mm/slab: remove BAD_ALIEN_MAGIC again
[linux-2.6-block.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * struct array_cache
173  *
174  * Purpose:
175  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
176  * - reduce the number of linked list operations
177  * - reduce spinlock operations
178  *
179  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
180  * footprint.
181  *
182  */
183 struct array_cache {
184         unsigned int avail;
185         unsigned int limit;
186         unsigned int batchcount;
187         unsigned int touched;
188         void *entry[];  /*
189                          * Must have this definition in here for the proper
190                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
191                          * the entries.
192                          */
193 };
194
195 struct alien_cache {
196         spinlock_t lock;
197         struct array_cache ac;
198 };
199
200 /*
201  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
202  */
203 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
204 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
205 #define CACHE_CACHE 0
206 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
207
208 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
209                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
210 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
211                         int node, struct list_head *list);
212 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
213 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
214 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
215
216 static int slab_early_init = 1;
217
218 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
219
220 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
221 {
222         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
223         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
224         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
225         parent->shared = NULL;
226         parent->alien = NULL;
227         parent->colour_next = 0;
228         spin_lock_init(&parent->list_lock);
229         parent->free_objects = 0;
230         parent->free_touched = 0;
231 }
232
233 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
234         do {                                                            \
235                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
236                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
237         } while (0)
238
239 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
240         do {                                                            \
241         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
242         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
243         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
244         } while (0)
245
246 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
247 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
248 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
249 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
250
251 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
252 /*
253  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
254  * cpucache drain/refill cycles.
255  *
256  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
257  * which could lock up otherwise freeable slabs.
258  */
259 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
260 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
261
262 #if STATS
263 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
264 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
265 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
266 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
267 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
268 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
269         do {                                                            \
270                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
271                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
272         } while (0)
273 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
274 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
275 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
276 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
277 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
280                         (x)->max_freeable = i;                          \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
283 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
284 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
285 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
286 #else
287 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
288 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
289 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
290 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
291 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
292 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
293 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
294 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
295 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
296 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
297 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
299 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
300 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
301 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
302 #endif
303
304 #if DEBUG
305
306 /*
307  * memory layout of objects:
308  * 0            : objp
309  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
310  *              the end of an object is aligned with the end of the real
311  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
312  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
313  *              redzone word.
314  * cachep->obj_offset: The real object.
315  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
316  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
317  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
318  */
319 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
320 {
321         return cachep->obj_offset;
322 }
323
324 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
325 {
326         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
327         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
328                                       sizeof(unsigned long long));
329 }
330
331 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
332 {
333         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
334         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
335                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
336                                               sizeof(unsigned long long) -
337                                               REDZONE_ALIGN);
338         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
339                                        sizeof(unsigned long long));
340 }
341
342 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
343 {
344         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
345         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
346 }
347
348 #else
349
350 #define obj_offset(x)                   0
351 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
352 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
353 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
354
355 #endif
356
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
358
359 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
360 {
361         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
362 }
363
364 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
365 {
366         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
367 }
368
369 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
370 {
371         if (is_store_user_clean(cachep))
372                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
373 }
374
375 #else
376 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
377
378 #endif
379
380 /*
381  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
382  * overridden on the command line.
383  */
384 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
385 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
386 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
387 static bool slab_max_order_set __initdata;
388
389 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
390 {
391         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
392         return page->slab_cache;
393 }
394
395 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
396                                  unsigned int idx)
397 {
398         return page->s_mem + cache->size * idx;
399 }
400
401 /*
402  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
403  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
404  *   we can replace (offset / cache->size) by
405  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
406  */
407 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
408                                         const struct page *page, void *obj)
409 {
410         u32 offset = (obj - page->s_mem);
411         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
412 }
413
414 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
425
426 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
427 {
428         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
429 }
430
431 /*
432  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
433  */
434 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
435                 unsigned long flags, size_t *left_over)
436 {
437         unsigned int num;
438         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
439
440         /*
441          * The slab management structure can be either off the slab or
442          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
443          * slab is used for:
444          *
445          * - @buffer_size bytes for each object
446          * - One freelist_idx_t for each object
447          *
448          * We don't need to consider alignment of freelist because
449          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
450          * at the correct alignment.
451          *
452          * If the slab management structure is off the slab, then the
453          * alignment will already be calculated into the size. Because
454          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
455          * correct alignment when allocated.
456          */
457         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
458                 num = slab_size / buffer_size;
459                 *left_over = slab_size % buffer_size;
460         } else {
461                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
462                 *left_over = slab_size %
463                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464         }
465
466         return num;
467 }
468
469 #if DEBUG
470 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
471
472 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
473                         char *msg)
474 {
475         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
476                function, cachep->name, msg);
477         dump_stack();
478         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
479 }
480 #endif
481
482 /*
483  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
484  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
485  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
486  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
487  * line
488   */
489
490 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
491 static int __init noaliencache_setup(char *s)
492 {
493         use_alien_caches = 0;
494         return 1;
495 }
496 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
497
498 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
499 {
500         get_option(&str, &slab_max_order);
501         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
502                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
503         slab_max_order_set = true;
504
505         return 1;
506 }
507 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
508
509 #ifdef CONFIG_NUMA
510 /*
511  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
512  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
513  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
514  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
515  */
516 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
517
518 static void init_reap_node(int cpu)
519 {
520         int node;
521
522         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
523         if (node == MAX_NUMNODES)
524                 node = first_node(node_online_map);
525
526         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
527 }
528
529 static void next_reap_node(void)
530 {
531         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
532
533         node = next_node(node, node_online_map);
534         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
535                 node = first_node(node_online_map);
536         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
537 }
538
539 #else
540 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
541 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
542 #endif
543
544 /*
545  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
546  * via the workqueue/eventd.
547  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
548  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
549  * lock.
550  */
551 static void start_cpu_timer(int cpu)
552 {
553         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
554
555         /*
556          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
557          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
558          * at that time.
559          */
560         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
561                 init_reap_node(cpu);
562                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
563                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
564                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
565         }
566 }
567
568 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
569 {
570         /*
571          * The array_cache structures contain pointers to free object.
572          * However, when such objects are allocated or transferred to another
573          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
574          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
575          * not scan such objects.
576          */
577         kmemleak_no_scan(ac);
578         if (ac) {
579                 ac->avail = 0;
580                 ac->limit = limit;
581                 ac->batchcount = batch;
582                 ac->touched = 0;
583         }
584 }
585
586 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
587                                             int batchcount, gfp_t gfp)
588 {
589         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
590         struct array_cache *ac = NULL;
591
592         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
593         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
594         return ac;
595 }
596
597 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
598                                         struct page *page, void *objp)
599 {
600         struct kmem_cache_node *n;
601         int page_node;
602         LIST_HEAD(list);
603
604         page_node = page_to_nid(page);
605         n = get_node(cachep, page_node);
606
607         spin_lock(&n->list_lock);
608         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
609         spin_unlock(&n->list_lock);
610
611         slabs_destroy(cachep, &list);
612 }
613
614 /*
615  * Transfer objects in one arraycache to another.
616  * Locking must be handled by the caller.
617  *
618  * Return the number of entries transferred.
619  */
620 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
621                 struct array_cache *from, unsigned int max)
622 {
623         /* Figure out how many entries to transfer */
624         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
625
626         if (!nr)
627                 return 0;
628
629         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
630                         sizeof(void *) *nr);
631
632         from->avail -= nr;
633         to->avail += nr;
634         return nr;
635 }
636
637 #ifndef CONFIG_NUMA
638
639 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
640 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
641
642 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
643                                                 int limit, gfp_t gfp)
644 {
645         return NULL;
646 }
647
648 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
649 {
650 }
651
652 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
653 {
654         return 0;
655 }
656
657 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
658                 gfp_t flags)
659 {
660         return NULL;
661 }
662
663 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
664                  gfp_t flags, int nodeid)
665 {
666         return NULL;
667 }
668
669 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
670 {
671         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
672 }
673
674 #else   /* CONFIG_NUMA */
675
676 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
677 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
678
679 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
680                                                 int batch, gfp_t gfp)
681 {
682         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
683         struct alien_cache *alc = NULL;
684
685         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
686         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
687         spin_lock_init(&alc->lock);
688         return alc;
689 }
690
691 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
692 {
693         struct alien_cache **alc_ptr;
694         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
695         int i;
696
697         if (limit > 1)
698                 limit = 12;
699         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
700         if (!alc_ptr)
701                 return NULL;
702
703         for_each_node(i) {
704                 if (i == node || !node_online(i))
705                         continue;
706                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
707                 if (!alc_ptr[i]) {
708                         for (i--; i >= 0; i--)
709                                 kfree(alc_ptr[i]);
710                         kfree(alc_ptr);
711                         return NULL;
712                 }
713         }
714         return alc_ptr;
715 }
716
717 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
718 {
719         int i;
720
721         if (!alc_ptr)
722                 return;
723         for_each_node(i)
724             kfree(alc_ptr[i]);
725         kfree(alc_ptr);
726 }
727
728 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
729                                 struct array_cache *ac, int node,
730                                 struct list_head *list)
731 {
732         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
733
734         if (ac->avail) {
735                 spin_lock(&n->list_lock);
736                 /*
737                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
738                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
739                  * into the free lists and getting them back later.
