Merge branch 'work.misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slab.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/mm/slab.c
4  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
5  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
6  *
7  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
8  *
9  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
10  *      (c) 2000 Manfred Spraul
11  *
12  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
13  *      (c) 2002 Manfred Spraul
14  *
15  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
16  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
17  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
18  * or with a little more detail in;
19  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
20  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
21  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
22  *
23  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
24  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
25  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
26  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
27  * initialized objects.
28  *
29  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
30  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
31  * kmem_cache_free.
32  *
33  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
34  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
35  * cache for that memory type.
36  *
37  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
38  *   full slabs with 0 free objects
39  *   partial slabs
40  *   empty slabs with no allocated objects
41  *
42  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
43  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
44  *
45  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
46  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
47  *
48  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
49  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
50  * of the entries in the array are given back into the global cache.
51  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
52  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
53  *
54  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
55  * it's changed with a smp_call_function().
56  *
57  * SMP synchronization:
58  *  constructors and destructors are called without any locking.
59  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
60  *      are accessed without any locking.
61  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
62  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
63  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
64  *
65  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
66  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
67  * his patch.
68  *
69  * Further notes from the original documentation:
70  *
71  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
72  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
73  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
74  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
75  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
76  *
77  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
78  *
79  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
80  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
81  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
82  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
83  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
84  *
85  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
86  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
87  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
88  */
89
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119 #include        <linux/sched/task_stack.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 #include        "slab.h"
132
133 /*
134  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
135  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
136  *
137  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
138  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
139  *
140  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
141  */
142
143 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
144 #define DEBUG           1
145 #define STATS           1
146 #define FORCED_DEBUG    1
147 #else
148 #define DEBUG           0
149 #define STATS           0
150 #define FORCED_DEBUG    0
151 #endif
152
153 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
154 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
155 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
156
157 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
158 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
159 #endif
160
161 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
162                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
163
164 #if FREELIST_BYTE_INDEX
165 typedef unsigned char freelist_idx_t;
166 #else
167 typedef unsigned short freelist_idx_t;
168 #endif
169
170 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
171
172 /*
173  * struct array_cache
174  *
175  * Purpose:
176  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
177  * - reduce the number of linked list operations
178  * - reduce spinlock operations
179  *
180  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
181  * footprint.
182  *
183  */
184 struct array_cache {
185         unsigned int avail;
186         unsigned int limit;
187         unsigned int batchcount;
188         unsigned int touched;
189         void *entry[];  /*
190                          * Must have this definition in here for the proper
191                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
192                          * the entries.
193                          */
194 };
195
196 struct alien_cache {
197         spinlock_t lock;
198         struct array_cache ac;
199 };
200
201 /*
202  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
203  */
204 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
205 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
206 #define CACHE_CACHE 0
207 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
208
209 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
210                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
211 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
212                         int node, struct list_head *list);
213 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
214 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
215 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
216
217 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
218                                                 void **list);
219 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
220                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
221                                 void **list);
222 static int slab_early_init = 1;
223
224 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
225
226 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
227 {
228         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
229         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
230         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
231         parent->total_slabs = 0;
232         parent->free_slabs = 0;
233         parent->shared = NULL;
234         parent->alien = NULL;
235         parent->colour_next = 0;
236         spin_lock_init(&parent->list_lock);
237         parent->free_objects = 0;
238         parent->free_touched = 0;
239 }
240
241 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
242         do {                                                            \
243                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
244                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
245         } while (0)
246
247 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
248         do {                                                            \
249         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
250         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
251         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
252         } while (0)
253
254 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
255 #define CFLGS_OFF_SLAB          ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
256 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
257 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
258
259 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
260 /*
261  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
262  * cpucache drain/refill cycles.
263  *
264  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
265  * which could lock up otherwise freeable slabs.
266  */
267 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
268 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
269
270 #if STATS
271 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
272 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
273 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
274 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
275 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
276 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
277         do {                                                            \
278                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
279                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
280         } while (0)
281 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
282 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
283 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
284 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
285 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
286         do {                                                            \
287                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
288                         (x)->max_freeable = i;                          \
289         } while (0)
290 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
291 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
292 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
293 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
294 #else
295 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
296 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
297 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
298 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
299 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
300 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
301 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
302 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
303 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
304 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
305 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
306 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
307 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
308 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
309 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
310 #endif
311
312 #if DEBUG
313
314 /*
315  * memory layout of objects:
316  * 0            : objp
317  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
318  *              the end of an object is aligned with the end of the real
319  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
320  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
321  *              redzone word.
322  * cachep->obj_offset: The real object.
323  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
324  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
325  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
326  */
327 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
328 {
329         return cachep->obj_offset;
330 }
331
332 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
333 {
334         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
335         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
336                                       sizeof(unsigned long long));
337 }
338
339 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
340 {
341         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
342         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
343                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
344                                               sizeof(unsigned long long) -
345                                               REDZONE_ALIGN);
346         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
347                                        sizeof(unsigned long long));
348 }
349
350 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
351 {
352         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
353         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
354 }
355
356 #else
357
358 #define obj_offset(x)                   0
359 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
360 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
361 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
362
363 #endif
364
365 /*
366  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
367  * overridden on the command line.
368  */
369 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
370 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
371 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
372 static bool slab_max_order_set __initdata;
373
374 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
375                                  unsigned int idx)
376 {
377         return page->s_mem + cache->size * idx;
378 }
379
380 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
381 /* internal cache of cache description objs */
382 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
383         .batchcount = 1,
384         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
385         .shared = 1,
386         .size = sizeof(struct kmem_cache),
387         .name = "kmem_cache",
388 };
389
390 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
391
392 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
393 {
394         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
395 }
396
397 /*
398  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
399  */
400 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
401                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
402 {
403         unsigned int num;
404         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
405
406         /*
407          * The slab management structure can be either off the slab or
408          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
409          * slab is used for:
410          *
411          * - @buffer_size bytes for each object
412          * - One freelist_idx_t for each object
413          *
414          * We don't need to consider alignment of freelist because
415          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
416          * at the correct alignment.
417          *
418          * If the slab management structure is off the slab, then the
419          * alignment will already be calculated into the size. Because
420          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
421          * correct alignment when allocated.
