]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - mm/slab.c
3521a351ceb5ca4c1ad15cfc417523f7af643261
[linux.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 #ifndef CONFIG_NUMA
592
593 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
594 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
595
596 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
597                                                 int limit, gfp_t gfp)
598 {
599         return NULL;
600 }
601
602 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
603 {
604 }
605
606 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
607 {
608         return 0;
609 }
610
611 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
612                 gfp_t flags)
613 {
614         return NULL;
615 }
616
617 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
618                  gfp_t flags, int nodeid)
619 {
620         return NULL;
621 }
622
623 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
624 {
625         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
626 }
627
628 #else   /* CONFIG_NUMA */
629
630 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
631 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
632
633 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
634                                                 int batch, gfp_t gfp)
635 {
636         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
637         struct alien_cache *alc = NULL;
638
639         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
640         if (alc) {
641                 kmemleak_no_scan(alc);
642                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
643                 spin_lock_init(&alc->lock);
644         }
645         return alc;
646 }
647
648 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
649 {
650         struct alien_cache **alc_ptr;
651         int i;
652
653         if (limit > 1)
654                 limit = 12;
655         alc_ptr = kcalloc_node(nr_node_ids, sizeof(void *), gfp, node);
656         if (!alc_ptr)
657                 return NULL;
658
659         for_each_node(i) {
660                 if (i == node || !node_online(i))
661                         continue;
662                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
663                 if (!alc_ptr[i]) {
664                         for (i--; i >= 0; i--)
665                                 kfree(alc_ptr[i]);
666                         kfree(alc_ptr);
667                         return NULL;
668                 }
669         }
670         return alc_ptr;
671 }
672
673 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
674 {
675         int i;
676
677         if (!alc_ptr)
678                 return;
679         for_each_node(i)
680             kfree(alc_ptr[i]);
681         kfree(alc_ptr);
682 }
683
684 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
685                                 struct array_cache *ac, int node,
686                                 struct list_head *list)
687 {
688         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
689
690         if (ac->avail) {
691                 spin_lock(&n->list_lock);
692                 /*
693                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
694                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
695                  * into the free lists and getting them back later.
696                  */
697                 if (n->shared)
698                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
699
700                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
701                 ac->avail = 0;
702                 spin_unlock(&n->list_lock);
703         }
704 }
705
706 /*
707  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
708  */
709 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
710 {
711         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
712
713         if (n->alien) {
714                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
715                 struct array_cache *ac;
716
717                 if (alc) {
718                         ac = &alc->ac;
719                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
720                                 LIST_HEAD(list);
721
722                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
723                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
724                                 slabs_destroy(cachep, &list);
725                         }
726                 }
727         }
728 }
729
730 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
731                                 struct alien_cache **alien)
732 {
733         int i = 0;
734         struct alien_cache *alc;
735         struct array_cache *ac;
736         unsigned long flags;
737
738         for_each_online_node(i) {
739                 alc = alien[i];
740                 if (alc) {
741                         LIST_HEAD(list);
742
743                         ac = &alc->ac;
744                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
745                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
746                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
747                         slabs_destroy(cachep, &list);
748                 }
749         }
750 }
751
752 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
753                                 int node, int page_node)
754 {
755         struct kmem_cache_node *n;
756         struct alien_cache *alien = NULL;
757         struct array_cache *ac;
758         LIST_HEAD(list);
759
760         n = get_node(cachep, node);
761         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
762         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
763                 alien = n->alien[page_node];
764                 ac = &alien->ac;
765                 spin_lock(&alien->lock);
766                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
767                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
768                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
769                 }
770                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
771                 spin_unlock(&alien->lock);
772                 slabs_destroy(cachep, &list);
773         } else {
774                 n = get_node(cachep, page_node);
775                 spin_lock(&n->list_lock);
776                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
777                 spin_unlock(&n->list_lock);
778                 slabs_destroy(cachep, &list);
779         }
780         return 1;
781 }
782
783 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
784 {
785         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
786         int node = numa_mem_id();
787         /*
788          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
789          * cache on this cpu.
790          */
791         if (likely(node == page_node))
792                 return 0;
793
794         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
795 }
796
797 /*
798  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
799  * warn about failures.
800  */
801 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
802 {
803         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
804 }
805 #endif
806
807 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
808 {
809         struct kmem_cache_node *n;
810
811         /*
812          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
813          * begin anything. Make sure some other cpu on this
814          * node has not already allocated this
815          */
816         n = get_node(cachep, node);
817         if (n) {
818                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
819                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
820                                 cachep->num;
821                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
822
823                 return 0;
824         }
825
826         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
827         if (!n)
828                 return -ENOMEM;
829
830         kmem_cache_node_init(n);
831         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
832                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
833
834         n->free_limit =
835                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
836
837         /*
838          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
839          * come and go.  slab_mutex is sufficient
840          * protection here.
841          */
842         cachep->node[node] = n;
843
844         return 0;
845 }
846
847 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
848 /*
849  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
850  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
851  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
852  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
853  * already in use.
854  *
855  * Must hold slab_mutex.
856  */
857 static int init_cache_node_node(int node)
858 {
859         int ret;
860         struct kmem_cache *cachep;
861
862         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
863                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
864                 if (ret)
865                         return ret;
866         }
867
868         return 0;
869 }
870 #endif
871
872 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
873                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
874 {
875         int ret = -ENOMEM;
876         struct kmem_cache_node *n;
877         struct array_cache *old_shared = NULL;
878         struct array_cache *new_shared = NULL;
879         struct alien_cache **new_alien = NULL;
880         LIST_HEAD(list);
881
882         if (use_alien_caches) {
883                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
884                 if (!new_alien)
885                         goto fail;
886         }
887
888         if (cachep->shared) {
889                 new_shared = alloc_arraycache(node,
890                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
891                 if (!new_shared)
892                         goto fail;
893         }
894
895         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
896         if (ret)
897                 goto fail;
898
899         n = get_node(cachep, node);
900         spin_lock_irq(&n->list_lock);
901         if (n->shared && force_change) {
902                 free_block(cachep, n->shared->entry,
903                                 n->shared->avail, node, &list);
904                 n->shared->avail = 0;
905         }
906
907         if (!n->shared || force_change) {
908                 old_shared = n->shared;
909                 n->shared = new_shared;
910                 new_shared = NULL;
911         }
912
913         if (!n->alien) {
914                 n->alien = new_alien;
915                 new_alien = NULL;
916         }
917
918         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
919         slabs_destroy(cachep, &list);
920
921         /*
922          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
923          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
924          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
925          * freed after synchronize_rcu().
926          */
927         if (old_shared && force_change)
928                 synchronize_rcu();
929
930 fail:
931         kfree(old_shared);
932         kfree(new_shared);
933         free_alien_cache(new_alien);
934
935         return ret;
936 }
937
938 #ifdef CONFIG_SMP
939
940 static void cpuup_canceled(long cpu)
941 {
942         struct kmem_cache *cachep;
943         struct kmem_cache_node *n = NULL;
944         int node = cpu_to_mem(cpu);
945         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
946
947         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
948                 struct array_cache *nc;
949                 struct array_cache *shared;
950                 struct alien_cache **alien;
951                 LIST_HEAD(list);
952
953                 n = get_node(cachep, node);
954                 if (!n)
955                         continue;
956
957                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
958
959                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
960                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
961
962                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
963                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
964                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
965                 nc->avail = 0;
966
967                 if (!cpumask_empty(mask)) {
968                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
969                         goto free_slab;
970                 }
971
972                 shared = n->shared;
973                 if (shared) {
974                         free_block(cachep, shared->entry,
975                                    shared->avail, node, &list);
976                         n->shared = NULL;
977                 }
978
979                 alien = n->alien;
980                 n->alien = NULL;
981
982                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
983
984                 kfree(shared);
985                 if (alien) {
986                         drain_alien_cache(cachep, alien);
987                         free_alien_cache(alien);
988                 }
989
990 free_slab:
991                 slabs_destroy(cachep, &list);
992         }
993         /*
994          * In the previous loop, all the objects were freed to
995          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
996          * shrink each nodelist to its limit.