740                  */
741                 if (n->shared)
742                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
743
744                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
745                 ac->avail = 0;
746                 spin_unlock(&n->list_lock);
747         }
748 }
749
750 /*
751  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
752  */
753 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
754 {
755         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
756
757         if (n->alien) {
758                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
759                 struct array_cache *ac;
760
761                 if (alc) {
762                         ac = &alc->ac;
763                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
764                                 LIST_HEAD(list);
765
766                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
767                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
768                                 slabs_destroy(cachep, &list);
769                         }
770                 }
771         }
772 }
773
774 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
775                                 struct alien_cache **alien)
776 {
777         int i = 0;
778         struct alien_cache *alc;
779         struct array_cache *ac;
780         unsigned long flags;
781
782         for_each_online_node(i) {
783                 alc = alien[i];
784                 if (alc) {
785                         LIST_HEAD(list);
786
787                         ac = &alc->ac;
788                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
789                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
790                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
791                         slabs_destroy(cachep, &list);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
797                                 int node, int page_node)
798 {
799         struct kmem_cache_node *n;
800         struct alien_cache *alien = NULL;
801         struct array_cache *ac;
802         LIST_HEAD(list);
803
804         n = get_node(cachep, node);
805         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
806         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
807                 alien = n->alien[page_node];
808                 ac = &alien->ac;
809                 spin_lock(&alien->lock);
810                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
811                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
812                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
813                 }
814                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
815                 spin_unlock(&alien->lock);
816                 slabs_destroy(cachep, &list);
817         } else {
818                 n = get_node(cachep, page_node);
819                 spin_lock(&n->list_lock);
820                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
821                 spin_unlock(&n->list_lock);
822                 slabs_destroy(cachep, &list);
823         }
824         return 1;
825 }
826
827 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
828 {
829         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
830         int node = numa_mem_id();
831         /*
832          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
833          * cache on this cpu.
834          */
835         if (likely(node == page_node))
836                 return 0;
837
838         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
839 }
840
841 /*
842  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
843  * warn about failures.
844  */
845 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
846 {
847         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
848 }
849 #endif
850
851 /*
852  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
853  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
854  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
855  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
856  * already in use.
857  *
858  * Must hold slab_mutex.
859  */
860 static int init_cache_node_node(int node)
861 {
862         struct kmem_cache *cachep;
863         struct kmem_cache_node *n;
864         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
865
866         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
867                 /*
868                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
869                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
870                  * node has not already allocated this
871                  */
872                 n = get_node(cachep, node);
873                 if (!n) {
874                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
875                         if (!n)
876                                 return -ENOMEM;
877                         kmem_cache_node_init(n);
878                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
879                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
880
881                         /*
882                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
883                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
884                          * protection here.
885                          */
886                         cachep->node[node] = n;
887                 }
888
889                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
890                 n->free_limit =
891                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
892                         cachep->batchcount + cachep->num;
893                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
894         }
895         return 0;
896 }
897
898 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
899                                                 struct kmem_cache_node *n)
900 {
901         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
902 }
903
904 static void cpuup_canceled(long cpu)
905 {
906         struct kmem_cache *cachep;
907         struct kmem_cache_node *n = NULL;
908         int node = cpu_to_mem(cpu);
909         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
910
911         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
912                 struct array_cache *nc;
913                 struct array_cache *shared;
914                 struct alien_cache **alien;
915                 LIST_HEAD(list);
916
917                 n = get_node(cachep, node);
918                 if (!n)
919                         continue;
920
921                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
922
923                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
924                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
925
926                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
927                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
928                 if (nc) {
929                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
930                         nc->avail = 0;
931                 }
932
933                 if (!cpumask_empty(mask)) {
934                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
935                         goto free_slab;
936                 }
937
938                 shared = n->shared;
939                 if (shared) {
940                         free_block(cachep, shared->entry,
941                                    shared->avail, node, &list);
942                         n->shared = NULL;
943                 }
944
945                 alien = n->alien;
946                 n->alien = NULL;
947
948                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
949
950                 kfree(shared);
951                 if (alien) {
952                         drain_alien_cache(cachep, alien);
953                         free_alien_cache(alien);
954                 }
955
956 free_slab:
957                 slabs_destroy(cachep, &list);
958         }
959         /*
960          * In the previous loop, all the objects were freed to
961          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
962          * shrink each nodelist to its limit.
963          */
964         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
965                 n = get_node(cachep, node);
966                 if (!n)
967                         continue;
968                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
969         }
970 }
971
972 static int cpuup_prepare(long cpu)
973 {
974         struct kmem_cache *cachep;
975         struct kmem_cache_node *n = NULL;
976         int node = cpu_to_mem(cpu);
977         int err;
978
979         /*
980          * We need to do this right in the beginning since
981          * alloc_arraycache's are going to use this list.
982          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
983          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
984          */
985         err = init_cache_node_node(node);
986         if (err < 0)
987                 goto bad;
988
989         /*
990          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
991          * array caches
992          */
993         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
994                 struct array_cache *shared = NULL;
995                 struct alien_cache **alien = NULL;
996
997                 if (cachep->shared) {
998                         shared = alloc_arraycache(node,
999                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1000                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1001                         if (!shared)
1002                                 goto bad;
1003                 }
1004                 if (use_alien_caches) {
1005                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1006                         if (!alien) {
1007                                 kfree(shared);
1008                                 goto bad;
1009                         }
1010                 }
1011                 n = get_node(cachep, node);
1012                 BUG_ON(!n);
1013
1014                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1015                 if (!n->shared) {
1016                         /*
1017                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1018                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1019                          */
1020                         n->shared = shared;
1021                         shared = NULL;
1022                 }
1023 #ifdef CONFIG_NUMA
1024                 if (!n->alien) {
1025                         n->alien = alien;
1026                         alien = NULL;
1027                 }
1028 #endif
1029                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1030                 kfree(shared);
1031                 free_alien_cache(alien);
1032         }
1033
1034         return 0;
1035 bad:
1036         cpuup_canceled(cpu);
1037         return -ENOMEM;
1038 }
1039
1040 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1041                                     unsigned long action, void *hcpu)
1042 {
1043         long cpu = (long)hcpu;
1044         int err = 0;
1045
1046         switch (action) {
1047         case CPU_UP_PREPARE:
1048         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1049                 mutex_lock(&slab_mutex);
1050                 err = cpuup_prepare(cpu);
1051                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1052                 break;
1053         case CPU_ONLINE:
1054         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1055                 start_cpu_timer(cpu);
1056                 break;
1057 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1058         case CPU_DOWN_PREPARE:
1059         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1060                 /*
1061                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1062                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1063                  * anything expensive but will only modify reap_work
1064                  * and reschedule the timer.
1065                 */
1066                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1067                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1068                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1069                 break;
1070         case CPU_DOWN_FAILED:
1071         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1072                 start_cpu_timer(cpu);
1073                 break;
1074         case CPU_DEAD:
1075         case CPU_DEAD_FROZEN:
1076                 /*
1077                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1078                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1079                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1080                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1081                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1082                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1083                  */
1084                 /* fall through */
1085 #endif
1086         case CPU_UP_CANCELED:
1087         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1088                 mutex_lock(&slab_mutex);
1089                 cpuup_canceled(cpu);
1090                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1091                 break;
1092         }
1093         return notifier_from_errno(err);
1094 }
1095
1096 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1097         &cpuup_callback, NULL, 0
1098 };
1099
1100 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1101 /*
1102  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1103  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1104  * removed.
1105  *
1106  * Must hold slab_mutex.
1107  */
1108 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1109 {
1110         struct kmem_cache *cachep;
1111         int ret = 0;
1112
1113         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1114                 struct kmem_cache_node *n;
1115
1116                 n = get_node(cachep, node);
1117                 if (!n)
1118                         continue;
1119
1120                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1121
1122                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1123                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1124                         ret = -EBUSY;
1125                         break;
1126                 }
1127         }
1128         return ret;
1129 }
1130
1131 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1132                                         unsigned long action, void *arg)
1133 {
1134         struct memory_notify *mnb = arg;
1135         int ret = 0;
1136         int nid;
1137
1138         nid = mnb->status_change_nid;
1139         if (nid < 0)
1140                 goto out;
1141
1142         switch (action) {
1143         case MEM_GOING_ONLINE:
1144                 mutex_lock(&slab_mutex);
1145                 ret = init_cache_node_node(nid);
1146                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1147                 break;
1148         case MEM_GOING_OFFLINE:
1149                 mutex_lock(&slab_mutex);
1150                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1151                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1152                 break;
1153         case MEM_ONLINE:
1154         case MEM_OFFLINE:
1155         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1156         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1157                 break;
1158         }
1159 out:
1160         return notifier_from_errno(ret);
1161 }
1162 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1163
1164 /*
1165  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1166  */
1167 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1168                                 int nodeid)
1169 {
1170         struct kmem_cache_node *ptr;
1171
1172         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1173         BUG_ON(!ptr);
1174
1175         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1176         /*
1177          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1178          */
1179         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1180
1181         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1182         cachep->node[nodeid] = ptr;
1183 }
1184
1185 /*
1186  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1187  * size of kmem_cache_node.
1188  */
1189 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1190 {
1191         int node;
1192
1193         for_each_online_node(node) {
1194                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1195                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1196                     REAPTIMEOUT_NODE +
1197                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1198         }
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1203  * before smp_init().
1204  */
1205 void __init kmem_cache_init(void)
1206 {
1207         int i;
1208
1209         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1210                                         sizeof(struct rcu_head));
1211         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1212
1213         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1214                 use_alien_caches = 0;
1215
1216         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1217                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1218
1219         /*
1220          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1221          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1222          * not overridden on the command line.
1223          */
1224         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1225                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1226
1227         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1228          * from caches that do not exist yet:
1229          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1230          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1231          *    kmem_cache is statically allocated.
1232          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1233          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1234          *    array at the end of the bootstrap.
1235          * 2) Create the first kmalloc cache.