422          */
423         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
424                 num = slab_size / buffer_size;
425                 *left_over = slab_size % buffer_size;
426         } else {
427                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
428                 *left_over = slab_size %
429                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
430         }
431
432         return num;
433 }
434
435 #if DEBUG
436 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
437
438 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
439                         char *msg)
440 {
441         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
442                function, cachep->name, msg);
443         dump_stack();
444         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
445 }
446 #endif
447
448 /*
449  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
450  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
451  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
452  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
453  * line
454   */
455
456 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
457 static int __init noaliencache_setup(char *s)
458 {
459         use_alien_caches = 0;
460         return 1;
461 }
462 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
463
464 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
465 {
466         get_option(&str, &slab_max_order);
467         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
468                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
469         slab_max_order_set = true;
470
471         return 1;
472 }
473 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
474
475 #ifdef CONFIG_NUMA
476 /*
477  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
478  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
479  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
480  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
481  */
482 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
483
484 static void init_reap_node(int cpu)
485 {
486         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
487                                                     node_online_map);
488 }
489
490 static void next_reap_node(void)
491 {
492         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
493
494         node = next_node_in(node, node_online_map);
495         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
496 }
497
498 #else
499 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
500 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
501 #endif
502
503 /*
504  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
505  * via the workqueue/eventd.
506  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
507  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
508  * lock.
509  */
510 static void start_cpu_timer(int cpu)
511 {
512         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
513
514         if (reap_work->work.func == NULL) {
515                 init_reap_node(cpu);
516                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
517                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
518                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
519         }
520 }
521
522 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
523 {
524         if (ac) {
525                 ac->avail = 0;
526                 ac->limit = limit;
527                 ac->batchcount = batch;
528                 ac->touched = 0;
529         }
530 }
531
532 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
533                                             int batchcount, gfp_t gfp)
534 {
535         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
536         struct array_cache *ac = NULL;
537
538         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
539         /*
540          * The array_cache structures contain pointers to free object.
541          * However, when such objects are allocated or transferred to another
542          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
543          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
544          * not scan such objects.
545          */
546         kmemleak_no_scan(ac);
547         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
548         return ac;
549 }
550
551 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
552                                         struct page *page, void *objp)
553 {
554         struct kmem_cache_node *n;
555         int page_node;
556         LIST_HEAD(list);
557
558         page_node = page_to_nid(page);
559         n = get_node(cachep, page_node);
560
561         spin_lock(&n->list_lock);
562         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
563         spin_unlock(&n->list_lock);
564
565         slabs_destroy(cachep, &list);
566 }
567
568 /*
569  * Transfer objects in one arraycache to another.
570  * Locking must be handled by the caller.
571  *
572  * Return the number of entries transferred.
573  */
574 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
575                 struct array_cache *from, unsigned int max)
576 {
577         /* Figure out how many entries to transfer */
578         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
579
580         if (!nr)
581                 return 0;
582
583         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
584                         sizeof(void *) *nr);
585
586         from->avail -= nr;
587         to->avail += nr;
588         return nr;
589 }
590
591 /* &alien->lock must be held by alien callers. */
592 static __always_inline void __free_one(struct array_cache *ac, void *objp)
593 {
594         /* Avoid trivial double-free. */
595         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
596             WARN_ON_ONCE(ac->avail > 0 && ac->entry[ac->avail - 1] == objp))
597                 return;
598         ac->entry[ac->avail++] = objp;
599 }
600
601 #ifndef CONFIG_NUMA
602
603 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
604 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
605
606 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
607                                                 int limit, gfp_t gfp)
608 {
609         return NULL;
610 }
611
612 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
613 {
614 }
615
616 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
617 {
618         return 0;
619 }
620
621 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
622                 gfp_t flags)
623 {
624         return NULL;
625 }
626
627 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
628                  gfp_t flags, int nodeid)
629 {
630         return NULL;
631 }
632
633 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
634 {
635         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
636 }
637
638 #else   /* CONFIG_NUMA */
639
640 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
641 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
642
643 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
644                                                 int batch, gfp_t gfp)
645 {
646         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
647         struct alien_cache *alc = NULL;
648
649         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
650         if (alc) {
651                 kmemleak_no_scan(alc);
652                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
653                 spin_lock_init(&alc->lock);
654         }
655         return alc;
656 }
657
658 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
659 {
660         struct alien_cache **alc_ptr;
661         int i;
662
663         if (limit > 1)
664                 limit = 12;
665         alc_ptr = kcalloc_node(nr_node_ids, sizeof(void *), gfp, node);
666         if (!alc_ptr)
667                 return NULL;
668
669         for_each_node(i) {
670                 if (i == node || !node_online(i))
671                         continue;
672                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
673                 if (!alc_ptr[i]) {
674                         for (i--; i >= 0; i--)
675                                 kfree(alc_ptr[i]);
676                         kfree(alc_ptr);
677                         return NULL;
678                 }
679         }
680         return alc_ptr;
681 }
682
683 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
684 {
685         int i;
686
687         if (!alc_ptr)
688                 return;
689         for_each_node(i)
690             kfree(alc_ptr[i]);
691         kfree(alc_ptr);
692 }
693
694 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
695                                 struct array_cache *ac, int node,
696                                 struct list_head *list)
697 {
698         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
699
700         if (ac->avail) {
701                 spin_lock(&n->list_lock);
702                 /*
703                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
704                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
705                  * into the free lists and getting them back later.
706                  */
707                 if (n->shared)
708                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
709
710                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
711                 ac->avail = 0;
712                 spin_unlock(&n->list_lock);
713         }
714 }
715
716 /*
717  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
718  */
719 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
720 {
721         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
722
723         if (n->alien) {
724                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
725                 struct array_cache *ac;
726
727                 if (alc) {
728                         ac = &alc->ac;
729                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
730                                 LIST_HEAD(list);
731
732                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
733                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
734                                 slabs_destroy(cachep, &list);
735                         }
736                 }
737         }
738 }
739
740 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
741                                 struct alien_cache **alien)
742 {
743         int i = 0;
744         struct alien_cache *alc;
745         struct array_cache *ac;
746         unsigned long flags;
747
748         for_each_online_node(i) {
749                 alc = alien[i];
750                 if (alc) {
751                         LIST_HEAD(list);
752
753                         ac = &alc->ac;
754                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
755                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
756                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
757                         slabs_destroy(cachep, &list);
758                 }
759         }
760 }
761
762 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
763                                 int node, int page_node)
764 {
765         struct kmem_cache_node *n;
766         struct alien_cache *alien = NULL;
767         struct array_cache *ac;
768         LIST_HEAD(list);
769
770         n = get_node(cachep, node);
771         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
772         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
773                 alien = n->alien[page_node];
774                 ac = &alien->ac;
775                 spin_lock(&alien->lock);
776                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
777                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
778                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
779                 }
780                 __free_one(ac, objp);
781                 spin_unlock(&alien->lock);
782                 slabs_destroy(cachep, &list);
783         } else {
784                 n = get_node(cachep, page_node);
785                 spin_lock(&n->list_lock);
786                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
787                 spin_unlock(&n->list_lock);
788                 slabs_destroy(cachep, &list);
789         }
790         return 1;
791 }
792
793 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
794 {
795         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
796         int node = numa_mem_id();
797         /*
798          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
799          * cache on this cpu.