997          */
998         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
999                 n = get_node(cachep, node);
1000                 if (!n)
1001                         continue;
1002                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1003         }
1004 }
1005
1006 static int cpuup_prepare(long cpu)
1007 {
1008         struct kmem_cache *cachep;
1009         int node = cpu_to_mem(cpu);
1010         int err;
1011
1012         /*
1013          * We need to do this right in the beginning since
1014          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1015          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1016          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1017          */
1018         err = init_cache_node_node(node);
1019         if (err < 0)
1020                 goto bad;
1021
1022         /*
1023          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1024          * array caches
1025          */
1026         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1027                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1028                 if (err)
1029                         goto bad;
1030         }
1031
1032         return 0;
1033 bad:
1034         cpuup_canceled(cpu);
1035         return -ENOMEM;
1036 }
1037
1038 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1039 {
1040         int err;
1041
1042         mutex_lock(&slab_mutex);
1043         err = cpuup_prepare(cpu);
1044         mutex_unlock(&slab_mutex);
1045         return err;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1050  * offline.
1051  *
1052  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1053  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1054  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1055  * the cpu going down.  The list3 structure is usually allocated from
1056  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1057  */
1058 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1059 {
1060         mutex_lock(&slab_mutex);
1061         cpuup_canceled(cpu);
1062         mutex_unlock(&slab_mutex);
1063         return 0;
1064 }
1065 #endif
1066
1067 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1068 {
1069         start_cpu_timer(cpu);
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1074 {
1075         /*
1076          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1077          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1078          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1079          * timer.
1080          */
1081         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1082         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1083         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1088 /*
1089  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1090  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1091  * removed.
1092  *
1093  * Must hold slab_mutex.
1094  */
1095 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1096 {
1097         struct kmem_cache *cachep;
1098         int ret = 0;
1099
1100         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1101                 struct kmem_cache_node *n;
1102
1103                 n = get_node(cachep, node);
1104                 if (!n)
1105                         continue;
1106
1107                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1108
1109                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1110                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1111                         ret = -EBUSY;
1112                         break;
1113                 }
1114         }
1115         return ret;
1116 }
1117
1118 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1119                                         unsigned long action, void *arg)
1120 {
1121         struct memory_notify *mnb = arg;
1122         int ret = 0;
1123         int nid;
1124
1125         nid = mnb->status_change_nid;
1126         if (nid < 0)
1127                 goto out;
1128
1129         switch (action) {
1130         case MEM_GOING_ONLINE:
1131                 mutex_lock(&slab_mutex);
1132                 ret = init_cache_node_node(nid);
1133                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1134                 break;
1135         case MEM_GOING_OFFLINE:
1136                 mutex_lock(&slab_mutex);
1137                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1138                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1139                 break;
1140         case MEM_ONLINE:
1141         case MEM_OFFLINE:
1142         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1143         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1144                 break;
1145         }
1146 out:
1147         return notifier_from_errno(ret);
1148 }
1149 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1150
1151 /*
1152  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1153  */
1154 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1155                                 int nodeid)
1156 {
1157         struct kmem_cache_node *ptr;
1158
1159         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1160         BUG_ON(!ptr);
1161
1162         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1163         /*
1164          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1165          */
1166         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1167
1168         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1169         cachep->node[nodeid] = ptr;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1174  * size of kmem_cache_node.
1175  */
1176 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1177 {
1178         int node;
1179
1180         for_each_online_node(node) {
1181                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1182                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1183                     REAPTIMEOUT_NODE +
1184                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1185         }
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1190  * before smp_init().
1191  */
1192 void __init kmem_cache_init(void)
1193 {
1194         int i;
1195
1196         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1197
1198         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1199                 use_alien_caches = 0;
1200
1201         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1202                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1203
1204         /*
1205          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1206          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1207          * not overridden on the command line.
1208          */
1209         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1210                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1211
1212         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1213          * from caches that do not exist yet:
1214          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1215          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1216          *    kmem_cache is statically allocated.
1217          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1218          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1219          *    array at the end of the bootstrap.
1220          * 2) Create the first kmalloc cache.
1221          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1222          *    An __init data area is used for the head array.
1223          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1224          *    head arrays.
1225          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1226          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1227          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1228          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1229          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1230          */
1231
1232         /* 1) create the kmem_cache */
1233
1234         /*
1235          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1236          */
1237         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1238                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1239                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1240                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1241         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1242         memcg_link_cache(kmem_cache);
1243         slab_state = PARTIAL;
1244
1245         /*
1246          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1247          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1248          */
1249         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1250                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name,
1251                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS,
1252                                 0, kmalloc_size(INDEX_NODE));
1253         slab_state = PARTIAL_NODE;
1254         setup_kmalloc_cache_index_table();
1255
1256         slab_early_init = 0;
1257
1258         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1259         {
1260                 int nid;
1261
1262                 for_each_online_node(nid) {
1263                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1264
1265                         init_list(kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE],
1266                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1267                 }
1268         }
1269
1270         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1271 }
1272
1273 void __init kmem_cache_init_late(void)
1274 {
1275         struct kmem_cache *cachep;
1276
1277         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1278         mutex_lock(&slab_mutex);
1279         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1280                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1281                         BUG();
1282         mutex_unlock(&slab_mutex);
1283
1284         /* Done! */
1285         slab_state = FULL;
1286
1287 #ifdef CONFIG_NUMA
1288         /*
1289          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1290          * node.
1291          */
1292         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1293 #endif
1294
1295         /*
1296          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1297          * of the kernel is not yet operational.
1298          */
1299 }
1300
1301 static int __init cpucache_init(void)
1302 {
1303         int ret;
1304
1305         /*
1306          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1307          */
1308         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1309                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1310         WARN_ON(ret < 0);
1311
1312         return 0;
1313 }
1314 __initcall(cpucache_init);
1315
1316 static noinline void
1317 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1318 {
1319 #if DEBUG
1320         struct kmem_cache_node *n;
1321         unsigned long flags;
1322         int node;
1323         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1324                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1325
1326         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1327                 return;
1328
1329         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1330                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1331         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1332                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1333
1334         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1335                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1336
1337                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1338                 total_slabs = n->total_slabs;
1339                 free_slabs = n->free_slabs;
1340                 free_objs = n->free_objects;
1341                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1342
1343                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1344                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1345                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1346                         total_slabs * cachep->num);
1347         }
1348 #endif
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1353  * kmem_cache_node ->list_lock.
1354  *
1355  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1356  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1357  * would be relatively rare and ignorable.
1358  */
1359 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1360                                                                 int nodeid)
1361 {
1362         struct page *page;
1363         int nr_pages;
1364
1365         flags |= cachep->allocflags;
1366
1367         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1368         if (!page) {
1369                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1370                 return NULL;
1371         }
1372
1373         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1374                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1375                 return NULL;
1376         }
1377
1378         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1379         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1380                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1381         else
1382                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1383
1384         __SetPageSlab(page);
1385         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1386         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1387                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1388
1389         return page;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Interface to system's page release.