1236          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1237          *    An __init data area is used for the head array.
1238          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1239          *    head arrays.
1240          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1241          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1242          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1243          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1244          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1245          */
1246
1247         /* 1) create the kmem_cache */
1248
1249         /*
1250          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1251          */
1252         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1253                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1254                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1255                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1256         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1257         slab_state = PARTIAL;
1258
1259         /*
1260          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1261          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1262          */
1263         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1264                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1265         slab_state = PARTIAL_NODE;
1266         setup_kmalloc_cache_index_table();
1267
1268         slab_early_init = 0;
1269
1270         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1271         {
1272                 int nid;
1273
1274                 for_each_online_node(nid) {
1275                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1276
1277                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1278                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1279                 }
1280         }
1281
1282         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1283 }
1284
1285 void __init kmem_cache_init_late(void)
1286 {
1287         struct kmem_cache *cachep;
1288
1289         slab_state = UP;
1290
1291         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1292         mutex_lock(&slab_mutex);
1293         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1294                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1295                         BUG();
1296         mutex_unlock(&slab_mutex);
1297
1298         /* Done! */
1299         slab_state = FULL;
1300
1301         /*
1302          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1303          * cpu_cache_get for all new cpus
1304          */
1305         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1306
1307 #ifdef CONFIG_NUMA
1308         /*
1309          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1310          * node.
1311          */
1312         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1313 #endif
1314
1315         /*
1316          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1317          * of the kernel is not yet operational.
1318          */
1319 }
1320
1321 static int __init cpucache_init(void)
1322 {
1323         int cpu;
1324
1325         /*
1326          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1327          */
1328         for_each_online_cpu(cpu)
1329                 start_cpu_timer(cpu);
1330
1331         /* Done! */
1332         slab_state = FULL;
1333         return 0;
1334 }
1335 __initcall(cpucache_init);
1336
1337 static noinline void
1338 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1339 {
1340 #if DEBUG
1341         struct kmem_cache_node *n;
1342         struct page *page;
1343         unsigned long flags;
1344         int node;
1345         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1346                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1347
1348         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1349                 return;
1350
1351         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1352                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1353         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1354                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1355
1356         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1357                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1358                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1359
1360                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1361                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1362                         active_objs += cachep->num;
1363                         active_slabs++;
1364                 }
1365                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1366                         active_objs += page->active;
1367                         active_slabs++;
1368                 }
1369                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1370                         num_slabs++;
1371
1372                 free_objects += n->free_objects;
1373                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1374
1375                 num_slabs += active_slabs;
1376                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1377                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1378                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1379                         free_objects);
1380         }
1381 #endif
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1386  * kmem_cache_node ->list_lock.
1387  *
1388  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1389  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1390  * would be relatively rare and ignorable.
1391  */
1392 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1393                                                                 int nodeid)
1394 {
1395         struct page *page;
1396         int nr_pages;
1397
1398         flags |= cachep->allocflags;
1399         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1400                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1401
1402         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1403         if (!page) {
1404                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1405                 return NULL;
1406         }
1407
1408         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1409                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1410                 return NULL;
1411         }
1412
1413         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1414         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1415                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1416                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1417         else
1418                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1419                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1420
1421         __SetPageSlab(page);
1422         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1423         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1424                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1425
1426         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1427                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1428
1429                 if (cachep->ctor)
1430                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1431                 else
1432                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1433         }
1434
1435         return page;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Interface to system's page release.
1440  */
1441 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1442 {
1443         int order = cachep->gfporder;
1444         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1445
1446         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1447
1448         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1449                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1450                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1451         else
1452                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1453                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1454
1455         BUG_ON(!PageSlab(page));
1456         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1457         __ClearPageSlab(page);
1458         page_mapcount_reset(page);
1459         page->mapping = NULL;
1460
1461         if (current->reclaim_state)
1462                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1463         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1464         __free_pages(page, order);
1465 }
1466
1467 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1468 {
1469         struct kmem_cache *cachep;
1470         struct page *page;
1471
1472         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1473         cachep = page->slab_cache;
1474
1475         kmem_freepages(cachep, page);
1476 }
1477
1478 #if DEBUG
1479 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1480 {
1481         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1482                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1483                 return true;
1484
1485         return false;
1486 }
1487
1488 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1489 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1490                             unsigned long caller)
1491 {
1492         int size = cachep->object_size;
1493
1494         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1495
1496         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1497                 return;
1498
1499         *addr++ = 0x12345678;
1500         *addr++ = caller;
1501         *addr++ = smp_processor_id();
1502         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1503         {
1504                 unsigned long *sptr = &caller;
1505                 unsigned long svalue;
1506
1507                 while (!kstack_end(sptr)) {
1508                         svalue = *sptr++;
1509                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1510                                 *addr++ = svalue;
1511                                 size -= sizeof(unsigned long);
1512                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1513                                         break;
1514                         }
1515                 }
1516
1517         }
1518         *addr++ = 0x87654321;
1519 }
1520
1521 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1522                                 int map, unsigned long caller)
1523 {
1524         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1525                 return;
1526
1527         if (caller)
1528                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1529
1530         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1531 }
1532
1533 #else
1534 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1535                                 int map, unsigned long caller) {}
1536
1537 #endif
1538
1539 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1540 {
1541         int size = cachep->object_size;
1542         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1543
1544         memset(addr, val, size);
1545         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1546 }
1547
1548 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1549 {
1550         int i;
1551         unsigned char error = 0;
1552         int bad_count = 0;
1553
1554         pr_err("%03x: ", offset);
1555         for (i = 0; i < limit; i++) {
1556                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1557                         error = data[offset + i];
1558                         bad_count++;
1559                 }
1560         }
1561         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1562                         &data[offset], limit, 1);
1563
1564         if (bad_count == 1) {
1565                 error ^= POISON_FREE;
1566                 if (!(error & (error - 1))) {
1567                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1568 #ifdef CONFIG_X86
1569                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1570 #else
1571                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1572 #endif
1573                 }
1574         }
1575 }
1576 #endif
1577
1578 #if DEBUG
1579
1580 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1581 {
1582         int i, size;
1583         char *realobj;
1584
1585         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1586                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1587                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1588                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1589         }
1590
1591         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1592                 pr_err("Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1593                        *dbg_userword(cachep, objp),
1594                        *dbg_userword(cachep, objp));
1595         }
1596         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1597         size = cachep->object_size;
1598         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1599                 int limit;
1600                 limit = 16;
1601                 if (i + limit > size)
1602                         limit = size - i;
1603                 dump_line(realobj, i, limit);
1604         }
1605 }
1606
1607 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1608 {
1609         char *realobj;
1610         int size, i;
1611         int lines = 0;
1612
1613         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1614                 return;
1615
1616         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1617         size = cachep->object_size;
1618
1619         for (i = 0; i < size; i++) {
1620                 char exp = POISON_FREE;
1621                 if (i == size - 1)
1622                         exp = POISON_END;
1623                 if (realobj[i] != exp) {
1624                         int limit;
1625                         /* Mismatch ! */
1626                         /* Print header */
1627                         if (lines == 0) {
1628                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1629                                        print_tainted(), cachep->name,
1630                                        realobj, size);
1631                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1632                         }
1633                         /* Hexdump the affected line */
1634                         i = (i / 16) * 16;
1635                         limit = 16;
1636                         if (i + limit > size)
1637                                 limit = size - i;
1638                         dump_line(realobj, i, limit);
1639                         i += 16;
1640                         lines++;
1641                         /* Limit to 5 lines */
1642                         if (lines > 5)
1643                                 break;
1644                 }
1645         }
1646         if (lines != 0) {
1647                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1648                  * exist:
1649                  */
1650                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1651                 unsigned int objnr;
1652
1653                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1654                 if (objnr) {
1655                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1656                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1657                         pr_err("Prev obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1658                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1659                 }
1660                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1661                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1662                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1663                         pr_err("Next obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1664                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1665                 }
1666         }
1667 }
1668 #endif
1669
1670 #if DEBUG
1671 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1672                                                 struct page *page)
1673 {
1674         int i;
1675
1676         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1677                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1678                         POISON_FREE);
1679         }
1680
1681         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1682                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1683
1684                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1685                         check_poison_obj(cachep, objp);
1686                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1687                 }
1688                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1689                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1690                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1691                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1692                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1693                 }
1694         }
1695 }
1696 #else
1697 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1698                                                 struct page *page)
1699 {
1700 }
1701 #endif
1702
1703 /**
1704  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1705  * @cachep: cache pointer being destroyed
1706  * @page: page pointer being destroyed
1707  *
1708  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1709  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1710  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1711  */
1712 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1713 {
1714         void *freelist;
1715
1716         freelist = page->freelist;
1717         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1718         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1719                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1720         else
1721                 kmem_freepages(cachep, page);
1722
1723         /*
1724          * From now on, we don't use freelist
1725          * although actual page can be freed in rcu context
1726          */
1727         if (OFF_SLAB(cachep))
1728                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1729 }
1730
1731 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1732 {
1733         struct page *page, *n;
1734
1735         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1736                 list_del(&page->lru);
1737                 slab_destroy(cachep, page);
1738         }
1739 }
1740
1741 /**
1742  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1743  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1744  * @size: size of objects to be created in this cache.
1745  * @flags: slab allocation flags
1746  *
1747  * Also calculates the number of objects per slab.
1748  *
1749  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1750  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1751  * towards high-order requests, this should be changed.