800          */
801         if (likely(node == page_node))
802                 return 0;
803
804         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
805 }
806
807 /*
808  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
809  * warn about failures.
810  */
811 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
812 {
813         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
814 }
815 #endif
816
817 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
818 {
819         struct kmem_cache_node *n;
820
821         /*
822          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
823          * begin anything. Make sure some other cpu on this
824          * node has not already allocated this
825          */
826         n = get_node(cachep, node);
827         if (n) {
828                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
829                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
830                                 cachep->num;
831                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
832
833                 return 0;
834         }
835
836         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
837         if (!n)
838                 return -ENOMEM;
839
840         kmem_cache_node_init(n);
841         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
842                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
843
844         n->free_limit =
845                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
846
847         /*
848          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
849          * come and go.  slab_mutex is sufficient
850          * protection here.
851          */
852         cachep->node[node] = n;
853
854         return 0;
855 }
856
857 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
858 /*
859  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
860  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
861  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
862  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
863  * already in use.
864  *
865  * Must hold slab_mutex.
866  */
867 static int init_cache_node_node(int node)
868 {
869         int ret;
870         struct kmem_cache *cachep;
871
872         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
873                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
874                 if (ret)
875                         return ret;
876         }
877
878         return 0;
879 }
880 #endif
881
882 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
883                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
884 {
885         int ret = -ENOMEM;
886         struct kmem_cache_node *n;
887         struct array_cache *old_shared = NULL;
888         struct array_cache *new_shared = NULL;
889         struct alien_cache **new_alien = NULL;
890         LIST_HEAD(list);
891
892         if (use_alien_caches) {
893                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
894                 if (!new_alien)
895                         goto fail;
896         }
897
898         if (cachep->shared) {
899                 new_shared = alloc_arraycache(node,
900                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
901                 if (!new_shared)
902                         goto fail;
903         }
904
905         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
906         if (ret)
907                 goto fail;
908
909         n = get_node(cachep, node);
910         spin_lock_irq(&n->list_lock);
911         if (n->shared && force_change) {
912                 free_block(cachep, n->shared->entry,
913                                 n->shared->avail, node, &list);
914                 n->shared->avail = 0;
915         }
916
917         if (!n->shared || force_change) {
918                 old_shared = n->shared;
919                 n->shared = new_shared;
920                 new_shared = NULL;
921         }
922
923         if (!n->alien) {
924                 n->alien = new_alien;
925                 new_alien = NULL;
926         }
927
928         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
929         slabs_destroy(cachep, &list);
930
931         /*
932          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
933          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
934          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
935          * freed after synchronize_rcu().
936          */
937         if (old_shared && force_change)
938                 synchronize_rcu();
939
940 fail:
941         kfree(old_shared);
942         kfree(new_shared);
943         free_alien_cache(new_alien);
944
945         return ret;
946 }
947
948 #ifdef CONFIG_SMP
949
950 static void cpuup_canceled(long cpu)
951 {
952         struct kmem_cache *cachep;
953         struct kmem_cache_node *n = NULL;
954         int node = cpu_to_mem(cpu);
955         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
956
957         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
958                 struct array_cache *nc;
959                 struct array_cache *shared;
960                 struct alien_cache **alien;
961                 LIST_HEAD(list);
962
963                 n = get_node(cachep, node);
964                 if (!n)
965                         continue;
966
967                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
968
969                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
970                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
971
972                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
973                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
974                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
975                 nc->avail = 0;
976
977                 if (!cpumask_empty(mask)) {
978                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
979                         goto free_slab;
980                 }
981
982                 shared = n->shared;
983                 if (shared) {
984                         free_block(cachep, shared->entry,
985                                    shared->avail, node, &list);
986                         n->shared = NULL;
987                 }
988
989                 alien = n->alien;
990                 n->alien = NULL;
991
992                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
993
994                 kfree(shared);
995                 if (alien) {
996                         drain_alien_cache(cachep, alien);
997                         free_alien_cache(alien);
998                 }
999
1000 free_slab:
1001                 slabs_destroy(cachep, &list);
1002         }
1003         /*
1004          * In the previous loop, all the objects were freed to
1005          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1006          * shrink each nodelist to its limit.
1007          */
1008         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1009                 n = get_node(cachep, node);
1010                 if (!n)
1011                         continue;
1012                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1013         }
1014 }
1015
1016 static int cpuup_prepare(long cpu)
1017 {
1018         struct kmem_cache *cachep;
1019         int node = cpu_to_mem(cpu);
1020         int err;
1021
1022         /*
1023          * We need to do this right in the beginning since
1024          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1025          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1026          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1027          */
1028         err = init_cache_node_node(node);
1029         if (err < 0)
1030                 goto bad;
1031
1032         /*
1033          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1034          * array caches
1035          */
1036         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1037                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1038                 if (err)
1039                         goto bad;
1040         }
1041
1042         return 0;
1043 bad:
1044         cpuup_canceled(cpu);
1045         return -ENOMEM;
1046 }
1047
1048 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1049 {
1050         int err;
1051
1052         mutex_lock(&slab_mutex);
1053         err = cpuup_prepare(cpu);
1054         mutex_unlock(&slab_mutex);
1055         return err;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1060  * offline.
1061  *
1062  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1063  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1064  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1065  * the cpu going down.  The kmem_cache_node structure is usually allocated from
1066  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1067  */
1068 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1069 {
1070         mutex_lock(&slab_mutex);
1071         cpuup_canceled(cpu);
1072         mutex_unlock(&slab_mutex);
1073         return 0;
1074 }
1075 #endif
1076
1077 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1078 {
1079         start_cpu_timer(cpu);
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1084 {
1085         /*
1086          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1087          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1088          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1089          * timer.