1394  */
1395 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1396 {
1397         int order = cachep->gfporder;
1398         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1399
1400         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1401                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, -nr_freed);
1402         else
1403                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, -nr_freed);
1404
1405         BUG_ON(!PageSlab(page));
1406         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1407         __ClearPageSlab(page);
1408         page_mapcount_reset(page);
1409         page->mapping = NULL;
1410
1411         if (current->reclaim_state)
1412                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1413         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1414         __free_pages(page, order);
1415 }
1416
1417 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1418 {
1419         struct kmem_cache *cachep;
1420         struct page *page;
1421
1422         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1423         cachep = page->slab_cache;
1424
1425         kmem_freepages(cachep, page);
1426 }
1427
1428 #if DEBUG
1429 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1430 {
1431         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1432                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1433                 return true;
1434
1435         return false;
1436 }
1437
1438 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1439 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1440 {
1441         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1442                 return;
1443
1444         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1445 }
1446
1447 #else
1448 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1449                                 int map) {}
1450
1451 #endif
1452
1453 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1454 {
1455         int size = cachep->object_size;
1456         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1457
1458         memset(addr, val, size);
1459         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1460 }
1461
1462 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1463 {
1464         int i;
1465         unsigned char error = 0;
1466         int bad_count = 0;
1467
1468         pr_err("%03x: ", offset);
1469         for (i = 0; i < limit; i++) {
1470                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1471                         error = data[offset + i];
1472                         bad_count++;
1473                 }
1474         }
1475         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1476                         &data[offset], limit, 1);
1477
1478         if (bad_count == 1) {
1479                 error ^= POISON_FREE;
1480                 if (!(error & (error - 1))) {
1481                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1482 #ifdef CONFIG_X86
1483                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1484 #else
1485                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1486 #endif
1487                 }
1488         }
1489 }
1490 #endif
1491
1492 #if DEBUG
1493
1494 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1495 {
1496         int i, size;
1497         char *realobj;
1498
1499         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1500                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1501                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1502                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1503         }
1504
1505         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1506                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1507         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1508         size = cachep->object_size;
1509         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1510                 int limit;
1511                 limit = 16;
1512                 if (i + limit > size)
1513                         limit = size - i;
1514                 dump_line(realobj, i, limit);
1515         }
1516 }
1517
1518 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1519 {
1520         char *realobj;
1521         int size, i;
1522         int lines = 0;
1523
1524         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1525                 return;
1526
1527         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1528         size = cachep->object_size;
1529
1530         for (i = 0; i < size; i++) {
1531                 char exp = POISON_FREE;
1532                 if (i == size - 1)
1533                         exp = POISON_END;
1534                 if (realobj[i] != exp) {
1535                         int limit;
1536                         /* Mismatch ! */
1537                         /* Print header */
1538                         if (lines == 0) {
1539                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1540                                        print_tainted(), cachep->name,
1541                                        realobj, size);
1542                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1543                         }
1544                         /* Hexdump the affected line */
1545                         i = (i / 16) * 16;
1546                         limit = 16;
1547                         if (i + limit > size)
1548                                 limit = size - i;
1549                         dump_line(realobj, i, limit);
1550                         i += 16;
1551                         lines++;
1552                         /* Limit to 5 lines */
1553                         if (lines > 5)
1554                                 break;
1555                 }
1556         }
1557         if (lines != 0) {
1558                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1559                  * exist:
1560                  */
1561                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1562                 unsigned int objnr;
1563
1564                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1565                 if (objnr) {
1566                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1567                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1568                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1569                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1570                 }
1571                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1572                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1573                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1574                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1575                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1576                 }
1577         }
1578 }
1579 #endif
1580
1581 #if DEBUG
1582 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1583                                                 struct page *page)
1584 {
1585         int i;
1586
1587         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1588                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1589                         POISON_FREE);
1590         }
1591
1592         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1593                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1594
1595                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1596                         check_poison_obj(cachep, objp);
1597                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1598                 }
1599                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1600                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1601                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1602                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1603                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1604                 }
1605         }
1606 }
1607 #else
1608 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1609                                                 struct page *page)
1610 {
1611 }
1612 #endif
1613
1614 /**
1615  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1616  * @cachep: cache pointer being destroyed
1617  * @page: page pointer being destroyed
1618  *
1619  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1620  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1621  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1622  */
1623 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1624 {
1625         void *freelist;
1626
1627         freelist = page->freelist;
1628         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1629         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1630                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1631         else
1632                 kmem_freepages(cachep, page);
1633
1634         /*
1635          * From now on, we don't use freelist
1636          * although actual page can be freed in rcu context
1637          */
1638         if (OFF_SLAB(cachep))
1639                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1640 }
1641
1642 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1643 {
1644         struct page *page, *n;
1645
1646         list_for_each_entry_safe(page, n, list, slab_list) {
1647                 list_del(&page->slab_list);
1648                 slab_destroy(cachep, page);
1649         }
1650 }
1651
1652 /**
1653  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1654  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1655  * @size: size of objects to be created in this cache.
1656  * @flags: slab allocation flags
1657  *
1658  * Also calculates the number of objects per slab.
1659  *
1660  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1661  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1662  * towards high-order requests, this should be changed.
1663  *
1664  * Return: number of left-over bytes in a slab
1665  */
1666 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1667                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1668 {
1669         size_t left_over = 0;
1670         int gfporder;
1671
1672         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1673                 unsigned int num;
1674                 size_t remainder;
1675
1676                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1677                 if (!num)
1678                         continue;
1679
1680                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1681                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1682                         break;
1683
1684                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1685                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1686                         size_t freelist_size;
1687
1688                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1689                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1690                         if (!freelist_cache)
1691                                 continue;
1692
1693                         /*
1694                          * Needed to avoid possible looping condition
1695                          * in cache_grow_begin()
1696                          */
1697                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1698                                 continue;
1699
1700                         /* check if off slab has enough benefit */
1701                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1702                                 continue;
1703                 }
1704
1705                 /* Found something acceptable - save it away */
1706                 cachep->num = num;
1707                 cachep->gfporder = gfporder;
1708                 left_over = remainder;
1709
1710                 /*
1711                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1712                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1713                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1714                  */
1715                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1716                         break;
1717
1718                 /*
1719                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1720                  * currently bad for the gfp()s.
1721                  */
1722                 if (gfporder >= slab_max_order)
1723                         break;
1724
1725                 /*
1726                  * Acceptable internal fragmentation?
1727                  */
1728                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1729                         break;
1730         }
1731         return left_over;
1732 }
1733
1734 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1735                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1736 {
1737         int cpu;
1738         size_t size;
1739         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1740
1741         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1742         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1743
1744         if (!cpu_cache)
1745                 return NULL;
1746
1747         for_each_possible_cpu(cpu) {
1748                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1749                                 entries, batchcount);
1750         }
1751
1752         return cpu_cache;
1753 }
1754
1755 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1756 {
1757         if (slab_state >= FULL)
1758                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1759
1760         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1761         if (!cachep->cpu_cache)
1762                 return 1;
1763
1764         if (slab_state == DOWN) {
1765                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1766                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1767         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1768                 /* For kmem_cache_node */
1769                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1770         } else {
1771                 int node;
1772
1773                 for_each_online_node(node) {
1774                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1775                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1776                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1777                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1778                 }
1779         }
1780
1781         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1782                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1783                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1784
1785         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1786         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1787         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1788         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1789         cachep->batchcount = 1;
1790         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1791         return 0;
1792 }
1793
1794 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1795         slab_flags_t flags, const char *name,
1796         void (*ctor)(void *))
1797 {
1798         return flags;
1799 }
1800
1801 struct kmem_cache *
1802 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1803                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1804 {
1805         struct kmem_cache *cachep;
1806
1807         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1808         if (cachep) {
1809                 cachep->refcount++;
1810
1811                 /*
1812                  * Adjust the object sizes so that we clear
1813                  * the complete object on kzalloc.
1814                  */
1815                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1816         }
1817         return cachep;
1818 }
1819
1820 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1821                         size_t size, slab_flags_t flags)
1822 {
1823         size_t left;
1824
1825         cachep->num = 0;
1826
1827         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1828                 return false;
1829
1830         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1831                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1832         if (!cachep->num)
1833                 return false;
1834
1835         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1836                 return false;
1837
1838         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1839
1840         return true;
1841 }
1842
1843 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1844                         size_t size, slab_flags_t flags)
1845 {
1846         size_t left;
1847
1848         cachep->num = 0;
1849
1850         /*
1851          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1852          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1853          */
1854         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1855                 return false;
1856
1857         /*
1858          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1859          * off-slab (should allow better packing of objs).
1860          */
1861         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1862         if (!cachep->num)
1863                 return false;
1864
1865         /*
1866          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1867          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1868          */
1869         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1870                 return false;
1871
1872         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1873
1874         return true;
1875 }
1876
1877 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1878                         size_t size, slab_flags_t flags)
1879 {
1880         size_t left;
1881
1882         cachep->num = 0;
1883
1884         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1885         if (!cachep->num)
1886                 return false;
1887
1888         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1889
1890         return true;
1891 }
1892
1893 /**
1894  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1895  * @cachep: cache management descriptor
1896  * @flags: SLAB flags
1897  *
1898  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1899  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1900  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1901  *
1902  * The flags are
1903  *
1904  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1905  * to catch references to uninitialised memory.
1906  *
1907  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1908  * for buffer overruns.
1909  *
1910  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1911  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1912  * as davem.
1913  *
1914  * Return: a pointer to the created cache or %NULL in case of error
1915  */
1916 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1917 {
1918         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1919         gfp_t gfp;
1920         int err;
1921         unsigned int size = cachep->size;
1922
1923 #if DEBUG
1924 #if FORCED_DEBUG
1925         /*
1926          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1927          * large objects, if the increased size would increase the object size
1928          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1929          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1930          */
1931         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
1932                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
1933                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1934         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1935                 flags |= SLAB_POISON;
1936 #endif
1937 #endif
1938
1939         /*
1940          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1941          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1942          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1943          */
1944         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
1945
1946         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1947                 ralign = REDZONE_ALIGN;
1948                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
1949                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
1950                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
1951         }
1952
1953         /* 3) caller mandated alignment */
1954         if (ralign < cachep->align) {
1955                 ralign = cachep->align;
1956         }
1957         /* disable debug if necessary */
1958         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
1959                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1960         /*
1961          * 4) Store it.