1752  */
1753 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1754                                 size_t size, unsigned long flags)
1755 {
1756         size_t left_over = 0;
1757         int gfporder;
1758
1759         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1760                 unsigned int num;
1761                 size_t remainder;
1762
1763                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1764                 if (!num)
1765                         continue;
1766
1767                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1768                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1769                         break;
1770
1771                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1772                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1773                         size_t freelist_size;
1774
1775                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1776                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1777                         if (!freelist_cache)
1778                                 continue;
1779
1780                         /*
1781                          * Needed to avoid possible looping condition
1782                          * in cache_grow()
1783                          */
1784                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1785                                 continue;
1786
1787                         /* check if off slab has enough benefit */
1788                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1789                                 continue;
1790                 }
1791
1792                 /* Found something acceptable - save it away */
1793                 cachep->num = num;
1794                 cachep->gfporder = gfporder;
1795                 left_over = remainder;
1796
1797                 /*
1798                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1799                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1800                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1801                  */
1802                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1803                         break;
1804
1805                 /*
1806                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1807                  * currently bad for the gfp()s.
1808                  */
1809                 if (gfporder >= slab_max_order)
1810                         break;
1811
1812                 /*
1813                  * Acceptable internal fragmentation?
1814                  */
1815                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1816                         break;
1817         }
1818         return left_over;
1819 }
1820
1821 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1822                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1823 {
1824         int cpu;
1825         size_t size;
1826         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1827
1828         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1829         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1830
1831         if (!cpu_cache)
1832                 return NULL;
1833
1834         for_each_possible_cpu(cpu) {
1835                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1836                                 entries, batchcount);
1837         }
1838
1839         return cpu_cache;
1840 }
1841
1842 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1843 {
1844         if (slab_state >= FULL)
1845                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1846
1847         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1848         if (!cachep->cpu_cache)
1849                 return 1;
1850
1851         if (slab_state == DOWN) {
1852                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1853                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1854         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1855                 /* For kmem_cache_node */
1856                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1857         } else {
1858                 int node;
1859
1860                 for_each_online_node(node) {
1861                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1862                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1863                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1864                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1865                 }
1866         }
1867
1868         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1869                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1870                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1871
1872         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1873         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1874         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1875         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1876         cachep->batchcount = 1;
1877         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1878         return 0;
1879 }
1880
1881 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1882         unsigned long flags, const char *name,
1883         void (*ctor)(void *))
1884 {
1885         return flags;
1886 }
1887
1888 struct kmem_cache *
1889 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1890                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1891 {
1892         struct kmem_cache *cachep;
1893
1894         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1895         if (cachep) {
1896                 cachep->refcount++;
1897
1898                 /*
1899                  * Adjust the object sizes so that we clear
1900                  * the complete object on kzalloc.
1901                  */
1902                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1903         }
1904         return cachep;
1905 }
1906
1907 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1908                         size_t size, unsigned long flags)
1909 {
1910         size_t left;
1911
1912         cachep->num = 0;
1913
1914         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1915                 return false;
1916
1917         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1918                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1919         if (!cachep->num)
1920                 return false;
1921
1922         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1923                 return false;
1924
1925         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1926
1927         return true;
1928 }
1929
1930 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1931                         size_t size, unsigned long flags)
1932 {
1933         size_t left;
1934
1935         cachep->num = 0;
1936
1937         /*
1938          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1939          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1940          */
1941         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1942                 return false;
1943
1944         /*
1945          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1946          * off-slab (should allow better packing of objs).
1947          */
1948         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1949         if (!cachep->num)
1950                 return false;
1951
1952         /*
1953          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1954          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1955          */
1956         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1957                 return false;
1958
1959         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1960
1961         return true;
1962 }
1963
1964 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1965                         size_t size, unsigned long flags)
1966 {
1967         size_t left;
1968
1969         cachep->num = 0;
1970
1971         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1972         if (!cachep->num)
1973                 return false;
1974
1975         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1976
1977         return true;
1978 }
1979
1980 /**
1981  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1982  * @cachep: cache management descriptor
1983  * @flags: SLAB flags
1984  *
1985  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1986  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1987  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1988  *
1989  * The flags are
1990  *
1991  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1992  * to catch references to uninitialised memory.
1993  *
1994  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1995  * for buffer overruns.
1996  *
1997  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1998  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1999  * as davem.
2000  */
2001 int
2002 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2003 {
2004         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2005         gfp_t gfp;
2006         int err;
2007         size_t size = cachep->size;
2008
2009 #if DEBUG
2010 #if FORCED_DEBUG
2011         /*
2012          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2013          * large objects, if the increased size would increase the object size
2014          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2015          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2016          */
2017         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2018                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2019                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2020         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2021                 flags |= SLAB_POISON;
2022 #endif
2023 #endif
2024
2025         /*
2026          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2027          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2028          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2029          */
2030         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2031                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2032                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2033         }
2034
2035         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2036                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2037                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2038                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2039                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2040                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2041         }
2042
2043         /* 3) caller mandated alignment */
2044         if (ralign < cachep->align) {
2045                 ralign = cachep->align;
2046         }
2047         /* disable debug if necessary */
2048         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2049                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2050         /*
2051          * 4) Store it.
2052          */
2053         cachep->align = ralign;
2054         cachep->colour_off = cache_line_size();
2055         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2056         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2057                 cachep->colour_off = cachep->align;
2058
2059         if (slab_is_available())
2060                 gfp = GFP_KERNEL;
2061         else
2062                 gfp = GFP_NOWAIT;
2063
2064 #if DEBUG
2065
2066         /*
2067          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2068          * into align above.
2069          */
2070         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2071                 /* add space for red zone words */
2072                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2073                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2074         }
2075         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2076                 /* user store requires one word storage behind the end of
2077                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2078                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2079                  */
2080                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2081                         size += REDZONE_ALIGN;
2082                 else
2083                         size += BYTES_PER_WORD;
2084         }
2085 #endif
2086
2087         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2088
2089         size = ALIGN(size, cachep->align);
2090         /*
2091          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2092          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2093          */
2094         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2095                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2096
2097 #if DEBUG
2098         /*
2099          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2100          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2101          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2102          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2103          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2104          */
2105         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2106                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2107                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2108                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2109
2110                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2111                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2112                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2113                                 size = tmp_size;
2114                                 goto done;
2115                         }
2116                 }
2117         }
2118 #endif
2119
2120         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2121                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2122                 goto done;
2123         }
2124
2125         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2126                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2127                 goto done;
2128         }
2129
2130         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2131                 goto done;
2132
2133         return -E2BIG;
2134
2135 done:
2136         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2137         cachep->flags = flags;
2138         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2139         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2140                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2141         cachep->size = size;
2142         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2143
2144 #if DEBUG
2145         /*
2146          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2147          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2148          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2149          */
2150         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2151                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2152                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2153                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2154 #endif
2155
2156         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2157                 cachep->freelist_cache =
2158                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2159         }
2160
2161         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2162         if (err) {
2163                 __kmem_cache_release(cachep);
2164                 return err;
2165         }
2166
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 #if DEBUG
2171 static void check_irq_off(void)
2172 {
2173         BUG_ON(!irqs_disabled());
2174 }
2175
2176 static void check_irq_on(void)
2177 {
2178         BUG_ON(irqs_disabled());
2179 }
2180
2181 static void check_mutex_acquired(void)
2182 {
2183         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2184 }
2185
2186 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2187 {
2188 #ifdef CONFIG_SMP
2189         check_irq_off();
2190         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2191 #endif
2192 }
2193
2194 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2195 {
2196 #ifdef CONFIG_SMP
2197         check_irq_off();
2198         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2199 #endif
2200 }
2201
2202 #else
2203 #define check_irq_off() do { } while(0)
2204 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2205 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2206 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2207 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2208 #endif
2209
2210 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2211                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2212 {
2213         int tofree;
2214
2215         if (!ac || !ac->avail)
2216                 return;
2217
2218         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2219         if (tofree > ac->avail)
2220                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2221
2222         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2223         ac->avail -= tofree;
2224         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2225 }
2226
2227 static void do_drain(void *arg)
2228 {
2229         struct kmem_cache *cachep = arg;
2230         struct array_cache *ac;
2231         int node = numa_mem_id();
2232         struct kmem_cache_node *n;
2233         LIST_HEAD(list);
2234
2235         check_irq_off();
2236         ac = cpu_cache_get(cachep);
2237         n = get_node(cachep, node);
2238         spin_lock(&n->list_lock);
2239         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2240         spin_unlock(&n->list_lock);
2241         slabs_destroy(cachep, &list);
2242         ac->avail = 0;
2243 }
2244
2245 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2246 {
2247         struct kmem_cache_node *n;
2248         int node;
2249         LIST_HEAD(list);
2250
2251         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2252         check_irq_on();
2253         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2254                 if (n->alien)
2255                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2256
2257         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2258                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2259                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2260                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2261
2262                 slabs_destroy(cachep, &list);
2263         }
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Remove slabs from the list of free slabs.
2268  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2269  *
2270  * Returns the actual number of slabs released.
2271  */
2272 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2273                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2274 {
2275         struct list_head *p;
2276         int nr_freed;
2277         struct page *page;
2278
2279         nr_freed = 0;
2280         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2281
2282                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2283                 p = n->slabs_free.prev;
2284                 if (p == &n->slabs_free) {
2285                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2286                         goto out;
2287                 }
2288
2289                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2290                 list_del(&page->lru);
2291                 /*
2292                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2293                  * to the cache.