1090          */
1091         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1092         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1093         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1098 /*
1099  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1100  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1101  * removed.
1102  *
1103  * Must hold slab_mutex.
1104  */
1105 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1106 {
1107         struct kmem_cache *cachep;
1108         int ret = 0;
1109
1110         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1111                 struct kmem_cache_node *n;
1112
1113                 n = get_node(cachep, node);
1114                 if (!n)
1115                         continue;
1116
1117                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1118
1119                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1120                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1121                         ret = -EBUSY;
1122                         break;
1123                 }
1124         }
1125         return ret;
1126 }
1127
1128 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1129                                         unsigned long action, void *arg)
1130 {
1131         struct memory_notify *mnb = arg;
1132         int ret = 0;
1133         int nid;
1134
1135         nid = mnb->status_change_nid;
1136         if (nid < 0)
1137                 goto out;
1138
1139         switch (action) {
1140         case MEM_GOING_ONLINE:
1141                 mutex_lock(&slab_mutex);
1142                 ret = init_cache_node_node(nid);
1143                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1144                 break;
1145         case MEM_GOING_OFFLINE:
1146                 mutex_lock(&slab_mutex);
1147                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1148                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1149                 break;
1150         case MEM_ONLINE:
1151         case MEM_OFFLINE:
1152         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1153         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1154                 break;
1155         }
1156 out:
1157         return notifier_from_errno(ret);
1158 }
1159 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1160
1161 /*
1162  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1163  */
1164 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1165                                 int nodeid)
1166 {
1167         struct kmem_cache_node *ptr;
1168
1169         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1170         BUG_ON(!ptr);
1171
1172         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1173         /*
1174          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1175          */
1176         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1177
1178         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1179         cachep->node[nodeid] = ptr;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1184  * size of kmem_cache_node.
1185  */
1186 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1187 {
1188         int node;
1189
1190         for_each_online_node(node) {
1191                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1192                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1193                     REAPTIMEOUT_NODE +
1194                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1195         }
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1200  * before smp_init().
1201  */
1202 void __init kmem_cache_init(void)
1203 {
1204         int i;
1205
1206         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1207
1208         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1209                 use_alien_caches = 0;
1210
1211         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1212                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1213
1214         /*
1215          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1216          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1217          * not overridden on the command line.
1218          */
1219         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1220                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1221
1222         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1223          * from caches that do not exist yet:
1224          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1225          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1226          *    kmem_cache is statically allocated.
1227          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1228          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1229          *    array at the end of the bootstrap.
1230          * 2) Create the first kmalloc cache.
1231          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1232          *    An __init data area is used for the head array.
1233          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1234          *    head arrays.
1235          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1236          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1237          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1238          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1239          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1240          */
1241
1242         /* 1) create the kmem_cache */
1243
1244         /*
1245          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1246          */
1247         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1248                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1249                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1250                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1251         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1252         slab_state = PARTIAL;
1253
1254         /*
1255          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1256          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1257          */
1258         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1259                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name[KMALLOC_NORMAL],
1260                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size,
1261                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS, 0,
1262                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size);
1263         slab_state = PARTIAL_NODE;
1264         setup_kmalloc_cache_index_table();
1265
1266         slab_early_init = 0;
1267
1268         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1269         {
1270                 int nid;
1271
1272                 for_each_online_node(nid) {
1273                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1274
1275                         init_list(kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE],
1276                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1277                 }
1278         }
1279
1280         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1281 }
1282
1283 void __init kmem_cache_init_late(void)
1284 {
1285         struct kmem_cache *cachep;
1286
1287         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1288         mutex_lock(&slab_mutex);
1289         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1290                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1291                         BUG();
1292         mutex_unlock(&slab_mutex);
1293
1294         /* Done! */
1295         slab_state = FULL;
1296
1297 #ifdef CONFIG_NUMA
1298         /*
1299          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1300          * node.
1301          */
1302         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1303 #endif
1304
1305         /*
1306          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1307          * of the kernel is not yet operational.
1308          */
1309 }
1310
1311 static int __init cpucache_init(void)
1312 {
1313         int ret;
1314
1315         /*
1316          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1317          */
1318         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1319                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1320         WARN_ON(ret < 0);
1321
1322         return 0;
1323 }
1324 __initcall(cpucache_init);
1325
1326 static noinline void
1327 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1328 {
1329 #if DEBUG
1330         struct kmem_cache_node *n;
1331         unsigned long flags;
1332         int node;
1333         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1334                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1335
1336         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1337                 return;
1338
1339         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1340                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1341         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1342                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1343
1344         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1345                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1346
1347                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1348                 total_slabs = n->total_slabs;
1349                 free_slabs = n->free_slabs;
1350                 free_objs = n->free_objects;
1351                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1352
1353                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1354                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1355                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1356                         total_slabs * cachep->num);
1357         }
1358 #endif
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1363  * kmem_cache_node ->list_lock.
1364  *
1365  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1366  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1367  * would be relatively rare and ignorable.
1368  */
1369 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1370                                                                 int nodeid)
1371 {
1372         struct page *page;
1373
1374         flags |= cachep->allocflags;
1375
1376         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1377         if (!page) {
1378                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1379                 return NULL;
1380         }
1381
1382         account_slab_page(page, cachep->gfporder, cachep);
1383         __SetPageSlab(page);
1384         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1385         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1386                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1387
1388         return page;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Interface to system's page release.