1962          */
1963         cachep->align = ralign;
1964         cachep->colour_off = cache_line_size();
1965         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1966         if (cachep->colour_off < cachep->align)
1967                 cachep->colour_off = cachep->align;
1968
1969         if (slab_is_available())
1970                 gfp = GFP_KERNEL;
1971         else
1972                 gfp = GFP_NOWAIT;
1973
1974 #if DEBUG
1975
1976         /*
1977          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
1978          * into align above.
1979          */
1980         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1981                 /* add space for red zone words */
1982                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
1983                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
1984         }
1985         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1986                 /* user store requires one word storage behind the end of
1987                  * the real object. But if the second red zone needs to be
1988                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
1989                  */
1990                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1991                         size += REDZONE_ALIGN;
1992                 else
1993                         size += BYTES_PER_WORD;
1994         }
1995 #endif
1996
1997         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
1998
1999         size = ALIGN(size, cachep->align);
2000         /*
2001          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2002          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2003          */
2004         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2005                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2006
2007 #if DEBUG
2008         /*
2009          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2010          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2011          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2012          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2013          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2014          */
2015         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2016                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2017                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2018                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2019
2020                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2021                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2022                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2023                                 size = tmp_size;
2024                                 goto done;
2025                         }
2026                 }
2027         }
2028 #endif
2029
2030         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2031                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2032                 goto done;
2033         }
2034
2035         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2036                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2037                 goto done;
2038         }
2039
2040         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2041                 goto done;
2042
2043         return -E2BIG;
2044
2045 done:
2046         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2047         cachep->flags = flags;
2048         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2049         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2050                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2051         if (flags & SLAB_CACHE_DMA32)
2052                 cachep->allocflags |= GFP_DMA32;
2053         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2054                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2055         cachep->size = size;
2056         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2057
2058 #if DEBUG
2059         /*
2060          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2061          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2062          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2063          */
2064         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2065                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2066                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2067                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2068 #endif
2069
2070         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2071                 cachep->freelist_cache =
2072                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2073         }
2074
2075         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2076         if (err) {
2077                 __kmem_cache_release(cachep);
2078                 return err;
2079         }
2080
2081         return 0;
2082 }
2083
2084 #if DEBUG
2085 static void check_irq_off(void)
2086 {
2087         BUG_ON(!irqs_disabled());
2088 }
2089
2090 static void check_irq_on(void)
2091 {
2092         BUG_ON(irqs_disabled());
2093 }
2094
2095 static void check_mutex_acquired(void)
2096 {
2097         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2098 }
2099
2100 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2101 {
2102 #ifdef CONFIG_SMP
2103         check_irq_off();
2104         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2105 #endif
2106 }
2107
2108 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2109 {
2110 #ifdef CONFIG_SMP
2111         check_irq_off();
2112         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2113 #endif
2114 }
2115
2116 #else
2117 #define check_irq_off() do { } while(0)
2118 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2119 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2120 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2121 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2122 #endif
2123
2124 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2125                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2126 {
2127         int tofree;
2128
2129         if (!ac || !ac->avail)
2130                 return;
2131
2132         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2133         if (tofree > ac->avail)
2134                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2135
2136         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2137         ac->avail -= tofree;
2138         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2139 }
2140
2141 static void do_drain(void *arg)
2142 {
2143         struct kmem_cache *cachep = arg;
2144         struct array_cache *ac;
2145         int node = numa_mem_id();
2146         struct kmem_cache_node *n;
2147         LIST_HEAD(list);
2148
2149         check_irq_off();
2150         ac = cpu_cache_get(cachep);
2151         n = get_node(cachep, node);
2152         spin_lock(&n->list_lock);
2153         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2154         spin_unlock(&n->list_lock);
2155         slabs_destroy(cachep, &list);
2156         ac->avail = 0;
2157 }
2158
2159 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2160 {
2161         struct kmem_cache_node *n;
2162         int node;
2163         LIST_HEAD(list);
2164
2165         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2166         check_irq_on();
2167         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2168                 if (n->alien)
2169                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2170
2171         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2172                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2173                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2174                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2175
2176                 slabs_destroy(cachep, &list);
2177         }
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Remove slabs from the list of free slabs.
2182  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2183  *
2184  * Returns the actual number of slabs released.
2185  */
2186 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2187                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2188 {
2189         struct list_head *p;
2190         int nr_freed;
2191         struct page *page;
2192
2193         nr_freed = 0;
2194         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2195
2196                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2197                 p = n->slabs_free.prev;
2198                 if (p == &n->slabs_free) {
2199                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2200                         goto out;
2201                 }
2202
2203                 page = list_entry(p, struct page, slab_list);
2204                 list_del(&page->slab_list);
2205                 n->free_slabs--;
2206                 n->total_slabs--;
2207                 /*
2208                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2209                  * to the cache.
2210                  */
2211                 n->free_objects -= cache->num;
2212                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2213                 slab_destroy(cache, page);
2214                 nr_freed++;
2215         }
2216 out:
2217         return nr_freed;
2218 }
2219
2220 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2221 {
2222         int node;
2223         struct kmem_cache_node *n;
2224
2225         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2226                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2227                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2228                         return false;
2229         return true;
2230 }
2231
2232 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2233 {
2234         int ret = 0;
2235         int node;
2236         struct kmem_cache_node *n;
2237
2238         drain_cpu_caches(cachep);
2239
2240         check_irq_on();
2241         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2242                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2243
2244                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2245                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2246         }
2247         return (ret ? 1 : 0);
2248 }
2249
2250 #ifdef CONFIG_MEMCG
2251 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *cachep)
2252 {
2253         __kmem_cache_shrink(cachep);
2254 }
2255 #endif
2256
2257 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2258 {
2259         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2260 }
2261
2262 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2263 {
2264         int i;
2265         struct kmem_cache_node *n;
2266
2267         cache_random_seq_destroy(cachep);
2268
2269         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2270
2271         /* NUMA: free the node structures */
2272         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2273                 kfree(n->shared);
2274                 free_alien_cache(n->alien);
2275                 kfree(n);
2276                 cachep->node[i] = NULL;
2277         }
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Get the memory for a slab management obj.
2282  *
2283  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2284  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2285  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2286  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2287  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2288  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2289  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2290  *
2291  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2292  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2293  */
2294 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2295                                    struct page *page, int colour_off,
2296                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2297 {
2298         void *freelist;
2299         void *addr = page_address(page);
2300
2301         page->s_mem = addr + colour_off;
2302         page->active = 0;
2303
2304         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2305                 freelist = NULL;
2306         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2307                 /* Slab management obj is off-slab. */
2308                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2309                                               local_flags, nodeid);
2310                 if (!freelist)
2311                         return NULL;
2312         } else {
2313                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2314                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2315                                 cachep->freelist_size;
2316         }
2317
2318         return freelist;
2319 }
2320
2321 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2322 {
2323         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2324 }
2325
2326 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2327                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2328 {
2329         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2330 }
2331
2332 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2333 {
2334 #if DEBUG
2335         int i;
2336
2337         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2338                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2339
2340                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2341                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2342
2343                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2344                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2345                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2346                 }
2347                 /*
2348                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2349                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2350                  * They must also be threaded.
2351                  */
2352                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2353                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2354                                                    objp + obj_offset(cachep));
2355                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2356                         kasan_poison_object_data(
2357                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2358                 }
2359
2360                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2361                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2362                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2363                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2364                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2365                 }
2366                 /* need to poison the objs? */
2367                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2368                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2369                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2370                 }
2371         }
2372 #endif
2373 }
2374
2375 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2376 /* Hold information during a freelist initialization */
2377 union freelist_init_state {
2378         struct {
2379                 unsigned int pos;
2380                 unsigned int *list;
2381                 unsigned int count;
2382         };
2383         struct rnd_state rnd_state;
2384 };
2385
2386 /*
2387  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2388  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2389  */
2390 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2391                                 struct kmem_cache *cachep,
2392                                 unsigned int count)
2393 {
2394         bool ret;
2395         unsigned int rand;
2396
2397         /* Use best entropy available to define a random shift */
2398         rand = get_random_int();
2399
2400         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2401         if (!cachep->random_seq) {
2402                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2403                 ret = false;
2404         } else {
2405                 state->list = cachep->random_seq;
2406                 state->count = count;
2407                 state->pos = rand % count;
2408                 ret = true;
2409         }
2410         return ret;
2411 }
2412
2413 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2414 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2415 {
2416         if (state->pos >= state->count)
2417                 state->pos = 0;
2418         return state->list[state->pos++];
2419 }
2420
2421 /* Swap two freelist entries */
2422 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2423 {
2424         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2425                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2430  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2431  */
2432 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2433 {
2434         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2435         union freelist_init_state state;
2436         bool precomputed;
2437
2438         if (count < 2)
2439                 return false;
2440
2441         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2442
2443         /* Take a random entry as the objfreelist */
2444         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2445                 if (!precomputed)
2446                         objfreelist = count - 1;
2447                 else
2448                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2449                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2450                                                 obj_offset(cachep);
2451                 count--;
2452         }
2453
2454         /*
2455          * On early boot, generate the list dynamically.