2294                  */
2295                 n->free_objects -= cache->num;
2296                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2297                 slab_destroy(cache, page);
2298                 nr_freed++;
2299         }
2300 out:
2301         return nr_freed;
2302 }
2303
2304 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2305 {
2306         int ret = 0;
2307         int node;
2308         struct kmem_cache_node *n;
2309
2310         drain_cpu_caches(cachep);
2311
2312         check_irq_on();
2313         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2314                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2315
2316                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2317                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2318         }
2319         return (ret ? 1 : 0);
2320 }
2321
2322 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2323 {
2324         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2325 }
2326
2327 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2328 {
2329         int i;
2330         struct kmem_cache_node *n;
2331
2332         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2333
2334         /* NUMA: free the node structures */
2335         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2336                 kfree(n->shared);
2337                 free_alien_cache(n->alien);
2338                 kfree(n);
2339                 cachep->node[i] = NULL;
2340         }
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Get the memory for a slab management obj.
2345  *
2346  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2347  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2348  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2349  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2350  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2351  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2352  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2353  *
2354  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2355  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2356  */
2357 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2358                                    struct page *page, int colour_off,
2359                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2360 {
2361         void *freelist;
2362         void *addr = page_address(page);
2363
2364         page->s_mem = addr + colour_off;
2365         page->active = 0;
2366
2367         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2368                 freelist = NULL;
2369         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2370                 /* Slab management obj is off-slab. */
2371                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2372                                               local_flags, nodeid);
2373                 if (!freelist)
2374                         return NULL;
2375         } else {
2376                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2377                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2378                                 cachep->freelist_size;
2379         }
2380
2381         return freelist;
2382 }
2383
2384 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2385 {
2386         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2387 }
2388
2389 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2390                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2391 {
2392         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2393 }
2394
2395 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2396 {
2397 #if DEBUG
2398         int i;
2399
2400         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2401                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2402
2403                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2404                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2405
2406                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2407                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2408                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2409                 }
2410                 /*
2411                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2412                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2413                  * They must also be threaded.
2414                  */
2415                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2416                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2417                                                    objp + obj_offset(cachep));
2418                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2419                         kasan_poison_object_data(
2420                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2421                 }
2422
2423                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2424                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2425                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2426                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2427                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2428                 }
2429                 /* need to poison the objs? */
2430                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2431                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2432                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2433                 }
2434         }
2435 #endif
2436 }
2437
2438 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2439                             struct page *page)
2440 {
2441         int i;
2442         void *objp;
2443
2444         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2445
2446         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2447                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2448                                                 obj_offset(cachep);
2449         }
2450
2451         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2452                 /* constructor could break poison info */
2453                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2454                         objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2455                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2456                         cachep->ctor(objp);
2457                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2458                 }
2459
2460                 set_free_obj(page, i, i);
2461         }
2462 }
2463
2464 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2465 {
2466         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2467                 if (flags & GFP_DMA)
2468                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2469                 else
2470                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2471         }
2472 }
2473
2474 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2475 {
2476         void *objp;
2477
2478         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2479         page->active++;
2480
2481 #if DEBUG
2482         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2483                 set_store_user_dirty(cachep);
2484 #endif
2485
2486         return objp;
2487 }
2488
2489 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2490                         struct page *page, void *objp)
2491 {
2492         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2493 #if DEBUG
2494         unsigned int i;
2495
2496         /* Verify double free bug */
2497         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2498                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2499                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2500                                cachep->name, objp);
2501                         BUG();
2502                 }
2503         }
2504 #endif
2505         page->active--;
2506         if (!page->freelist)
2507                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2508
2509         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2514  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2515  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2516  */
2517 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2518                            void *freelist)
2519 {
2520         page->slab_cache = cache;
2521         page->freelist = freelist;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2526  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2527  */
2528 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2529                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2530 {
2531         void *freelist;
2532         size_t offset;
2533         gfp_t local_flags;
2534         struct kmem_cache_node *n;
2535
2536         /*
2537          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2538          * critical path in kmem_cache_alloc().
2539          */
2540         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2541                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2542                 BUG();
2543         }
2544         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2545
2546         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2547         check_irq_off();
2548         n = get_node(cachep, nodeid);
2549         spin_lock(&n->list_lock);
2550
2551         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2552         offset = n->colour_next;
2553         n->colour_next++;
2554         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2555                 n->colour_next = 0;
2556         spin_unlock(&n->list_lock);
2557
2558         offset *= cachep->colour_off;
2559
2560         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2561                 local_irq_enable();
2562
2563         /*
2564          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2565          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2566          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2567          * will eventually be caught here (where it matters).
2568          */
2569         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2570
2571         /*
2572          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2573          * 'nodeid'.
2574          */
2575         if (!page)
2576                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2577         if (!page)
2578                 goto failed;
2579
2580         /* Get slab management. */
2581         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2582                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2583         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2584                 goto opps1;
2585
2586         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2587
2588         kasan_poison_slab(page);
2589         cache_init_objs(cachep, page);
2590
2591         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2592                 local_irq_disable();
2593         check_irq_off();
2594         spin_lock(&n->list_lock);
2595
2596         /* Make slab active. */
2597         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2598         STATS_INC_GROWN(cachep);
2599         n->free_objects += cachep->num;
2600         spin_unlock(&n->list_lock);
2601         return 1;
2602 opps1:
2603         kmem_freepages(cachep, page);
2604 failed:
2605         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2606                 local_irq_disable();
2607         return 0;
2608 }
2609
2610 #if DEBUG
2611
2612 /*
2613  * Perform extra freeing checks:
2614  * - detect bad pointers.
2615  * - POISON/RED_ZONE checking
2616  */
2617 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2618 {
2619         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2620                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2621                        (unsigned long)objp);
2622                 BUG();
2623         }
2624 }
2625
2626 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2627 {
2628         unsigned long long redzone1, redzone2;
2629
2630         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2631         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2632
2633         /*
2634          * Redzone is ok.
2635          */
2636         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2637                 return;
2638
2639         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2640                 slab_error(cache, "double free detected");
2641         else
2642                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2643
2644         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2645                obj, redzone1, redzone2);
2646 }
2647
2648 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2649                                    unsigned long caller)
2650 {
2651         unsigned int objnr;
2652         struct page *page;
2653
2654         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2655
2656         objp -= obj_offset(cachep);
2657         kfree_debugcheck(objp);
2658         page = virt_to_head_page(objp);
2659
2660         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2661                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2662                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2663                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2664         }
2665         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2666                 set_store_user_dirty(cachep);
2667                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2668         }
2669
2670         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2671
2672         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2673         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2674
2675         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2676                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2677                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2678         }
2679         return objp;
2680 }
2681
2682 #else
2683 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2684 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2685 #endif
2686
2687 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2688                                                 void **list)
2689 {
2690 #if DEBUG
2691         void *next = *list;
2692         void *objp;
2693
2694         while (next) {
2695                 objp = next - obj_offset(cachep);
2696                 next = *(void **)next;
2697                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2698         }
2699 #endif
2700 }
2701
2702 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2703                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2704                                 void **list)
2705 {
2706         /* move slabp to correct slabp list: */
2707         list_del(&page->lru);
2708         if (page->active == cachep->num) {
2709                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2710                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2711 #if DEBUG
2712                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2713                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2714                                 void **objp = page->freelist;
2715
2716                                 *objp = *list;
2717                                 *list = objp;
2718                         }
2719 #endif
2720                         page->freelist = NULL;
2721                 }
2722         } else
2723                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2724 }
2725
2726 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2727 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2728                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2729 {
2730         if (!page)
2731                 return NULL;
2732
2733         if (pfmemalloc)
2734                 return page;
2735
2736         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2737                 return page;
2738
2739         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2740         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2741                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2742                 return page;
2743         }
2744
2745         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2746         list_del(&page->lru);
2747         if (!page->active)
2748                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2749         else
2750                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2751
2752         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2753                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2754                         return page;
2755         }
2756
2757         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2758                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2759                         return page;
2760         }
2761
2762         return NULL;
2763 }
2764
2765 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2766 {
2767         struct page *page;
2768
2769         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2770                         struct page, lru);
2771         if (!page) {
2772                 n->free_touched = 1;
2773                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2774                                 struct page, lru);
2775         }
2776
2777         if (sk_memalloc_socks())
2778                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2779
2780         return page;
2781 }
2782
2783 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2784                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2785 {
2786         struct page *page;
2787         void *obj;
2788         void *list = NULL;
2789
2790         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2791                 return NULL;
2792
2793         spin_lock(&n->list_lock);
2794         page = get_first_slab(n, true);
2795         if (!page) {
2796                 spin_unlock(&n->list_lock);
2797                 return NULL;
2798         }
2799
2800         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2801         n->free_objects--;
2802
2803         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2804
2805         spin_unlock(&n->list_lock);
2806         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2807
2808         return obj;
2809 }
2810
2811 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2812 {
2813         int batchcount;
2814         struct kmem_cache_node *n;
2815         struct array_cache *ac;
2816         int node;
2817         void *list = NULL;
2818
2819         check_irq_off();
2820         node = numa_mem_id();
2821
2822 retry:
2823         ac = cpu_cache_get(cachep);
2824         batchcount = ac->batchcount;
2825         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2826                 /*
2827                  * If there was little recent activity on this cache, then
2828                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2829                  * refill bouncing.
2830                  */
2831                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2832         }
2833         n = get_node(cachep, node);
2834
2835         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2836         spin_lock(&n->list_lock);
2837
2838         /* See if we can refill from the shared array */
2839         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2840                 n->shared->touched = 1;
2841                 goto alloc_done;
2842         }
2843
2844         while (batchcount > 0) {
2845                 struct page *page;
2846                 /* Get slab alloc is to come from. */
2847                 page = get_first_slab(n, false);
2848                 if (!page)
2849                         goto must_grow;
2850
2851                 check_spinlock_acquired(cachep);
2852
2853                 /*
2854                  * The slab was either on partial or free list so
2855                  * there must be at least one object available for
2856                  * allocation.