1393  */
1394 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1395 {
1396         int order = cachep->gfporder;
1397
1398         BUG_ON(!PageSlab(page));
1399         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1400         __ClearPageSlab(page);
1401         page_mapcount_reset(page);
1402         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1403         page->slab_cache = NULL;
1404
1405         if (current->reclaim_state)
1406                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += 1 << order;
1407         unaccount_slab_page(page, order, cachep);
1408         __free_pages(page, order);
1409 }
1410
1411 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1412 {
1413         struct kmem_cache *cachep;
1414         struct page *page;
1415
1416         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1417         cachep = page->slab_cache;
1418
1419         kmem_freepages(cachep, page);
1420 }
1421
1422 #if DEBUG
1423 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1424 {
1425         if (debug_pagealloc_enabled_static() && OFF_SLAB(cachep) &&
1426                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1427                 return true;
1428
1429         return false;
1430 }
1431
1432 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1433 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1434 {
1435         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1436                 return;
1437
1438         __kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1439 }
1440
1441 #else
1442 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1443                                 int map) {}
1444
1445 #endif
1446
1447 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1448 {
1449         int size = cachep->object_size;
1450         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1451
1452         memset(addr, val, size);
1453         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1454 }
1455
1456 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1457 {
1458         int i;
1459         unsigned char error = 0;
1460         int bad_count = 0;
1461
1462         pr_err("%03x: ", offset);
1463         for (i = 0; i < limit; i++) {
1464                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1465                         error = data[offset + i];
1466                         bad_count++;
1467                 }
1468         }
1469         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1470                         &data[offset], limit, 1);
1471
1472         if (bad_count == 1) {
1473                 error ^= POISON_FREE;
1474                 if (!(error & (error - 1))) {
1475                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1476 #ifdef CONFIG_X86
1477                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1478 #else
1479                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1480 #endif
1481                 }
1482         }
1483 }
1484 #endif
1485
1486 #if DEBUG
1487
1488 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1489 {
1490         int i, size;
1491         char *realobj;
1492
1493         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1494                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1495                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1496                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1497         }
1498
1499         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1500                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1501         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1502         size = cachep->object_size;
1503         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1504                 int limit;
1505                 limit = 16;
1506                 if (i + limit > size)
1507                         limit = size - i;
1508                 dump_line(realobj, i, limit);
1509         }
1510 }
1511
1512 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1513 {
1514         char *realobj;
1515         int size, i;
1516         int lines = 0;
1517
1518         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1519                 return;
1520
1521         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1522         size = cachep->object_size;
1523
1524         for (i = 0; i < size; i++) {
1525                 char exp = POISON_FREE;
1526                 if (i == size - 1)
1527                         exp = POISON_END;
1528                 if (realobj[i] != exp) {
1529                         int limit;
1530                         /* Mismatch ! */
1531                         /* Print header */
1532                         if (lines == 0) {
1533                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1534                                        print_tainted(), cachep->name,
1535                                        realobj, size);
1536                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1537                         }
1538                         /* Hexdump the affected line */
1539                         i = (i / 16) * 16;
1540                         limit = 16;
1541                         if (i + limit > size)
1542                                 limit = size - i;
1543                         dump_line(realobj, i, limit);
1544                         i += 16;
1545                         lines++;
1546                         /* Limit to 5 lines */
1547                         if (lines > 5)
1548                                 break;
1549                 }
1550         }
1551         if (lines != 0) {
1552                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1553                  * exist:
1554                  */
1555                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1556                 unsigned int objnr;
1557
1558                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1559                 if (objnr) {
1560                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1561                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1562                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1563                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1564                 }
1565                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1566                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1567                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1568                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1569                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1570                 }
1571         }
1572 }
1573 #endif
1574
1575 #if DEBUG
1576 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1577                                                 struct page *page)
1578 {
1579         int i;
1580
1581         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1582                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1583                         POISON_FREE);
1584         }
1585
1586         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1587                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1588
1589                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1590                         check_poison_obj(cachep, objp);
1591                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1592                 }
1593                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1594                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1595                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1596                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1597                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1598                 }
1599         }
1600 }
1601 #else
1602 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1603                                                 struct page *page)
1604 {
1605 }
1606 #endif
1607
1608 /**
1609  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1610  * @cachep: cache pointer being destroyed
1611  * @page: page pointer being destroyed
1612  *
1613  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1614  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1615  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1616  */
1617 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1618 {
1619         void *freelist;
1620
1621         freelist = page->freelist;
1622         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1623         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1624                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1625         else
1626                 kmem_freepages(cachep, page);
1627
1628         /*
1629          * From now on, we don't use freelist
1630          * although actual page can be freed in rcu context
1631          */
1632         if (OFF_SLAB(cachep))
1633                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Update the size of the caches before calling slabs_destroy as it may
1638  * recursively call kfree.
1639  */
1640 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1641 {
1642         struct page *page, *n;
1643
1644         list_for_each_entry_safe(page, n, list, slab_list) {
1645                 list_del(&page->slab_list);
1646                 slab_destroy(cachep, page);
1647         }
1648 }
1649
1650 /**
1651  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1652  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1653  * @size: size of objects to be created in this cache.
1654  * @flags: slab allocation flags
1655  *
1656  * Also calculates the number of objects per slab.
1657  *
1658  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1659  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1660  * towards high-order requests, this should be changed.
1661  *
1662  * Return: number of left-over bytes in a slab
1663  */
1664 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1665                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1666 {
1667         size_t left_over = 0;
1668         int gfporder;
1669
1670         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1671                 unsigned int num;
1672                 size_t remainder;
1673
1674                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1675                 if (!num)
1676                         continue;
1677
1678                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1679                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1680                         break;
1681
1682                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1683                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1684                         size_t freelist_size;
1685
1686                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1687                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1688                         if (!freelist_cache)
1689                                 continue;
1690
1691                         /*
1692                          * Needed to avoid possible looping condition
1693                          * in cache_grow_begin()
1694                          */
1695                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1696                                 continue;
1697
1698                         /* check if off slab has enough benefit */
1699                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1700                                 continue;
1701                 }
1702
1703                 /* Found something acceptable - save it away */
1704                 cachep->num = num;
1705                 cachep->gfporder = gfporder;
1706                 left_over = remainder;
1707
1708                 /*
1709                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1710                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1711                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1712                  */
1713                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1714                         break;
1715
1716                 /*
1717                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1718                  * currently bad for the gfp()s.
1719                  */
1720                 if (gfporder >= slab_max_order)
1721                         break;
1722
1723                 /*
1724                  * Acceptable internal fragmentation?
1725                  */
1726                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1727                         break;
1728         }
1729         return left_over;
1730 }
1731
1732 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1733                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1734 {
1735         int cpu;
1736         size_t size;
1737         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1738
1739         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1740         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1741
1742         if (!cpu_cache)
1743                 return NULL;
1744
1745         for_each_possible_cpu(cpu) {
1746                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1747                                 entries, batchcount);
1748         }
1749
1750         return cpu_cache;
1751 }
1752
1753 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1754 {
1755         if (slab_state >= FULL)
1756                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1757
1758         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1759         if (!cachep->cpu_cache)
1760                 return 1;
1761
1762         if (slab_state == DOWN) {
1763                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1764                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1765         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1766                 /* For kmem_cache_node */
1767                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1768         } else {
1769                 int node;
1770
1771                 for_each_online_node(node) {
1772                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1773                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1774                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1775                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1776                 }
1777         }
1778
1779         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1780                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1781                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1782
1783         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1784         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1785         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1786         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1787         cachep->batchcount = 1;
1788         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1793         slab_flags_t flags, const char *name,
1794         void (*ctor)(void *))
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,
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         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3226         local_irq_save(save_flags);
3227
3228         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3229                 nodeid = slab_node;
3230
3231         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3232                 /* Node not bootstrapped yet */
3233                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3234                 goto out;
3235         }
3236
3237         if (nodeid == slab_node) {
3238                 /*
3239                  * Use the locally cached objects if possible.