2456          * Later use a pre-computed list for speed.
2457          */
2458         if (!precomputed) {
2459                 for (i = 0; i < count; i++)
2460                         set_free_obj(page, i, i);
2461
2462                 /* Fisher-Yates shuffle */
2463                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2464                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2465                         rand %= (i + 1);
2466                         swap_free_obj(page, i, rand);
2467                 }
2468         } else {
2469                 for (i = 0; i < count; i++)
2470                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2471         }
2472
2473         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2474                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2475
2476         return true;
2477 }
2478 #else
2479 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2480                                 struct page *page)
2481 {
2482         return false;
2483 }
2484 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2485
2486 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2487                             struct page *page)
2488 {
2489         int i;
2490         void *objp;
2491         bool shuffled;
2492
2493         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2494
2495         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2496         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2497
2498         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2499                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2500                                                 obj_offset(cachep);
2501         }
2502
2503         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2504                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2505                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2506
2507                 /* constructor could break poison info */
2508                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2509                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2510                         cachep->ctor(objp);
2511                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2512                 }
2513
2514                 if (!shuffled)
2515                         set_free_obj(page, i, i);
2516         }
2517 }
2518
2519 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2520 {
2521         void *objp;
2522
2523         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2524         page->active++;
2525
2526         return objp;
2527 }
2528
2529 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2530                         struct page *page, void *objp)
2531 {
2532         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2533 #if DEBUG
2534         unsigned int i;
2535
2536         /* Verify double free bug */
2537         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2538                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2539                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2540                                cachep->name, objp);
2541                         BUG();
2542                 }
2543         }
2544 #endif
2545         page->active--;
2546         if (!page->freelist)
2547                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2548
2549         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2550 }
2551
2552 /*
2553  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2554  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2555  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2556  */
2557 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2558                            void *freelist)
2559 {
2560         page->slab_cache = cache;
2561         page->freelist = freelist;
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2566  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2567  */
2568 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2569                                 gfp_t flags, int nodeid)
2570 {
2571         void *freelist;
2572         size_t offset;
2573         gfp_t local_flags;
2574         int page_node;
2575         struct kmem_cache_node *n;
2576         struct page *page;
2577
2578         /*
2579          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2580          * critical path in kmem_cache_alloc().
2581          */
2582         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2583                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
2584                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
2585                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
2586                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
2587                 dump_stack();
2588         }
2589         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2590         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2591
2592         check_irq_off();
2593         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2594                 local_irq_enable();
2595
2596         /*
2597          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2598          * 'nodeid'.
2599          */
2600         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2601         if (!page)
2602                 goto failed;
2603
2604         page_node = page_to_nid(page);
2605         n = get_node(cachep, page_node);
2606
2607         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2608         n->colour_next++;
2609         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2610                 n->colour_next = 0;
2611
2612         offset = n->colour_next;
2613         if (offset >= cachep->colour)
2614                 offset = 0;
2615
2616         offset *= cachep->colour_off;
2617
2618         /*
2619          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2620          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2621          * as it should be for slab pages.
2622          */
2623         kasan_poison_slab(page);
2624
2625         /* Get slab management. */
2626         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2627                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2628         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2629                 goto opps1;
2630
2631         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2632
2633         cache_init_objs(cachep, page);
2634
2635         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2636                 local_irq_disable();
2637
2638         return page;
2639
2640 opps1:
2641         kmem_freepages(cachep, page);
2642 failed:
2643         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2644                 local_irq_disable();
2645         return NULL;
2646 }
2647
2648 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2649 {
2650         struct kmem_cache_node *n;
2651         void *list = NULL;
2652
2653         check_irq_off();
2654
2655         if (!page)
2656                 return;
2657
2658         INIT_LIST_HEAD(&page->slab_list);
2659         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2660
2661         spin_lock(&n->list_lock);
2662         n->total_slabs++;
2663         if (!page->active) {
2664                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2665                 n->free_slabs++;
2666         } else
2667                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2668
2669         STATS_INC_GROWN(cachep);
2670         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2671         spin_unlock(&n->list_lock);
2672
2673         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2674 }
2675
2676 #if DEBUG
2677
2678 /*
2679  * Perform extra freeing checks:
2680  * - detect bad pointers.
2681  * - POISON/RED_ZONE checking
2682  */
2683 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2684 {
2685         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2686                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2687                        (unsigned long)objp);
2688                 BUG();
2689         }
2690 }
2691
2692 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2693 {
2694         unsigned long long redzone1, redzone2;
2695
2696         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2697         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2698
2699         /*
2700          * Redzone is ok.
2701          */
2702         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2703                 return;
2704
2705         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2706                 slab_error(cache, "double free detected");
2707         else
2708                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2709
2710         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2711                obj, redzone1, redzone2);
2712 }
2713
2714 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2715                                    unsigned long caller)
2716 {
2717         unsigned int objnr;
2718         struct page *page;
2719
2720         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2721
2722         objp -= obj_offset(cachep);
2723         kfree_debugcheck(objp);
2724         page = virt_to_head_page(objp);
2725
2726         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2727                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2728                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2729                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2730         }
2731         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2732                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2733
2734         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2735
2736         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2737         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2738
2739         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2740                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2741                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2742         }
2743         return objp;
2744 }
2745
2746 #else
2747 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2748 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2749 #endif
2750
2751 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2752                                                 void **list)
2753 {
2754 #if DEBUG
2755         void *next = *list;
2756         void *objp;
2757
2758         while (next) {
2759                 objp = next - obj_offset(cachep);
2760                 next = *(void **)next;
2761                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2762         }
2763 #endif
2764 }
2765
2766 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2767                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2768                                 void **list)
2769 {
2770         /* move slabp to correct slabp list: */
2771         list_del(&page->slab_list);
2772         if (page->active == cachep->num) {
2773                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_full);
2774                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2775 #if DEBUG
2776                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2777                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2778                                 void **objp = page->freelist;
2779
2780                                 *objp = *list;
2781                                 *list = objp;
2782                         }
2783 #endif
2784                         page->freelist = NULL;
2785                 }
2786         } else
2787                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2788 }
2789
2790 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2791 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2792                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2793 {
2794         if (!page)
2795                 return NULL;
2796
2797         if (pfmemalloc)
2798                 return page;
2799
2800         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2801                 return page;
2802
2803         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2804         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2805                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2806                 return page;
2807         }
2808
2809         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2810         list_del(&page->slab_list);
2811         if (!page->active) {
2812                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2813                 n->free_slabs++;
2814         } else
2815                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2816
2817         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, slab_list) {
2818                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2819                         return page;
2820         }
2821
2822         n->free_touched = 1;
2823         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
2824                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2825                         n->free_slabs--;
2826                         return page;
2827                 }
2828         }
2829
2830         return NULL;
2831 }
2832
2833 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2834 {
2835         struct page *page;
2836
2837         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2838         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page,
2839                                         slab_list);
2840         if (!page) {
2841                 n->free_touched = 1;
2842                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2843                                                 slab_list);
2844                 if (page)
2845                         n->free_slabs--;
2846         }
2847
2848         if (sk_memalloc_socks())
2849                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2850
2851         return page;
2852 }
2853
2854 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2855                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2856 {
2857         struct page *page;
2858         void *obj;
2859         void *list = NULL;
2860
2861         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2862                 return NULL;
2863
2864         spin_lock(&n->list_lock);
2865         page = get_first_slab(n, true);
2866         if (!page) {
2867                 spin_unlock(&n->list_lock);
2868                 return NULL;
2869         }
2870
2871         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2872         n->free_objects--;
2873
2874         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2875
2876         spin_unlock(&n->list_lock);
2877         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2878
2879         return obj;
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2884  * or cache_grow_end() for new slab
2885  */
2886 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2887                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2888 {
2889         /*
2890          * There must be at least one object available for
2891          * allocation.