2857                  */
2858                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2859
2860                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2861                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2862                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2863                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2864
2865                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2866                 }
2867
2868                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2869         }
2870
2871 must_grow:
2872         n->free_objects -= ac->avail;
2873 alloc_done:
2874         spin_unlock(&n->list_lock);
2875         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2876
2877         if (unlikely(!ac->avail)) {
2878                 int x;
2879
2880                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2881                 if (sk_memalloc_socks()) {
2882                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2883
2884                         if (obj)
2885                                 return obj;
2886                 }
2887
2888                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2889
2890                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2891                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2892                 node = numa_mem_id();
2893
2894                 /* no objects in sight? abort */
2895                 if (!x && ac->avail == 0)
2896                         return NULL;
2897
2898                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2899                         goto retry;
2900         }
2901         ac->touched = 1;
2902
2903         return ac->entry[--ac->avail];
2904 }
2905
2906 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2907                                                 gfp_t flags)
2908 {
2909         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2910 #if DEBUG
2911         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2912 #endif
2913 }
2914
2915 #if DEBUG
2916 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2917                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2918 {
2919         if (!objp)
2920                 return objp;
2921         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2922                 check_poison_obj(cachep, objp);
2923                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2924                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2925         }
2926         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2927                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2928
2929         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2930                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2931                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2932                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
2933                         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2934                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2935                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2936                 }
2937                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2938                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2939         }
2940
2941         objp += obj_offset(cachep);
2942         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2943                 cachep->ctor(objp);
2944         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2945             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2946                 pr_err("0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2947                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2948         }
2949         return objp;
2950 }
2951 #else
2952 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2953 #endif
2954
2955 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2956 {
2957         void *objp;
2958         struct array_cache *ac;
2959
2960         check_irq_off();
2961
2962         ac = cpu_cache_get(cachep);
2963         if (likely(ac->avail)) {
2964                 ac->touched = 1;
2965                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2966
2967                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2968                 goto out;
2969         }
2970
2971         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2972         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2973         /*
2974          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2975          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2976          */
2977         ac = cpu_cache_get(cachep);
2978
2979 out:
2980         /*
2981          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2982          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2983          * treat the array pointers as a reference to the object.
2984          */
2985         if (objp)
2986                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2987         return objp;
2988 }
2989
2990 #ifdef CONFIG_NUMA
2991 /*
2992  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2993  *
2994  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2995  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2996  */
2997 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2998 {
2999         int nid_alloc, nid_here;
3000
3001         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3002                 return NULL;
3003         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3004         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3005                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3006         else if (current->mempolicy)
3007                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3008         if (nid_alloc != nid_here)
3009                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3010         return NULL;
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3015  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3016  * available node for available objects. If that fails then we
3017  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3018  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3019  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3020  */
3021 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3022 {
3023         struct zonelist *zonelist;
3024         gfp_t local_flags;
3025         struct zoneref *z;
3026         struct zone *zone;
3027         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3028         void *obj = NULL;
3029         int nid;
3030         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3031
3032         if (flags & __GFP_THISNODE)
3033                 return NULL;
3034
3035         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3036
3037 retry_cpuset:
3038         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3039         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3040
3041 retry:
3042         /*
3043          * Look through allowed nodes for objects available
3044          * from existing per node queues.
3045          */
3046         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3047                 nid = zone_to_nid(zone);
3048
3049                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3050                         get_node(cache, nid) &&
3051                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3052                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3053                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3054                                 if (obj)
3055                                         break;
3056                 }
3057         }
3058
3059         if (!obj) {
3060                 /*
3061                  * This allocation will be performed within the constraints
3062                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3063                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3064                  * set and go into memory reserves if necessary.
3065                  */
3066                 struct page *page;
3067
3068                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3069                         local_irq_enable();
3070                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3071                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3072                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3073                         local_irq_disable();
3074                 if (page) {
3075                         /*
3076                          * Insert into the appropriate per node queues
3077                          */
3078                         nid = page_to_nid(page);
3079                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3080                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3081                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3082                                 if (!obj)
3083                                         /*
3084                                          * Another processor may allocate the
3085                                          * objects in the slab since we are
3086                                          * not holding any locks.
3087                                          */
3088                                         goto retry;
3089                         } else {
3090                                 /* cache_grow already freed obj */
3091                                 obj = NULL;
3092                         }
3093                 }
3094         }
3095
3096         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3097                 goto retry_cpuset;
3098         return obj;
3099 }
3100
3101 /*
3102  * A interface to enable slab creation on nodeid
3103  */
3104 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3105                                 int nodeid)
3106 {
3107         struct page *page;
3108         struct kmem_cache_node *n;
3109         void *obj;
3110         void *list = NULL;
3111         int x;
3112
3113         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3114         n = get_node(cachep, nodeid);
3115         BUG_ON(!n);
3116
3117 retry:
3118         check_irq_off();
3119         spin_lock(&n->list_lock);
3120         page = get_first_slab(n, false);
3121         if (!page)
3122                 goto must_grow;
3123
3124         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3125
3126         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3127         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3128         STATS_SET_HIGH(cachep);
3129
3130         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3131
3132         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3133         n->free_objects--;
3134
3135         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3136
3137         spin_unlock(&n->list_lock);
3138         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3139         goto done;
3140
3141 must_grow:
3142         spin_unlock(&n->list_lock);
3143         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3144         if (x)
3145                 goto retry;
3146
3147         return fallback_alloc(cachep, flags);
3148
3149 done:
3150         return obj;
3151 }
3152
3153 static __always_inline void *
3154 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3155                    unsigned long caller)
3156 {
3157         unsigned long save_flags;
3158         void *ptr;
3159         int slab_node = numa_mem_id();
3160
3161         flags &= gfp_allowed_mask;
3162         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3163         if (unlikely(!cachep))
3164                 return NULL;
3165
3166         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3167         local_irq_save(save_flags);
3168
3169         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3170                 nodeid = slab_node;
3171
3172         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3173                 /* Node not bootstrapped yet */
3174                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3175                 goto out;
3176         }
3177
3178         if (nodeid == slab_node) {
3179                 /*
3180                  * Use the locally cached objects if possible.
3181                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3182                  * to other nodes. It may fail while we still have
3183                  * objects on other nodes available.
3184                  */
3185                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3186                 if (ptr)
3187                         goto out;
3188         }
3189         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3190         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3191   out:
3192         local_irq_restore(save_flags);
3193         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3194
3195         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3196                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3197
3198         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3199         return ptr;
3200 }
3201
3202 static __always_inline void *
3203 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3204 {
3205         void *objp;
3206
3207         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3208                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3209                 if (objp)
3210                         goto out;
3211         }
3212         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3213
3214         /*
3215          * We may just have run out of memory on the local node.
3216          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3217          */
3218         if (!objp)
3219                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3220
3221   out:
3222         return objp;
3223 }
3224 #else
3225
3226 static __always_inline void *
3227 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3228 {
3229         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3230 }
3231
3232 #endif /* CONFIG_NUMA */
3233
3234 static __always_inline void *
3235 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3236 {
3237         unsigned long save_flags;
3238         void *objp;
3239
3240         flags &= gfp_allowed_mask;
3241         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3242         if (unlikely(!cachep))
3243                 return NULL;
3244
3245         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3246         local_irq_save(save_flags);
3247         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3248         local_irq_restore(save_flags);
3249         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3250         prefetchw(objp);
3251
3252         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3253                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3254
3255         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3256         return objp;
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3261  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3262  */
3263 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3264                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3265 {
3266         int i;
3267         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3268
3269         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3270                 void *objp;
3271                 struct page *page;
3272
3273                 objp = objpp[i];
3274
3275                 page = virt_to_head_page(objp);
3276                 list_del(&page->lru);
3277                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3278                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3279                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3280                 n->free_objects++;
3281
3282                 /* fixup slab chains */
3283                 if (page->active == 0) {
3284                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3285                                 n->free_objects -= cachep->num;
3286                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3287                         } else {
3288                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3289                         }
3290                 } else {
3291                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3292                          * partial list on free - maximum time for the
3293                          * other objects to be freed, too.
3294                          */
3295                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3296                 }
3297         }
3298 }
3299
3300 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3301 {
3302         int batchcount;
3303         struct kmem_cache_node *n;
3304         int node = numa_mem_id();
3305         LIST_HEAD(list);
3306
3307         batchcount = ac->batchcount;
3308
3309         check_irq_off();
3310         n = get_node(cachep, node);
3311         spin_lock(&n->list_lock);
3312         if (n->shared) {
3313                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3314                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3315                 if (max) {
3316                         if (batchcount > max)
3317                                 batchcount = max;
3318                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3319                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3320                         shared_array->avail += batchcount;
3321                         goto free_done;
3322                 }
3323         }
3324
3325         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3326 free_done:
3327 #if STATS
3328         {
3329                 int i = 0;
3330                 struct page *page;
3331
3332                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3333                         BUG_ON(page->active);
3334
3335                         i++;
3336                 }
3337                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3338         }
3339 #endif
3340         spin_unlock(&n->list_lock);
3341         slabs_destroy(cachep, &list);
3342         ac->avail -= batchcount;
3343         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3344 }
3345
3346 /*
3347  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3348  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3349  */
3350 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3351                                 unsigned long caller)
3352 {
3353         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3354
3355         kasan_slab_free(cachep, objp);
3356
3357         check_irq_off();
3358         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3359         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3360
3361         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3362
3363         /*
3364          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3365          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3366          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3367          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3368          * the cache.