3240                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3241                  * to other nodes. It may fail while we still have
3242                  * objects on other nodes available.
3243                  */
3244                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3245                 if (ptr)
3246                         goto out;
3247         }
3248         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3249         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3250   out:
3251         local_irq_restore(save_flags);
3252         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3253
3254         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && ptr)
3255                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3256
3257         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &ptr);
3258         return ptr;
3259 }
3260
3261 static __always_inline void *
3262 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3263 {
3264         void *objp;
3265
3266         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3267                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3268                 if (objp)
3269                         goto out;
3270         }
3271         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3272
3273         /*
3274          * We may just have run out of memory on the local node.
3275          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3276          */
3277         if (!objp)
3278                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3279
3280   out:
3281         return objp;
3282 }
3283 #else
3284
3285 static __always_inline void *
3286 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3287 {
3288         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3289 }
3290
3291 #endif /* CONFIG_NUMA */
3292
3293 static __always_inline void *
3294 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3295 {
3296         unsigned long save_flags;
3297         void *objp;
3298         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3299
3300         flags &= gfp_allowed_mask;
3301         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3302         if (unlikely(!cachep))
3303                 return NULL;
3304
3305         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3306         local_irq_save(save_flags);
3307         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3308         local_irq_restore(save_flags);
3309         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3310         prefetchw(objp);
3311
3312         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && objp)
3313                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3314
3315         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &objp);
3316         return objp;
3317 }
3318
3319 /*
3320  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3321  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3322  */
3323 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3324                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3325 {
3326         int i;
3327         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3328         struct page *page;
3329
3330         n->free_objects += nr_objects;
3331
3332         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3333                 void *objp;
3334                 struct page *page;
3335
3336                 objp = objpp[i];
3337
3338                 page = virt_to_head_page(objp);
3339                 list_del(&page->slab_list);
3340                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3341                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3342                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3343
3344                 /* fixup slab chains */
3345                 if (page->active == 0) {
3346                         list_add(&page->slab_list, &n->slabs_free);
3347                         n->free_slabs++;
3348                 } else {
3349                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3350                          * partial list on free - maximum time for the
3351                          * other objects to be freed, too.
3352                          */
3353                         list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
3354                 }
3355         }
3356
3357         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3358                 n->free_objects -= cachep->num;
3359
3360                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, slab_list);
3361                 list_move(&page->slab_list, list);
3362                 n->free_slabs--;
3363                 n->total_slabs--;
3364         }
3365 }
3366
3367 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3368 {
3369         int batchcount;
3370         struct kmem_cache_node *n;
3371         int node = numa_mem_id();
3372         LIST_HEAD(list);
3373
3374         batchcount = ac->batchcount;
3375
3376         check_irq_off();
3377         n = get_node(cachep, node);
3378         spin_lock(&n->list_lock);
3379         if (n->shared) {
3380                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3381                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3382                 if (max) {
3383                         if (batchcount > max)
3384                                 batchcount = max;
3385                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3386                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3387                         shared_array->avail += batchcount;
3388                         goto free_done;
3389                 }
3390         }
3391
3392         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3393 free_done:
3394 #if STATS
3395         {
3396                 int i = 0;
3397                 struct page *page;
3398
3399                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
3400                         BUG_ON(page->active);
3401
3402                         i++;
3403                 }
3404                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3405         }
3406 #endif
3407         spin_unlock(&n->list_lock);
3408         ac->avail -= batchcount;
3409         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3410         slabs_destroy(cachep, &list);
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3415  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3416  */
3417 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3418                                          unsigned long caller)
3419 {
3420         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
3421                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3422
3423         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3424         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3425                 return;
3426
3427         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
3428         if (!(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3429                 __kcsan_check_access(objp, cachep->object_size,
3430                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
3431
3432         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3433 }
3434
3435 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3436                 unsigned long caller)
3437 {
3438         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3439
3440         check_irq_off();
3441         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3442         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3443         memcg_slab_free_hook(cachep, &objp, 1);
3444
3445         /*
3446          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3447          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3448          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3449          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3450          * the cache.
3451          */
3452         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3453                 return;
3454
3455         if (ac->avail < ac->limit) {
3456                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3457         } else {
3458                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3459                 cache_flusharray(cachep, ac);
3460         }
3461
3462         if (sk_memalloc_socks()) {
3463                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3464
3465                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3466                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3467                         return;
3468                 }
3469         }
3470
3471         __free_one(ac, objp);
3472 }
3473
3474 /**
3475  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3476  * @cachep: The cache to allocate from.
3477  * @flags: See kmalloc().
3478  *
3479  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3480  * if the cache has no available objects.
3481  *
3482  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3483  */
3484 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3485 {
3486         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3487
3488         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3489                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3490
3491         return ret;
3492 }
3493 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3494
3495 static __always_inline void
3496 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3497                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3498 {
3499         size_t i;
3500
3501         for (i = 0; i < size; i++)
3502                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3503 }
3504
3505 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3506                           void **p)
3507 {
3508         size_t i;
3509         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3510
3511         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3512         if (!s)
3513                 return 0;
3514
3515         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3516
3517         local_irq_disable();
3518         for (i = 0; i < size; i++) {
3519                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3520
3521                 if (unlikely(!objp))
3522                         goto error;
3523                 p[i] = objp;
3524         }
3525         local_irq_enable();
3526
3527         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3528
3529         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3530         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s)))
3531                 for (i = 0; i < size; i++)
3532                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3533
3534         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3535         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3536         return size;
3537 error:
3538         local_irq_enable();
3539         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3540         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3541         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3542         return 0;
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3545
3546 #ifdef CONFIG_TRACING
3547 void *
3548 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3549 {
3550         void *ret;
3551
3552         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3553
3554         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3555         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3556                       size, cachep->size, flags);
3557         return ret;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3560 #endif
3561
3562 #ifdef CONFIG_NUMA
3563 /**
3564  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3565  * @cachep: The cache to allocate from.
