = objp;
3670         if (DEBUG && cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3671                 kpp->kp_ret = *dbg_userword(cachep, objp);
3672 }
3673
3674 /**
3675  * __do_kmalloc - allocate memory
3676  * @size: how many bytes of memory are required.
3677  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3678  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3679  *
3680  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3681  */
3682 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3683                                           unsigned long caller)
3684 {
3685         struct kmem_cache *cachep;
3686         void *ret;
3687
3688         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3689                 return NULL;
3690         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3691         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3692                 return cachep;
3693         ret = slab_alloc(cachep, flags, size, caller);
3694
3695         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3696         trace_kmalloc(caller, ret,
3697                       size, cachep->size, flags);
3698
3699         return ret;
3700 }
3701
3702 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3703 {
3704         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3705 }
3706 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3707
3708 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3709 {
3710         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3711 }
3712 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3713
3714 /**
3715  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3716  * @cachep: The cache the allocation was from.
3717  * @objp: The previously allocated object.
3718  *
3719  * Free an object which was previously allocated from this
3720  * cache.
3721  */
3722 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3723 {
3724         unsigned long flags;
3725         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3726         if (!cachep)
3727                 return;
3728
3729         local_irq_save(flags);
3730         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3731         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3732                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3733         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3734         local_irq_restore(flags);
3735
3736         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp, cachep->name);
3737 }
3738 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3739
3740 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3741 {
3742         struct kmem_cache *s;
3743         size_t i;
3744
3745         local_irq_disable();
3746         for (i = 0; i < size; i++) {
3747                 void *objp = p[i];
3748
3749                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3750                         s = virt_to_cache(objp);
3751                 else
3752                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3753                 if (!s)
3754                         continue;
3755
3756                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3757                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3758                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3759
3760                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3761         }
3762         local_irq_enable();
3763
3764         /* FIXME: add tracing */
3765 }
3766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3767
3768 /**
3769  * kfree - free previously allocated memory
3770  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3771  *
3772  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3773  *
3774  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3775  * or you will run into trouble.
3776  */
3777 void kfree(const void *objp)
3778 {
3779         struct kmem_cache *c;
3780         unsigned long flags;
3781
3782         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3783
3784         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3785                 return;
3786         local_irq_save(flags);
3787         kfree_debugcheck(objp);
3788         c = virt_to_cache(objp);
3789         if (!c) {
3790                 local_irq_restore(flags);
3791                 return;
3792         }
3793         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3794
3795         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3796         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3797         local_irq_restore(flags);
3798 }
3799 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3800
3801 /*
3802  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3803  */
3804 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3805 {
3806         int ret;
3807         int node;
3808         struct kmem_cache_node *n;
3809
3810         for_each_online_node(node) {
3811                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3812                 if (ret)
3813                         goto fail;
3814
3815         }
3816
3817         return 0;
3818
3819 fail:
3820         if (!cachep->list.next) {
3821                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3822                 node--;
3823                 while (node >= 0) {
3824                         n = get_node(cachep, node);
3825                         if (n) {
3826                                 kfree(n->shared);
3827                                 free_alien_cache(n->alien);
3828                                 kfree(n);
3829                                 cachep->node[node] = NULL;
3830                         }
3831                         node--;
3832                 }
3833         }
3834         return -ENOMEM;
3835 }
3836
3837 /* Always called with the slab_mutex held */
3838 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3839                             int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3840 {
3841         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3842         int cpu;
3843
3844         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3845         if (!cpu_cache)
3846                 return -ENOMEM;
3847
3848         prev = cachep->cpu_cache;
3849         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3850         /*
3851          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3852          * cpus, so skip the IPIs.