2892          */
2893         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2894
2895         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2896                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2897                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2898                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2899
2900                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2901         }
2902
2903         return batchcount;
2904 }
2905
2906 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2907 {
2908         int batchcount;
2909         struct kmem_cache_node *n;
2910         struct array_cache *ac, *shared;
2911         int node;
2912         void *list = NULL;
2913         struct page *page;
2914
2915         check_irq_off();
2916         node = numa_mem_id();
2917
2918         ac = cpu_cache_get(cachep);
2919         batchcount = ac->batchcount;
2920         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2921                 /*
2922                  * If there was little recent activity on this cache, then
2923                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2924                  * refill bouncing.
2925                  */
2926                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2927         }
2928         n = get_node(cachep, node);
2929
2930         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2931         shared = READ_ONCE(n->shared);
2932         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2933                 goto direct_grow;
2934
2935         spin_lock(&n->list_lock);
2936         shared = READ_ONCE(n->shared);
2937
2938         /* See if we can refill from the shared array */
2939         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
2940                 shared->touched = 1;
2941                 goto alloc_done;
2942         }
2943
2944         while (batchcount > 0) {
2945                 /* Get slab alloc is to come from. */
2946                 page = get_first_slab(n, false);
2947                 if (!page)
2948                         goto must_grow;
2949
2950                 check_spinlock_acquired(cachep);
2951
2952                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2953                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2954         }
2955
2956 must_grow:
2957         n->free_objects -= ac->avail;
2958 alloc_done:
2959         spin_unlock(&n->list_lock);
2960         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2961
2962 direct_grow:
2963         if (unlikely(!ac->avail)) {
2964                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2965                 if (sk_memalloc_socks()) {
2966                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2967
2968                         if (obj)
2969                                 return obj;
2970                 }
2971
2972                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
2973
2974                 /*
2975                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
2976                  * then ac could change.
2977                  */
2978                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2979                 if (!ac->avail && page)
2980                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2981                 cache_grow_end(cachep, page);
2982
2983                 if (!ac->avail)
2984                         return NULL;
2985         }
2986         ac->touched = 1;
2987
2988         return ac->entry[--ac->avail];
2989 }
2990
2991 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2992                                                 gfp_t flags)
2993 {
2994         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2995 }
2996
2997 #if DEBUG
2998 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2999                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3000 {
3001         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
3002         if (!objp)
3003                 return objp;
3004         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3005                 check_poison_obj(cachep, objp);
3006                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
3007                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3008         }
3009         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3010                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3011
3012         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3013                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3014                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3015                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3016                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3017                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3018                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3019                 }
3020                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3021                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3022         }
3023
3024         objp += obj_offset(cachep);
3025         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3026                 cachep->ctor(objp);
3027         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3028             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3029                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3030                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3031         }
3032         return objp;
3033 }
3034 #else
3035 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3036 #endif
3037
3038 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3039 {
3040         void *objp;
3041         struct array_cache *ac;
3042
3043         check_irq_off();
3044
3045         ac = cpu_cache_get(cachep);
3046         if (likely(ac->avail)) {
3047                 ac->touched = 1;
3048                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3049
3050                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3051                 goto out;
3052         }
3053
3054         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3055         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3056         /*
3057          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3058          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3059          */
3060         ac = cpu_cache_get(cachep);
3061
3062 out:
3063         /*
3064          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3065          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3066          * treat the array pointers as a reference to the object.
3067          */
3068         if (objp)
3069                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3070         return objp;
3071 }
3072
3073 #ifdef CONFIG_NUMA
3074 /*
3075  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3076  *
3077  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3078  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3079  */
3080 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3081 {
3082         int nid_alloc, nid_here;
3083
3084         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3085                 return NULL;
3086         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3087         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3088                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3089         else if (current->mempolicy)
3090                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3091         if (nid_alloc != nid_here)
3092                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3093         return NULL;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3098  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3099  * available node for available objects. If that fails then we
3100  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3101  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3102  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3103  */
3104 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3105 {
3106         struct zonelist *zonelist;
3107         struct zoneref *z;
3108         struct zone *zone;
3109         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3110         void *obj = NULL;
3111         struct page *page;
3112         int nid;
3113         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3114
3115         if (flags & __GFP_THISNODE)
3116                 return NULL;
3117
3118 retry_cpuset:
3119         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3120         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3121
3122 retry:
3123         /*
3124          * Look through allowed nodes for objects available
3125          * from existing per node queues.
3126          */
3127         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3128                 nid = zone_to_nid(zone);
3129
3130                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3131                         get_node(cache, nid) &&
3132                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3133                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3134                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3135                                 if (obj)
3136                                         break;
3137                 }
3138         }
3139
3140         if (!obj) {
3141                 /*
3142                  * This allocation will be performed within the constraints
3143                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3144                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3145                  * set and go into memory reserves if necessary.
3146                  */
3147                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3148                 cache_grow_end(cache, page);
3149                 if (page) {
3150                         nid = page_to_nid(page);
3151                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3152                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3153
3154                         /*
3155                          * Another processor may allocate the objects in
3156                          * the slab since we are not holding any locks.
3157                          */
3158                         if (!obj)
3159                                 goto retry;
3160                 }
3161         }
3162
3163         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3164                 goto retry_cpuset;
3165         return obj;
3166 }
3167
3168 /*
3169  * A interface to enable slab creation on nodeid
3170  */
3171 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3172                                 int nodeid)
3173 {
3174         struct page *page;
3175         struct kmem_cache_node *n;
3176         void *obj = NULL;
3177         void *list = NULL;
3178
3179         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3180         n = get_node(cachep, nodeid);
3181         BUG_ON(!n);
3182
3183         check_irq_off();
3184         spin_lock(&n->list_lock);
3185         page = get_first_slab(n, false);
3186         if (!page)
3187                 goto must_grow;
3188
3189         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3190
3191         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3192         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3193         STATS_SET_HIGH(cachep);
3194
3195         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3196
3197         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3198         n->free_objects--;
3199
3200         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3201
3202         spin_unlock(&n->list_lock);
3203         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3204         return obj;
3205
3206 must_grow:
3207         spin_unlock(&n->list_lock);
3208         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3209         if (page) {
3210                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3211                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3212         }
3213         cache_grow_end(cachep, page);
3214
3215         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3216 }
3217
3218 static __always_inline void *
3219 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3220                    unsigned long caller)
3221 {
3222         unsigned long save_flags;
3223         void *ptr;
3224         int slab_node = numa_mem_id();
3225
3226         flags &= gfp_allowed_mask;
3227         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3228         if (unlikely(!cachep))
3229                 return NULL;
3230
3231         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3232         local_irq_save(save_flags);
3233
3234         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3235                 nodeid = slab_node;
3236
3237         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3238                 /* Node not bootstrapped yet */
3239                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3240                 goto out;
3241         }
3242
3243         if (nodeid == slab_node) {
3244                 /*
3245                  * Use the locally cached objects if possible.
3246                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3247                  * to other nodes. It may fail while we still have
3248                  * objects on other nodes available.
3249                  */
3250                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3251                 if (ptr)
3252                         goto out;
3253         }
3254         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3255         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3256   out:
3257         local_irq_restore(save_flags);
3258         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3259
3260         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3261                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3262
3263         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3264         return ptr;
3265 }
3266
3267 static __always_inline void *
3268 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3269 {
3270         void *objp;
3271
3272         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3273                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3274                 if (objp)
3275                         goto out;
3276         }
3277         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3278
3279         /*
3280          * We may just have run out of memory on the local node.
3281          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3282          */
3283         if (!objp)
3284                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3285
3286   out:
3287         return objp;
3288 }
3289 #else
3290
3291 static __always_inline void *
3292 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3293 {
3294         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3295 }
3296
3297 #endif /* CONFIG_NUMA */
3298
3299 static __always_inline void *
3300 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3301 {
3302         unsigned long save_flags;
3303         void *objp;
3304
3305         flags &= gfp_allowed_mask;
3306         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3307         if (unlikely(!cachep))
3308                 return NULL;
3309
3310         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3311         local_irq_save(save_flags);
3312         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3313         local_irq_restore(save_flags);
3314         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3315         prefetchw(objp);
3316
3317         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3318                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3319
3320         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3321         return objp;
3322 }
3323
3324 /*
3325  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3326  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3327  */
3328 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3329                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3330 {
3331         int i;
3332         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3333         struct page *page;
3334
3335         n->free_objects += nr_objects;
3336
3337         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3338                 void *objp;
3339                 struct page *page;
3340
3341                 objp = objpp[i];
3342
3343                 page = virt_to_head_page(objp);
3344                 list_del(&page->slab_list);
3345                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3346                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3347                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3348
3349                 /* fixup slab chains */
3350                 if (page->active == 0) {
3351                         list_add(&page->slab_list, &n->slabs_free);
3352                         n->free_slabs++;
3353                 } else {
3354                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3355                          * partial list on free - maximum time for the
3356                          * other objects to be freed, too.