3566  * @flags: See kmalloc().
3567  * @nodeid: node number of the target node.
3568  *
3569  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3570  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3571  *
3572  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3573  *
3574  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3575  */
3576 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3577 {
3578         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3579
3580         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3581                                     cachep->object_size, cachep->size,
3582                                     flags, nodeid);
3583
3584         return ret;
3585 }
3586 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3587
3588 #ifdef CONFIG_TRACING
3589 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3590                                   gfp_t flags,
3591                                   int nodeid,
3592                                   size_t size)
3593 {
3594         void *ret;
3595
3596         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3597
3598         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3599         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3600                            size, cachep->size,
3601                            flags, nodeid);
3602         return ret;
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3605 #endif
3606
3607 static __always_inline void *
3608 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3609 {
3610         struct kmem_cache *cachep;
3611         void *ret;
3612
3613         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3614                 return NULL;
3615         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3616         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3617                 return cachep;
3618         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3619         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3620
3621         return ret;
3622 }
3623
3624 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3625 {
3626         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3629
3630 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3631                 int node, unsigned long caller)
3632 {
3633         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3634 }
3635 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3636 #endif /* CONFIG_NUMA */
3637
3638 /**
3639  * __do_kmalloc - allocate memory
3640  * @size: how many bytes of memory are required.
3641  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3642  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3643  *
3644  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3645  */
3646 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3647                                           unsigned long caller)
3648 {
3649         struct kmem_cache *cachep;
3650         void *ret;
3651
3652         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3653                 return NULL;
3654         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3655         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3656                 return cachep;
3657         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3658
3659         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3660         trace_kmalloc(caller, ret,
3661                       size, cachep->size, flags);
3662
3663         return ret;
3664 }
3665
3666 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3667 {
3668         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3671
3672 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3673 {
3674         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3675 }
3676 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3677
3678 /**
3679  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3680  * @cachep: The cache the allocation was from.
3681  * @objp: The previously allocated object.
3682  *
3683  * Free an object which was previously allocated from this
3684  * cache.
3685  */
3686 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3687 {
3688         unsigned long flags;
3689         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3690         if (!cachep)
3691                 return;
3692
3693         local_irq_save(flags);
3694         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3695         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3696                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3697         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3698         local_irq_restore(flags);
3699
3700         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3701 }
3702 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3703
3704 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3705 {
3706         struct kmem_cache *s;
3707         size_t i;
3708
3709         local_irq_disable();
3710         for (i = 0; i < size; i++) {
3711                 void *objp = p[i];
3712
3713                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3714                         s = virt_to_cache(objp);
3715                 else
3716                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3717                 if (!s)
3718                         continue;
3719
3720                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3721                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3722                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3723
3724                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3725         }
3726         local_irq_enable();
3727
3728         /* FIXME: add tracing */
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3731
3732 /**
3733  * kfree - free previously allocated memory
3734  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3735  *
3736  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3737  *
3738  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3739  * or you will run into trouble.
3740  */
3741 void kfree(const void *objp)
3742 {
3743         struct kmem_cache *c;
3744         unsigned long flags;
3745
3746         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3747
3748         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3749                 return;
3750         local_irq_save(flags);
3751         kfree_debugcheck(objp);
3752         c = virt_to_cache(objp);
3753         if (!c) {
3754                 local_irq_restore(flags);
3755                 return;
3756         }
3757         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3758
3759         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3760         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3761         local_irq_restore(flags);
3762 }
3763 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3764
3765 /*
3766  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3767  */
3768 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3769 {
3770         int ret;
3771         int node;
3772         struct kmem_cache_node *n;
3773
3774         for_each_online_node(node) {
3775                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3776                 if (ret)
3777                         goto fail;
3778
3779         }
3780
3781         return 0;
3782
3783 fail:
3784         if (!cachep->list.next) {
3785                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3786                 node--;
3787                 while (node >= 0) {
3788                         n = get_node(cachep, node);
3789                         if (n) {
3790                                 kfree(n->shared);
3791                                 free_alien_cache(n->alien);
3792                                 kfree(n);
3793                                 cachep->node[node] = NULL;
3794                         }
3795                         node--;
3796                 }
3797         }
3798         return -ENOMEM;
3799 }
3800
3801 /* Always called with the slab_mutex held */
3802 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3803                             int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3804 {
3805         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3806         int cpu;
3807
3808         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3809         if (!cpu_cache)
3810                 return -ENOMEM;
3811
3812         prev = cachep->cpu_cache;
3813         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3814         /*
3815          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3816          * cpus, so skip the IPIs.
3817          */
3818         if (prev)
3819                 kick_all_cpus_sync();
3820
3821         check_irq_on();
3822         cachep->batchcount = batchcount;
3823         cachep->limit = limit;
3824         cachep->shared = shared;
3825
3826         if (!prev)
3827                 goto setup_node;
3828
3829         for_each_online_cpu(cpu) {
3830                 LIST_HEAD(list);
3831                 int node;
3832                 struct kmem_cache_node *n;
3833                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3834
3835                 node = cpu_to_mem(cpu);
3836                 n = get_node(cachep, node);
3837                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3838                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3839                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3840                 slabs_destroy(cachep, &list);
3841         }
3842         free_percpu(prev);
3843
3844 setup_node:
3845         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3846 }
3847
3848 /* Called with slab_mutex held always */
3849 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3850 {
3851         int err;
3852         int limit = 0;
3853         int shared = 0;
3854         int batchcount = 0;
3855
3856         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3857         if (err)
3858                 goto end;
3859
3860         if (limit && shared && batchcount)
3861                 goto skip_setup;
3862         /*
3863          * The head array serves three purposes:
3864          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3865          * - reduce the number of spinlock operations.
3866          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3867          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3868          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3869          * Bonwick.
3870          */
3871         if (cachep->size > 131072)
3872                 limit = 1;
3873         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3874                 limit = 8;
3875         else if (cachep->size > 1024)
3876                 limit = 24;
3877         else if (cachep->size > 256)
3878                 limit = 54;
3879         else
3880                 limit = 120;
3881
3882         /*
3883          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3884          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3885          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3886          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3887          * replaces Bonwick's magazine layer.