3369          */
3370         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3371                 return;
3372
3373         if (ac->avail < ac->limit) {
3374                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3375         } else {
3376                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3377                 cache_flusharray(cachep, ac);
3378         }
3379
3380         if (sk_memalloc_socks()) {
3381                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3382
3383                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3384                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3385                         return;
3386                 }
3387         }
3388
3389         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3390 }
3391
3392 /**
3393  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3394  * @cachep: The cache to allocate from.
3395  * @flags: See kmalloc().
3396  *
3397  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3398  * if the cache has no available objects.
3399  */
3400 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3401 {
3402         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3403
3404         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3405         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3406                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3407
3408         return ret;
3409 }
3410 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3411
3412 static __always_inline void
3413 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3414                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3415 {
3416         size_t i;
3417
3418         for (i = 0; i < size; i++)
3419                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3420 }
3421
3422 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3423                           void **p)
3424 {
3425         size_t i;
3426
3427         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3428         if (!s)
3429                 return 0;
3430
3431         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3432
3433         local_irq_disable();
3434         for (i = 0; i < size; i++) {
3435                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3436
3437                 if (unlikely(!objp))
3438                         goto error;
3439                 p[i] = objp;
3440         }
3441         local_irq_enable();
3442
3443         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3444
3445         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3446         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3447                 for (i = 0; i < size; i++)
3448                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3449
3450         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3451         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3452         return size;
3453 error:
3454         local_irq_enable();
3455         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3456         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3457         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3458         return 0;
3459 }
3460 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3461
3462 #ifdef CONFIG_TRACING
3463 void *
3464 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3465 {
3466         void *ret;
3467
3468         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3469
3470         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3471         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3472                       size, cachep->size, flags);
3473         return ret;
3474 }
3475 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3476 #endif
3477
3478 #ifdef CONFIG_NUMA
3479 /**
3480  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3481  * @cachep: The cache to allocate from.
3482  * @flags: See kmalloc().
3483  * @nodeid: node number of the target node.
3484  *
3485  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3486  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3487  *
3488  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3489  */
3490 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3491 {
3492         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3493
3494         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3495         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3496                                     cachep->object_size, cachep->size,
3497                                     flags, nodeid);
3498
3499         return ret;
3500 }
3501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3502
3503 #ifdef CONFIG_TRACING
3504 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3505                                   gfp_t flags,
3506                                   int nodeid,
3507                                   size_t size)
3508 {
3509         void *ret;
3510
3511         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3512
3513         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3514         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3515                            size, cachep->size,
3516                            flags, nodeid);
3517         return ret;
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3520 #endif
3521
3522 static __always_inline void *
3523 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3524 {
3525         struct kmem_cache *cachep;
3526         void *ret;
3527
3528         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3529         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3530                 return cachep;
3531         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3532         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3533
3534         return ret;
3535 }
3536
3537 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3538 {
3539         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3542
3543 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3544                 int node, unsigned long caller)
3545 {
3546         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3549 #endif /* CONFIG_NUMA */
3550
3551 /**
3552  * __do_kmalloc - allocate memory
3553  * @size: how many bytes of memory are required.
3554  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3555  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3556  */
3557 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3558                                           unsigned long caller)
3559 {
3560         struct kmem_cache *cachep;
3561         void *ret;
3562
3563         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3564         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3565                 return cachep;
3566         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3567
3568         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3569         trace_kmalloc(caller, ret,
3570                       size, cachep->size, flags);
3571
3572         return ret;
3573 }
3574
3575 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3576 {
3577         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3578 }
3579 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3580
3581 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3582 {
3583         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3584 }
3585 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3586
3587 /**
3588  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3589  * @cachep: The cache the allocation was from.
3590  * @objp: The previously allocated object.
3591  *
3592  * Free an object which was previously allocated from this
3593  * cache.
3594  */
3595 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3596 {
3597         unsigned long flags;
3598         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3599         if (!cachep)
3600                 return;
3601
3602         local_irq_save(flags);
3603         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3604         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3605                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3606         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3607         local_irq_restore(flags);
3608
3609         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3610 }
3611 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3612
3613 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3614 {
3615         struct kmem_cache *s;
3616         size_t i;
3617
3618         local_irq_disable();
3619         for (i = 0; i < size; i++) {
3620                 void *objp = p[i];
3621
3622                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3623                         s = virt_to_cache(objp);
3624                 else
3625                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3626
3627                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3628                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3629                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3630
3631                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3632         }
3633         local_irq_enable();
3634
3635         /* FIXME: add tracing */
3636 }
3637 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3638
3639 /**
3640  * kfree - free previously allocated memory
3641  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3642  *
3643  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3644  *
3645  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3646  * or you will run into trouble.
3647  */
3648 void kfree(const void *objp)
3649 {
3650         struct kmem_cache *c;
3651         unsigned long flags;
3652
3653         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3654
3655         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3656                 return;
3657         local_irq_save(flags);
3658         kfree_debugcheck(objp);
3659         c = virt_to_cache(objp);
3660         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3661
3662         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3663         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3664         local_irq_restore(flags);
3665 }
3666 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3667
3668 /*
3669  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3670  */
3671 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3672 {
3673         int node;
3674         struct kmem_cache_node *n;
3675         struct array_cache *new_shared;
3676         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3677
3678         for_each_online_node(node) {
3679
3680                 if (use_alien_caches) {
3681                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3682                         if (!new_alien)
3683                                 goto fail;
3684                 }
3685
3686                 new_shared = NULL;
3687                 if (cachep->shared) {
3688                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3689                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3690                                         0xbaadf00d, gfp);
3691                         if (!new_shared) {
3692                                 free_alien_cache(new_alien);
3693                                 goto fail;
3694                         }
3695                 }
3696
3697                 n = get_node(cachep, node);
3698                 if (n) {
3699                         struct array_cache *shared = n->shared;
3700                         LIST_HEAD(list);
3701
3702                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3703
3704                         if (shared)
3705                                 free_block(cachep, shared->entry,
3706                                                 shared->avail, node, &list);
3707
3708                         n->shared = new_shared;
3709                         if (!n->alien) {
3710                                 n->alien = new_alien;
3711                                 new_alien = NULL;
3712                         }
3713                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3714                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3715                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3716                         slabs_destroy(cachep, &list);
3717                         kfree(shared);
3718                         free_alien_cache(new_alien);
3719                         continue;
3720                 }
3721                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3722                 if (!n) {
3723                         free_alien_cache(new_alien);
3724                         kfree(new_shared);
3725                         goto fail;
3726                 }
3727
3728                 kmem_cache_node_init(n);
3729                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3730                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3731                 n->shared = new_shared;
3732                 n->alien = new_alien;
3733                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3734                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3735                 cachep->node[node] = n;
3736         }
3737         return 0;
3738
3739 fail:
3740         if (!cachep->list.next) {
3741                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3742                 node--;
3743                 while (node >= 0) {
3744                         n = get_node(cachep, node);
3745                         if (n) {
3746                                 kfree(n->shared);
3747                                 free_alien_cache(n->alien);
3748                                 kfree(n);
3749                                 cachep->node[node] = NULL;
3750                         }
3751                         node--;
3752                 }
3753         }
3754         return -ENOMEM;
3755 }
3756
3757 /* Always called with the slab_mutex held */
3758 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3759                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3760 {
3761         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3762         int cpu;
3763
3764         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3765         if (!cpu_cache)
3766                 return -ENOMEM;
3767
3768         prev = cachep->cpu_cache;
3769         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3770         kick_all_cpus_sync();
3771
3772         check_irq_on();
3773         cachep->batchcount = batchcount;
3774         cachep->limit = limit;
3775         cachep->shared = shared;
3776
3777         if (!prev)
3778                 goto alloc_node;
3779
3780         for_each_online_cpu(cpu) {
3781                 LIST_HEAD(list);
3782                 int node;
3783                 struct kmem_cache_node *n;
3784                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3785
3786                 node = cpu_to_mem(cpu);
3787                 n = get_node(cachep, node);
3788                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3789                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3790                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3791                 slabs_destroy(cachep, &list);
3792         }
3793         free_percpu(prev);
3794
3795 alloc_node:
3796         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3797 }
3798
3799 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3800                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3801 {
3802         int ret;
3803         struct kmem_cache *c;
3804
3805         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3806
3807         if (slab_state < FULL)
3808                 return ret;
3809
3810         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3811                 return ret;
3812
3813         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3814         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3815                 /* return value determined by the root cache only */
3816                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3817         }
3818
3819         return ret;
3820 }
3821
3822 /* Called with slab_mutex held always */
3823 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3824 {
3825         int err;
3826         int limit = 0;
3827         int shared = 0;
3828         int batchcount = 0;
3829
3830         if (!is_root_cache(cachep)) {
3831                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3832                 limit = root->limit;
3833                 shared = root->shared;
3834                 batchcount = root->batchcount;
3835         }
3836
3837         if (limit && shared && batchcount)
3838                 goto skip_setup;
3839         /*
3840          * The head array serves three purposes:
3841          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3842          * - reduce the number of spinlock operations.
3843          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3844          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3845          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3846          * Bonwick.
3847          */
3848         if (cachep->size > 131072)
3849                 limit = 1;
3850         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3851                 limit = 8;
3852         else if (cachep->size > 1024)
3853                 limit = 24;
3854         else if (cachep->size > 256)
3855                 limit = 54;
3856         else
3857                 limit = 120;
3858
3859         /*
3860          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3861          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3862          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3863          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3864          * replaces Bonwick's magazine layer.