3357                          */
3358                         list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
3359                 }
3360         }
3361
3362         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3363                 n->free_objects -= cachep->num;
3364
3365                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, slab_list);
3366                 list_move(&page->slab_list, list);
3367                 n->free_slabs--;
3368                 n->total_slabs--;
3369         }
3370 }
3371
3372 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3373 {
3374         int batchcount;
3375         struct kmem_cache_node *n;
3376         int node = numa_mem_id();
3377         LIST_HEAD(list);
3378
3379         batchcount = ac->batchcount;
3380
3381         check_irq_off();
3382         n = get_node(cachep, node);
3383         spin_lock(&n->list_lock);
3384         if (n->shared) {
3385                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3386                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3387                 if (max) {
3388                         if (batchcount > max)
3389                                 batchcount = max;
3390                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3391                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3392                         shared_array->avail += batchcount;
3393                         goto free_done;
3394                 }
3395         }
3396
3397         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3398 free_done:
3399 #if STATS
3400         {
3401                 int i = 0;
3402                 struct page *page;
3403
3404                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
3405                         BUG_ON(page->active);
3406
3407                         i++;
3408                 }
3409                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3410         }
3411 #endif
3412         spin_unlock(&n->list_lock);
3413         slabs_destroy(cachep, &list);
3414         ac->avail -= batchcount;
3415         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3416 }
3417
3418 /*
3419  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3420  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3421  */
3422 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3423                                          unsigned long caller)
3424 {
3425         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3426         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3427                 return;
3428
3429         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3430 }
3431
3432 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3433                 unsigned long caller)
3434 {
3435         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3436
3437         check_irq_off();
3438         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3439         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3440
3441         /*
3442          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3443          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3444          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3445          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3446          * the cache.
3447          */
3448         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3449                 return;
3450
3451         if (ac->avail < ac->limit) {
3452                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3453         } else {
3454                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3455                 cache_flusharray(cachep, ac);
3456         }
3457
3458         if (sk_memalloc_socks()) {
3459                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3460
3461                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3462                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3463                         return;
3464                 }
3465         }
3466
3467         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3468 }
3469
3470 /**
3471  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3472  * @cachep: The cache to allocate from.
3473  * @flags: See kmalloc().
3474  *
3475  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3476  * if the cache has no available objects.
3477  *
3478  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3479  */
3480 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3481 {
3482         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3483
3484         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3485                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3486
3487         return ret;
3488 }
3489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3490
3491 static __always_inline void
3492 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3493                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3494 {
3495         size_t i;
3496
3497         for (i = 0; i < size; i++)
3498                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3499 }
3500
3501 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3502                           void **p)
3503 {
3504         size_t i;
3505
3506         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3507         if (!s)
3508                 return 0;
3509
3510         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3511
3512         local_irq_disable();
3513         for (i = 0; i < size; i++) {
3514                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3515
3516                 if (unlikely(!objp))
3517                         goto error;
3518                 p[i] = objp;
3519         }
3520         local_irq_enable();
3521
3522         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3523
3524         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3525         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3526                 for (i = 0; i < size; i++)
3527                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3528
3529         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3530         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3531         return size;
3532 error:
3533         local_irq_enable();
3534         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3535         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3536         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3537         return 0;
3538 }
3539 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3540
3541 #ifdef CONFIG_TRACING
3542 void *
3543 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3544 {
3545         void *ret;
3546
3547         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3548
3549         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3550         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3551                       size, cachep->size, flags);
3552         return ret;
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3555 #endif
3556
3557 #ifdef CONFIG_NUMA
3558 /**
3559  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3560  * @cachep: The cache to allocate from.
3561  * @flags: See kmalloc().
3562  * @nodeid: node number of the target node.
3563  *
3564  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3565  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3566  *
3567  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3568  *
3569  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3570  */
3571 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3572 {
3573         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3574
3575         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3576                                     cachep->object_size, cachep->size,
3577                                     flags, nodeid);
3578
3579         return ret;
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3582
3583 #ifdef CONFIG_TRACING
3584 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3585                                   gfp_t flags,
3586                                   int nodeid,
3587                                   size_t size)
3588 {
3589         void *ret;
3590
3591         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3592
3593         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3594         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3595                            size, cachep->size,
3596                            flags, nodeid);
3597         return ret;
3598 }
3599 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3600 #endif
3601
3602 static __always_inline void *
3603 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3604 {
3605         struct kmem_cache *cachep;
3606         void *ret;
3607
3608         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3609                 return NULL;
3610         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3611         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3612                 return cachep;
3613         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3614         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3615
3616         return ret;
3617 }
3618
3619 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3620 {
3621         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3622 }
3623 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3624
3625 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3626                 int node, unsigned long caller)
3627 {
3628         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3631 #endif /* CONFIG_NUMA */
3632
3633 /**
3634  * __do_kmalloc - allocate memory
3635  * @size: how many bytes of memory are required.
3636  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3637  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3638  *
3639  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3640  */
3641 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3642                                           unsigned long caller)
3643 {
3644         struct kmem_cache *cachep;
3645         void *ret;
3646
3647         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3648                 return NULL;
3649         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3650         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3651                 return cachep;
3652         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3653
3654         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3655         trace_kmalloc(caller, ret,
3656                       size, cachep->size, flags);
3657
3658         return ret;
3659 }
3660
3661 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3662 {
3663         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3664 }
3665 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3666
3667 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3668 {
3669         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3670 }
3671 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3672
3673 /**
3674  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3675  * @cachep: The cache the allocation was from.
3676  * @objp: The previously allocated object.
3677  *
3678  * Free an object which was previously allocated from this
3679  * cache.
3680  */
3681 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3682 {
3683         unsigned long flags;
3684         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3685         if (!cachep)
3686                 return;
3687
3688         local_irq_save(flags);
3689         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3690         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3691                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3692         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3693         local_irq_restore(flags);
3694
3695         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3696 }
3697 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3698
3699 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3700 {
3701         struct kmem_cache *s;
3702         size_t i;
3703
3704         local_irq_disable();
3705         for (i = 0; i < size; i++) {
3706                 void *objp = p[i];
3707
3708                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3709                         s = virt_to_cache(objp);
3710                 else
3711                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3712                 if (!s)
3713                         continue;
3714
3715                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3716                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3717                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3718
3719                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3720         }
3721         local_irq_enable();
3722
3723         /* FIXME: add tracing */
3724 }
3725 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3726
3727 /**
3728  * kfree - free previously allocated memory
3729  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3730  *
3731  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3732  *
3733  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3734  * or you will run into trouble.
3735  */
3736 void kfree(const void *objp)
3737 {
3738         struct kmem_cache *c;
3739         unsigned long flags;
3740
3741         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3742
3743         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3744                 return;
3745         local_irq_save(flags);
3746         kfree_debugcheck(objp);
3747         c = virt_to_cache(objp);
3748         if (!c) {
3749                 local_irq_restore(flags);
3750                 return;
3751         }
3752         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3753
3754         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3755         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3756         local_irq_restore(flags);
3757 }
3758 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3759
3760 /*
3761  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3762  */
3763 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3764 {
3765         int ret;
3766         int node;
3767         struct kmem_cache_node *n;
3768
3769         for_each_online_node(node) {
3770                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3771                 if (ret)
3772                         goto fail;
3773
3774         }
3775
3776         return 0;
3777
3778 fail:
3779         if (!cachep->list.next) {
3780                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3781                 node--;
3782                 while (node >= 0) {
3783                         n = get_node(cachep, node);
3784                         if (n) {
3785                                 kfree(n->shared);
3786                                 free_alien_cache(n->alien);
3787                                 kfree(n);
3788                                 cachep->node[node] = NULL;
3789                         }
3790                         node--;
3791                 }
3792         }
3793         return -ENOMEM;
3794 }
3795
3796 /* Always called with the slab_mutex held */
3797 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3798                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3799 {
3800         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3801         int cpu;
3802
3803         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3804         if (!cpu_cache)
3805                 return -ENOMEM;
3806
3807         prev = cachep->cpu_cache;
3808         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3809         /*
3810          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3811          * cpus, so skip the IPIs.