3888          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3889          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3890          */
3891         shared = 0;
3892         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3893                 shared = 8;
3894
3895 #if DEBUG
3896         /*
3897          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3898          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3899          */
3900         if (limit > 32)
3901                 limit = 32;
3902 #endif
3903         batchcount = (limit + 1) / 2;
3904 skip_setup:
3905         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3906 end:
3907         if (err)
3908                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3909                        cachep->name, -err);
3910         return err;
3911 }
3912
3913 /*
3914  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3915  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3916  * if drain_array() is used on the shared array.
3917  */
3918 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3919                          struct array_cache *ac, int node)
3920 {
3921         LIST_HEAD(list);
3922
3923         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3924         check_mutex_acquired();
3925
3926         if (!ac || !ac->avail)
3927                 return;
3928
3929         if (ac->touched) {
3930                 ac->touched = 0;
3931                 return;
3932         }
3933
3934         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3935         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3936         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3937
3938         slabs_destroy(cachep, &list);
3939 }
3940
3941 /**
3942  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3943  * @w: work descriptor
3944  *
3945  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3946  * Purpose:
3947  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3948  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3949  *
3950  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3951  * again on the next iteration.
3952  */
3953 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3954 {
3955         struct kmem_cache *searchp;
3956         struct kmem_cache_node *n;
3957         int node = numa_mem_id();
3958         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3959
3960         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3961                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3962                 goto out;
3963
3964         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3965                 check_irq_on();
3966
3967                 /*
3968                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3969                  * have established with reasonable certainty that
3970                  * we can do some work if the lock was obtained.
3971                  */
3972                 n = get_node(searchp, node);
3973
3974                 reap_alien(searchp, n);
3975
3976                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
3977
3978                 /*
3979                  * These are racy checks but it does not matter
3980                  * if we skip one check or scan twice.
3981                  */
3982                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3983                         goto next;
3984
3985                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3986
3987                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
3988
3989                 if (n->free_touched)
3990                         n->free_touched = 0;
3991                 else {
3992                         int freed;
3993
3994                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3995                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3996                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3997                 }
3998 next:
3999                 cond_resched();
4000         }
4001         check_irq_on();
4002         mutex_unlock(&slab_mutex);
4003         next_reap_node();
4004 out:
4005         /* Set up the next iteration */
4006         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4007                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4008 }
4009
4010 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4011 {
4012         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4013         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4014         unsigned long free_slabs = 0;
4015         int node;
4016         struct kmem_cache_node *n;
4017
4018         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4019                 check_irq_on();
4020                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4021
4022                 total_slabs += n->total_slabs;
4023                 free_slabs += n->free_slabs;
4024                 free_objs += n->free_objects;
4025
4026                 if (n->shared)
4027                         shared_avail += n->shared->avail;
4028
4029                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4030         }
4031         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4032         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4033         active_objs = num_objs - free_objs;
4034
4035         sinfo->active_objs = active_objs;
4036         sinfo->num_objs = num_objs;
4037         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4038         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4039         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4040         sinfo->limit = cachep->limit;
4041         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4042         sinfo->shared = cachep->shared;
4043         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4044         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4045 }
4046
4047 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4048 {
4049 #if STATS
4050         {                       /* node stats */
4051                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4052                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4053                 unsigned long grown = cachep->grown;
4054                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4055                 unsigned long errors = cachep->errors;
4056                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4057                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4058                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4059                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4060
4061                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4062                            allocs, high, grown,
4063                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4064                            node_frees, overflows);
4065         }
4066         /* cpu stats */
4067         {
4068                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4069                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4070                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4071                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4072
4073                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4074                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4075         }
4076 #endif
4077 }
4078
4079 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4080 /**
4081  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4082  * @file: unused
4083  * @buffer: user buffer
4084  * @count: data length
4085  * @ppos: unused
4086  *
4087  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
4088  */
4089 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4090                        size_t count, loff_t *ppos)
4091 {
4092         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4093         int limit, batchcount, shared, res;
4094         struct kmem_cache *cachep;
4095
4096         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4097                 return -EINVAL;
4098         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4099                 return -EFAULT;
4100         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4101
4102         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4103         if (!tmp)
4104                 return -EINVAL;
4105         *tmp = '\0';
4106         tmp++;
4107         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4108                 return -EINVAL;
4109
4110         /* Find the cache in the chain of caches. */
4111         mutex_lock(&slab_mutex);
4112         res = -EINVAL;
4113         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4114                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4115                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4116                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4117                                 res = 0;
4118                         } else {
4119                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4120                                                        batchcount, shared,
4121                                                        GFP_KERNEL);
4122                         }
4123                         break;
4124                 }
4125         }
4126         mutex_unlock(&slab_mutex);
4127         if (res >= 0)
4128                 res = count;
4129         return res;
4130 }
4131
4132 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4133 /*
4134  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4135  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4136  * cache's usercopy region.
4137  *
4138  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4139  * to indicate an error.
4140  */
4141 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4142                          bool to_user)
4143 {
4144         struct kmem_cache *cachep;
4145         unsigned int objnr;
4146         unsigned long offset;
4147
4148         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4149
4150         /* Find and validate object. */
4151         cachep = page->slab_cache;
4152         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4153         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4154
4155         /* Find offset within object. */
4156         offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4157
4158         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4159         if (offset >= cachep->useroffset &&
4160             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4161             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4162                 return;
4163
4164         /*
4165          * If the copy is still within the allocated object, produce
4166          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4167          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4168          * whitelists.
4169          */
4170         if (usercopy_fallback &&
4171             offset <= cachep->object_size &&
4172             n <= cachep->object_size - offset) {
4173                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4174                 return;
4175         }
4176
4177         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4178 }
4179 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4180
4181 /**
4182  * __ksize -- Uninstrumented ksize.
4183  * @objp: pointer to the object
4184  *
4185  * Unlike ksize(), __ksize() is uninstrumented, and does not provide the same
4186  * safety checks as ksize() with KASAN instrumentation enabled.
4187  *
4188  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
4189  */
4190 size_t __ksize(const void *objp)
4191 {
4192         struct kmem_cache *c;
4193         size_t size;
4194
4195         BUG_ON(!objp);
4196         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4197                 return 0;
4198
4199         c = virt_to_cache(objp);
4200         size = c ? c->object_size : 0;
4201
4202         return size;
4203 }
4204 EXPORT_SYMBOL(__ksize);