3853          */
3854         if (prev)
3855                 kick_all_cpus_sync();
3856
3857         check_irq_on();
3858         cachep->batchcount = batchcount;
3859         cachep->limit = limit;
3860         cachep->shared = shared;
3861
3862         if (!prev)
3863                 goto setup_node;
3864
3865         for_each_online_cpu(cpu) {
3866                 LIST_HEAD(list);
3867                 int node;
3868                 struct kmem_cache_node *n;
3869                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3870
3871                 node = cpu_to_mem(cpu);
3872                 n = get_node(cachep, node);
3873                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3874                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3875                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3876                 slabs_destroy(cachep, &list);
3877         }
3878         free_percpu(prev);
3879
3880 setup_node:
3881         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3882 }
3883
3884 /* Called with slab_mutex held always */
3885 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3886 {
3887         int err;
3888         int limit = 0;
3889         int shared = 0;
3890         int batchcount = 0;
3891
3892         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3893         if (err)
3894                 goto end;
3895
3896         if (limit && shared && batchcount)
3897                 goto skip_setup;
3898         /*
3899          * The head array serves three purposes:
3900          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3901          * - reduce the number of spinlock operations.
3902          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3903          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3904          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3905          * Bonwick.
3906          */
3907         if (cachep->size > 131072)
3908                 limit = 1;
3909         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3910                 limit = 8;
3911         else if (cachep->size > 1024)
3912                 limit = 24;
3913         else if (cachep->size > 256)
3914                 limit = 54;
3915         else
3916                 limit = 120;
3917
3918         /*
3919          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3920          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3921          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3922          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3923          * replaces Bonwick's magazine layer.
3924          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3925          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3926          */
3927         shared = 0;
3928         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3929                 shared = 8;
3930
3931 #if DEBUG
3932         /*
3933          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3934          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3935          */
3936         if (limit > 32)
3937                 limit = 32;
3938 #endif
3939         batchcount = (limit + 1) / 2;
3940 skip_setup:
3941         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3942 end:
3943         if (err)
3944                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3945                        cachep->name, -err);
3946         return err;
3947 }
3948
3949 /*
3950  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3951  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3952  * if drain_array() is used on the shared array.
3953  */
3954 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3955                          struct array_cache *ac, int node)
3956 {
3957         LIST_HEAD(list);
3958
3959         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3960         check_mutex_acquired();
3961
3962         if (!ac || !ac->avail)
3963                 return;
3964
3965         if (ac->touched) {
3966                 ac->touched = 0;
3967                 return;
3968         }
3969
3970         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3971         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3972         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3973
3974         slabs_destroy(cachep, &list);
3975 }
3976
3977 /**
3978  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3979  * @w: work descriptor
3980  *
3981  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3982  * Purpose:
3983  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3984  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3985  *
3986  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3987  * again on the next iteration.
3988  */
3989 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3990 {
3991         struct kmem_cache *searchp;
3992         struct kmem_cache_node *n;
3993         int node = numa_mem_id();
3994         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3995
3996         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3997                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3998                 goto out;
3999
4000         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4001                 check_irq_on();
4002
4003                 /*
4004                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4005                  * have established with reasonable certainty that
4006                  * we can do some work if the lock was obtained.
4007                  */
4008                 n = get_node(searchp, node);
4009
4010                 reap_alien(searchp, n);
4011
4012                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
4013
4014                 /*
4015                  * These are racy checks but it does not matter
4016                  * if we skip one check or scan twice.