3865          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3866          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3867          */
3868         shared = 0;
3869         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3870                 shared = 8;
3871
3872 #if DEBUG
3873         /*
3874          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3875          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3876          */
3877         if (limit > 32)
3878                 limit = 32;
3879 #endif
3880         batchcount = (limit + 1) / 2;
3881 skip_setup:
3882         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3883         if (err)
3884                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3885                        cachep->name, -err);
3886         return err;
3887 }
3888
3889 /*
3890  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3891  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3892  * if drain_array() is used on the shared array.
3893  */
3894 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3895                          struct array_cache *ac, int node)
3896 {
3897         LIST_HEAD(list);
3898
3899         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3900         check_mutex_acquired();
3901
3902         if (!ac || !ac->avail)
3903                 return;
3904
3905         if (ac->touched) {
3906                 ac->touched = 0;
3907                 return;
3908         }
3909
3910         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3911         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3912         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3913
3914         slabs_destroy(cachep, &list);
3915 }
3916
3917 /**
3918  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3919  * @w: work descriptor
3920  *
3921  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3922  * Purpose:
3923  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3924  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3925  *
3926  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3927  * again on the next iteration.
3928  */
3929 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3930 {
3931         struct kmem_cache *searchp;
3932         struct kmem_cache_node *n;
3933         int node = numa_mem_id();
3934         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3935
3936         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3937                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3938                 goto out;
3939
3940         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3941                 check_irq_on();
3942
3943                 /*
3944                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3945                  * have established with reasonable certainty that
3946                  * we can do some work if the lock was obtained.
3947                  */
3948                 n = get_node(searchp, node);
3949
3950                 reap_alien(searchp, n);
3951
3952                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
3953
3954                 /*
3955                  * These are racy checks but it does not matter
3956                  * if we skip one check or scan twice.
3957                  */
3958                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3959                         goto next;
3960
3961                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3962
3963                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
3964
3965                 if (n->free_touched)
3966                         n->free_touched = 0;
3967                 else {
3968                         int freed;
3969
3970                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3971                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3972                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3973                 }
3974 next:
3975                 cond_resched();
3976         }
3977         check_irq_on();
3978         mutex_unlock(&slab_mutex);
3979         next_reap_node();
3980 out:
3981         /* Set up the next iteration */
3982         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3983 }
3984
3985 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3986 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3987 {
3988         struct page *page;
3989         unsigned long active_objs;
3990         unsigned long num_objs;
3991         unsigned long active_slabs = 0;
3992         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3993         const char *name;
3994         char *error = NULL;
3995         int node;
3996         struct kmem_cache_node *n;
3997
3998         active_objs = 0;
3999         num_slabs = 0;
4000         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4001
4002                 check_irq_on();
4003                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4004
4005                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4006                         if (page->active != cachep->num && !error)
4007                                 error = "slabs_full accounting error";
4008                         active_objs += cachep->num;
4009                         active_slabs++;
4010                 }
4011                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4012                         if (page->active == cachep->num && !error)
4013                                 error = "slabs_partial accounting error";
4014                         if (!page->active && !error)
4015                                 error = "slabs_partial accounting error";
4016                         active_objs += page->active;
4017                         active_slabs++;
4018                 }
4019                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4020                         if (page->active && !error)
4021                                 error = "slabs_free accounting error";
4022                         num_slabs++;
4023                 }
4024                 free_objects += n->free_objects;
4025                 if (n->shared)
4026                         shared_avail += n->shared->avail;
4027
4028                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4029         }
4030         num_slabs += active_slabs;
4031         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4032         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4033                 error = "free_objects accounting error";
4034
4035         name = cachep->name;
4036         if (error)
4037                 pr_err("slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4038
4039         sinfo->active_objs = active_objs;
4040         sinfo->num_objs = num_objs;
4041         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4042         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4043         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4044         sinfo->limit = cachep->limit;
4045         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4046         sinfo->shared = cachep->shared;
4047         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4048         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4049 }
4050
4051 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4052 {
4053 #if STATS
4054         {                       /* node stats */
4055                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4056                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4057                 unsigned long grown = cachep->grown;
4058                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4059                 unsigned long errors = cachep->errors;
4060                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4061                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4062                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4063                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4064
4065                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4066                            allocs, high, grown,
4067                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4068                            node_frees, overflows);
4069         }
4070         /* cpu stats */
4071         {
4072                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4073                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4074                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4075                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4076
4077                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4078                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4079         }
4080 #endif
4081 }
4082
4083 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4084 /**
4085  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4086  * @file: unused
4087  * @buffer: user buffer
4088  * @count: data length
4089  * @ppos: unused
4090  */
4091 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4092                        size_t count, loff_t *ppos)
4093 {
4094         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4095         int limit, batchcount, shared, res;
4096         struct kmem_cache *cachep;
4097
4098         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4099                 return -EINVAL;
4100         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4101                 return -EFAULT;
4102         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4103
4104         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4105         if (!tmp)
4106                 return -EINVAL;
4107         *tmp = '\0';
4108         tmp++;
4109         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4110                 return -EINVAL;
4111
4112         /* Find the cache in the chain of caches. */
4113         mutex_lock(&slab_mutex);
4114         res = -EINVAL;
4115         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4116                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4117                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4118                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4119                                 res = 0;
4120                         } else {
4121                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4122                                                        batchcount, shared,
4123                                                        GFP_KERNEL);
4124                         }
4125                         break;
4126                 }
4127         }
4128         mutex_unlock(&slab_mutex);
4129         if (res >= 0)
4130                 res = count;
4131         return res;
4132 }
4133
4134 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4135
4136 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4137 {
4138         unsigned long *p;
4139         int l;
4140         if (!v)
4141                 return 1;
4142         l = n[1];
4143         p = n + 2;
4144         while (l) {
4145                 int i = l/2;
4146                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4147                 if (*q == v) {
4148                         q[1]++;
4149                         return 1;
4150                 }
4151                 if (*q > v) {
4152                         l = i;
4153                 } else {
4154                         p = q + 2;
4155                         l -= i + 1;
4156                 }
4157         }
4158         if (++n[1] == n[0])
4159                 return 0;
4160         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4161         p[0] = v;
4162         p[1] = 1;
4163         return 1;
4164 }
4165
4166 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4167                                                 struct page *page)
4168 {
4169         void *p;
4170         int i, j;
4171         unsigned long v;
4172
4173         if (n[0] == n[1])
4174                 return;
4175         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4176                 bool active = true;
4177
4178                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4179                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4180                                 active = false;
4181                                 break;
4182                         }
4183                 }
4184
4185                 if (!active)
4186                         continue;
4187
4188                 /*
4189                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4190                  * mapping is established when actual object allocation and
4191                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4192                  * cache.
4193                  */
4194                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4195                         continue;
4196
4197                 if (!add_caller(n, v))
4198                         return;
4199         }
4200 }
4201
4202 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4203 {
4204 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4205         unsigned long offset, size;
4206         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4207
4208         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4209                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4210                 if (modname[0])
4211                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4212                 return;
4213         }
4214 #endif
4215         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4216 }
4217
4218 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4219 {
4220         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4221         struct page *page;
4222         struct kmem_cache_node *n;
4223         const char *name;
4224         unsigned long *x = m->private;
4225         int node;
4226         int i;
4227
4228         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4229                 return 0;
4230         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4231                 return 0;
4232
4233         /*
4234          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4235          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4236          * during the processing, information would be wrong so restart
4237          * whole processing.
4238          */
4239         do {
4240                 set_store_user_clean(cachep);
4241                 drain_cpu_caches(cachep);
4242
4243                 x[1] = 0;
4244
4245                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4246
4247                         check_irq_on();
4248                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4249
4250                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4251                                 handle_slab(x, cachep, page);
4252                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4253                                 handle_slab(x, cachep, page);
4254                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4255                 }
4256         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4257
4258         name = cachep->name;
4259         if (x[0] == x[1]) {
4260                 /* Increase the buffer size */
4261                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4262                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4263                 if (!m->private) {
4264                         /* Too bad, we are really out */
4265                         m->private = x;
4266                         mutex_lock(&slab_mutex);
4267                         return -ENOMEM;
4268                 }
4269                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4270                 kfree(x);
4271                 mutex_lock(&slab_mutex);
4272                 /* Now make sure this entry will be retried */
4273                 m->count = m->size;
4274                 return 0;
4275         }
4276         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4277                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4278                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4279                 seq_putc(m, '\n');
4280         }
4281
4282         return 0;
4283 }
4284
4285 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4286         .start = slab_start,
4287         .next = slab_next,
4288         .stop = slab_stop,
4289         .show = leaks_show,
4290 };
4291
4292 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4293 {
4294         unsigned long *n;
4295
4296         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4297         if (!n)
4298                 return -ENOMEM;
4299
4300         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4301
4302         return 0;
4303 }
4304
4305 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4306         .open           = slabstats_open,
4307         .read           = seq_read,
4308         .llseek         = seq_lseek,
4309         .release        = seq_release_private,
4310 };
4311 #endif
4312
4313 static int __init slab_proc_init(void)
4314 {
4315 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4316         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4317 #endif
4318         return 0;
4319 }
4320 module_init(slab_proc_init);
4321 #endif
4322
4323 /**
4324  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4325  * @objp: Pointer to the object
4326  *
4327  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4328  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4329  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4330  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4331  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4332  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4333  * must not be freed during the duration of the call.
4334  */
4335 size_t ksize(const void *objp)
4336 {
4337         size_t size;
4338
4339         BUG_ON(!objp);
4340         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4341                 return 0;
4342
4343         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4344         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4345          * so we need to unpoison this area.
4346          */
4347         kasan_krealloc(objp, size, GFP_NOWAIT);
4348
4349         return size;
4350 }
4351 EXPORT_SYMBOL(ksize);