3812          */
3813         if (prev)
3814                 kick_all_cpus_sync();
3815
3816         check_irq_on();
3817         cachep->batchcount = batchcount;
3818         cachep->limit = limit;
3819         cachep->shared = shared;
3820
3821         if (!prev)
3822                 goto setup_node;
3823
3824         for_each_online_cpu(cpu) {
3825                 LIST_HEAD(list);
3826                 int node;
3827                 struct kmem_cache_node *n;
3828                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3829
3830                 node = cpu_to_mem(cpu);
3831                 n = get_node(cachep, node);
3832                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3833                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3834                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3835                 slabs_destroy(cachep, &list);
3836         }
3837         free_percpu(prev);
3838
3839 setup_node:
3840         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3841 }
3842
3843 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3844                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3845 {
3846         int ret;
3847         struct kmem_cache *c;
3848
3849         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3850
3851         if (slab_state < FULL)
3852                 return ret;
3853
3854         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3855                 return ret;
3856
3857         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3858         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3859                 /* return value determined by the root cache only */
3860                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3861         }
3862
3863         return ret;
3864 }
3865
3866 /* Called with slab_mutex held always */
3867 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3868 {
3869         int err;
3870         int limit = 0;
3871         int shared = 0;
3872         int batchcount = 0;
3873
3874         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3875         if (err)
3876                 goto end;
3877
3878         if (!is_root_cache(cachep)) {
3879                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3880                 limit = root->limit;
3881                 shared = root->shared;
3882                 batchcount = root->batchcount;
3883         }
3884
3885         if (limit && shared && batchcount)
3886                 goto skip_setup;
3887         /*
3888          * The head array serves three purposes:
3889          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3890          * - reduce the number of spinlock operations.
3891          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3892          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3893          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3894          * Bonwick.
3895          */
3896         if (cachep->size > 131072)
3897                 limit = 1;
3898         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3899                 limit = 8;
3900         else if (cachep->size > 1024)
3901                 limit = 24;
3902         else if (cachep->size > 256)
3903                 limit = 54;
3904         else
3905                 limit = 120;
3906
3907         /*
3908          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3909          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3910          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3911          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3912          * replaces Bonwick's magazine layer.
3913          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3914          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3915          */
3916         shared = 0;
3917         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3918                 shared = 8;
3919
3920 #if DEBUG
3921         /*
3922          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3923          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3924          */
3925         if (limit > 32)
3926                 limit = 32;
3927 #endif
3928         batchcount = (limit + 1) / 2;
3929 skip_setup:
3930         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3931 end:
3932         if (err)
3933                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3934                        cachep->name, -err);
3935         return err;
3936 }
3937
3938 /*
3939  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3940  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3941  * if drain_array() is used on the shared array.
3942  */
3943 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3944                          struct array_cache *ac, int node)
3945 {
3946         LIST_HEAD(list);
3947
3948         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3949         check_mutex_acquired();
3950
3951         if (!ac || !ac->avail)
3952                 return;
3953
3954         if (ac->touched) {
3955                 ac->touched = 0;
3956                 return;
3957         }
3958
3959         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3960         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3961         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3962
3963         slabs_destroy(cachep, &list);
3964 }
3965
3966 /**
3967  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3968  * @w: work descriptor
3969  *
3970  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3971  * Purpose:
3972  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3973  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3974  *
3975  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3976  * again on the next iteration.
3977  */
3978 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3979 {
3980         struct kmem_cache *searchp;
3981         struct kmem_cache_node *n;
3982         int node = numa_mem_id();
3983         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3984
3985         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3986                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3987                 goto out;
3988
3989         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3990                 check_irq_on();
3991
3992                 /*
3993                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3994                  * have established with reasonable certainty that
3995                  * we can do some work if the lock was obtained.
3996                  */
3997                 n = get_node(searchp, node);
3998
3999                 reap_alien(searchp, n);
4000
4001                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
4002
4003                 /*
4004                  * These are racy checks but it does not matter
4005                  * if we skip one check or scan twice.
4006                  */
4007                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4008                         goto next;
4009
4010                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4011
4012                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4013
4014                 if (n->free_touched)
4015                         n->free_touched = 0;
4016                 else {
4017                         int freed;
4018
4019                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4020                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4021                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4022                 }
4023 next:
4024                 cond_resched();
4025         }
4026         check_irq_on();
4027         mutex_unlock(&slab_mutex);
4028         next_reap_node();
4029 out:
4030         /* Set up the next iteration */
4031         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4032                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4033 }
4034
4035 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4036 {
4037         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4038         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4039         unsigned long free_slabs = 0;
4040         int node;
4041         struct kmem_cache_node *n;
4042
4043         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4044                 check_irq_on();
4045                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4046
4047                 total_slabs += n->total_slabs;
4048                 free_slabs += n->free_slabs;
4049                 free_objs += n->free_objects;
4050
4051                 if (n->shared)
4052                         shared_avail += n->shared->avail;
4053
4054                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4055         }
4056         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4057         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4058         active_objs = num_objs - free_objs;
4059
4060         sinfo->active_objs = active_objs;
4061         sinfo->num_objs = num_objs;
4062         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4063         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4064         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4065         sinfo->limit = cachep->limit;
4066         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4067         sinfo->shared = cachep->shared;
4068         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4069         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4070 }
4071
4072 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4073 {
4074 #if STATS
4075         {                       /* node stats */
4076                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4077                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4078                 unsigned long grown = cachep->grown;
4079                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4080                 unsigned long errors = cachep->errors;
4081                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4082                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4083                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4084                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4085
4086                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4087                            allocs, high, grown,
4088                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4089                            node_frees, overflows);
4090         }
4091         /* cpu stats */
4092         {
4093                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4094                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4095                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4096                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4097
4098                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4099                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4100         }
4101 #endif
4102 }
4103
4104 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4105 /**
4106  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4107  * @file: unused
4108  * @buffer: user buffer
4109  * @count: data length
4110  * @ppos: unused
4111  *
4112  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
4113  */
4114 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4115                        size_t count, loff_t *ppos)
4116 {
4117         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4118         int limit, batchcount, shared, res;
4119         struct kmem_cache *cachep;
4120
4121         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4122                 return -EINVAL;
4123         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4124                 return -EFAULT;
4125         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4126
4127         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4128         if (!tmp)
4129                 return -EINVAL;
4130         *tmp = '\0';
4131         tmp++;
4132         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4133                 return -EINVAL;
4134
4135         /* Find the cache in the chain of caches. */
4136         mutex_lock(&slab_mutex);
4137         res = -EINVAL;
4138         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4139                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4140                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4141                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4142                                 res = 0;
4143                         } else {
4144                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4145                                                        batchcount, shared,
4146                                                        GFP_KERNEL);
4147                         }
4148                         break;
4149                 }
4150         }
4151         mutex_unlock(&slab_mutex);
4152         if (res >= 0)
4153                 res = count;
4154         return res;
4155 }
4156
4157 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4158 /*
4159  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4160  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4161  * cache's usercopy region.
4162  *
4163  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4164  * to indicate an error.
4165  */
4166 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4167                          bool to_user)
4168 {
4169         struct kmem_cache *cachep;
4170         unsigned int objnr;
4171         unsigned long offset;
4172
4173         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4174
4175         /* Find and validate object. */
4176         cachep = page->slab_cache;
4177         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4178         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4179
4180         /* Find offset within object. */
4181         offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4182
4183         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4184         if (offset >= cachep->useroffset &&
4185             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4186             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4187                 return;
4188
4189         /*
4190          * If the copy is still within the allocated object, produce
4191          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4192          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4193          * whitelists.
4194          */
4195         if (usercopy_fallback &&
4196             offset <= cachep->object_size &&
4197             n <= cachep->object_size - offset) {
4198                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4199                 return;
4200         }
4201
4202         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4203 }
4204 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4205
4206 /**
4207  * __ksize -- Uninstrumented ksize.
4208  *
4209  * Unlike ksize(), __ksize() is uninstrumented, and does not provide the same
4210  * safety checks as ksize() with KASAN instrumentation enabled.
4211  */
4212 size_t __ksize(const void *objp)
4213 {
4214         struct kmem_cache *c;
4215         size_t size;
4216
4217         BUG_ON(!objp);
4218         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4219                 return 0;
4220
4221         c = virt_to_cache(objp);
4222         size = c ? c->object_size : 0;
4223
4224         return size;
4225 }
4226 EXPORT_SYMBOL(__ksize);