4017                  */
4018                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4019                         goto next;
4020
4021                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4022
4023                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4024
4025                 if (n->free_touched)
4026                         n->free_touched = 0;
4027                 else {
4028                         int freed;
4029
4030                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4031                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4032                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4033                 }
4034 next:
4035                 cond_resched();
4036         }
4037         check_irq_on();
4038         mutex_unlock(&slab_mutex);
4039         next_reap_node();
4040 out:
4041         /* Set up the next iteration */
4042         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4043                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4044 }
4045
4046 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4047 {
4048         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4049         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4050         unsigned long free_slabs = 0;
4051         int node;
4052         struct kmem_cache_node *n;
4053
4054         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4055                 check_irq_on();
4056                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4057
4058                 total_slabs += n->total_slabs;
4059                 free_slabs += n->free_slabs;
4060                 free_objs += n->free_objects;
4061
4062                 if (n->shared)
4063                         shared_avail += n->shared->avail;
4064
4065                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4066         }
4067         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4068         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4069         active_objs = num_objs - free_objs;
4070
4071         sinfo->active_objs = active_objs;
4072         sinfo->num_objs = num_objs;
4073         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4074         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4075         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4076         sinfo->limit = cachep->limit;
4077         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4078         sinfo->shared = cachep->shared;
4079         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4080         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4081 }
4082
4083 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4084 {
4085 #if STATS
4086         {                       /* node stats */
4087                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4088                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4089                 unsigned long grown = cachep->grown;
4090                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4091                 unsigned long errors = cachep->errors;
4092                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4093                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4094                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4095                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4096
4097                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4098                            allocs, high, grown,
4099                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4100                            node_frees, overflows);
4101         }
4102         /* cpu stats */
4103         {
4104                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4105                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4106                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4107                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4108
4109                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4110                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4111         }
4112 #endif
4113 }
4114
4115 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4116 /**
4117  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4118  * @file: unused
4119  * @buffer: user buffer
4120  * @count: data length
4121  * @ppos: unused
4122  *
4123  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
4124  */
4125 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4126                        size_t count, loff_t *ppos)
4127 {
4128         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4129         int limit, batchcount, shared, res;
4130         struct kmem_cache *cachep;
4131
4132         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4133                 return -EINVAL;
4134         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4135                 return -EFAULT;
4136         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4137
4138         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4139         if (!tmp)
4140                 return -EINVAL;
4141         *tmp = '\0';
4142         tmp++;
4143         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4144                 return -EINVAL;
4145
4146         /* Find the cache in the chain of caches. */
4147         mutex_lock(&slab_mutex);
4148         res = -EINVAL;
4149         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4150                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4151                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4152                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4153                                 res = 0;
4154                         } else {
4155                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4156                                                        batchcount, shared,
4157                                                        GFP_KERNEL);
4158                         }
4159                         break;
4160                 }
4161         }
4162         mutex_unlock(&slab_mutex);
4163         if (res >= 0)
4164                 res = count;
4165         return res;
4166 }
4167
4168 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4169 /*
4170  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4171  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4172  * cache's usercopy region.
4173  *
4174  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4175  * to indicate an error.
4176  */
4177 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4178                          bool to_user)
4179 {
4180         struct kmem_cache *cachep;
4181         unsigned int objnr;
4182         unsigned long offset;
4183
4184         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4185
4186         /* Find and validate object. */
4187         cachep = page->slab_cache;
4188         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4189         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4190
4191         /* Find offset within object. */
4192         if (is_kfence_address(ptr))
4193                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4194         else
4195                 offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4196
4197         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4198         if (offset >= cachep->useroffset &&
4199             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4200             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4201                 return;
4202
4203         /*
4204          * If the copy is still within the allocated object, produce
4205          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4206          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4207          * whitelists.
4208          */
4209         if (usercopy_fallback &&
4210             offset <= cachep->object_size &&
4211             n <= cachep->object_size - offset) {
4212                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4213                 return;
4214         }
4215
4216         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4217 }
4218 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4219
4220 /**
4221  * __ksize -- Uninstrumented ksize.
4222  * @objp: pointer to the object
4223  *
4224  * Unlike ksize(), __ksize() is uninstrumented, and does not provide the same
4225  * safety checks as ksize() with KASAN instrumentation enabled.
4226  *
4227  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
4228  */
4229 size_t __ksize(const void *objp)
4230 {
4231         struct kmem_cache *c;
4232         size_t size;
4233
4234         BUG_ON(!objp);
4235         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4236                 return 0;
4237
4238         c = virt_to_cache(objp);
4239         size = c ? c->object_size : 0;
4240
4241         return size;
4242 }
4243 EXPORT_SYMBOL(__ksize);