mm/slab: fix the theoretical race by holding proper lock
[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 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
425
426 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
427
428 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
429 {
430         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
431 }
432
433 /*
434  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
435  */
436 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
437                 unsigned long flags, size_t *left_over)
438 {
439         unsigned int num;
440         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
441
442         /*
443          * The slab management structure can be either off the slab or
444          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
445          * slab is used for:
446          *
447          * - @buffer_size bytes for each object
448          * - One freelist_idx_t for each object
449          *
450          * We don't need to consider alignment of freelist because
451          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
452          * at the correct alignment.
453          *
454          * If the slab management structure is off the slab, then the
455          * alignment will already be calculated into the size. Because
456          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
457          * correct alignment when allocated.
458          */
459         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
460                 num = slab_size / buffer_size;
461                 *left_over = slab_size % buffer_size;
462         } else {
463                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464                 *left_over = slab_size %
465                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
466         }
467
468         return num;
469 }
470
471 #if DEBUG
472 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
473
474 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
475                         char *msg)
476 {
477         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
478                function, cachep->name, msg);
479         dump_stack();
480         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
481 }
482 #endif
483
484 /*
485  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
486  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
487  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
488  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
489  * line
490   */
491
492 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
493 static int __init noaliencache_setup(char *s)
494 {
495         use_alien_caches = 0;
496         return 1;
497 }
498 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
499
500 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
501 {
502         get_option(&str, &slab_max_order);
503         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
504                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
505         slab_max_order_set = true;
506
507         return 1;
508 }
509 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
510
511 #ifdef CONFIG_NUMA
512 /*
513  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
514  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
515  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
516  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
517  */
518 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
519
520 static void init_reap_node(int cpu)
521 {
522         int node;
523
524         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
525         if (node == MAX_NUMNODES)
526                 node = first_node(node_online_map);
527
528         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
529 }
530
531 static void next_reap_node(void)
532 {
533         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
534
535         node = next_node(node, node_online_map);
536         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
537                 node = first_node(node_online_map);
538         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
539 }
540
541 #else
542 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
543 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
544 #endif
545
546 /*
547  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
548  * via the workqueue/eventd.
549  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
550  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
551  * lock.
552  */
553 static void start_cpu_timer(int cpu)
554 {
555         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
556
557         /*
558          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
559          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
560          * at that time.
561          */
562         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
563                 init_reap_node(cpu);
564                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
565                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
566                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
567         }
568 }
569
570 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
571 {
572         /*
573          * The array_cache structures contain pointers to free object.
574          * However, when such objects are allocated or transferred to another
575          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
576          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
577          * not scan such objects.
578          */
579         kmemleak_no_scan(ac);
580         if (ac) {
581                 ac->avail = 0;
582                 ac->limit = limit;
583                 ac->batchcount = batch;
584                 ac->touched = 0;
585         }
586 }
587
588 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
589                                             int batchcount, gfp_t gfp)
590 {
591         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
592         struct array_cache *ac = NULL;
593
594         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
595         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
596         return ac;
597 }
598
599 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
600                                         struct page *page, void *objp)
601 {
602         struct kmem_cache_node *n;
603         int page_node;
604         LIST_HEAD(list);
605
606         page_node = page_to_nid(page);
607         n = get_node(cachep, page_node);
608
609         spin_lock(&n->list_lock);
610         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
611         spin_unlock(&n->list_lock);
612
613         slabs_destroy(cachep, &list);
614 }
615
616 /*
617  * Transfer objects in one arraycache to another.
618  * Locking must be handled by the caller.
619  *
620  * Return the number of entries transferred.
621  */
622 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
623                 struct array_cache *from, unsigned int max)
624 {
625         /* Figure out how many entries to transfer */
626         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
627
628         if (!nr)
629                 return 0;
630
631         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
632                         sizeof(void *) *nr);
633
634         from->avail -= nr;
635         to->avail += nr;
636         return nr;
637 }
638
639 #ifndef CONFIG_NUMA
640
641 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
642 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
643
644 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
645                                                 int limit, gfp_t gfp)
646 {
647         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
648 }
649
650 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
651 {
652 }
653
654 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
655 {
656         return 0;
657 }
658
659 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
660                 gfp_t flags)
661 {
662         return NULL;
663 }
664
665 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
666                  gfp_t flags, int nodeid)
667 {
668         return NULL;
669 }
670
671 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
672 {
673         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
674 }
675
676 #else   /* CONFIG_NUMA */
677
678 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
679 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
680
681 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
682                                                 int batch, gfp_t gfp)
683 {
684         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
685         struct alien_cache *alc = NULL;
686
687         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
688         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
689         spin_lock_init(&alc->lock);
690         return alc;
691 }
692
693 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
694 {
695         struct alien_cache **alc_ptr;
696         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
697         int i;
698
699         if (limit > 1)
700                 limit = 12;
701         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
702         if (!alc_ptr)
703                 return NULL;
704
705         for_each_node(i) {
706                 if (i == node || !node_online(i))
707                         continue;
708                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
709                 if (!alc_ptr[i]) {
710                         for (i--; i >= 0; i--)
711                                 kfree(alc_ptr[i]);
712                         kfree(alc_ptr);
713                         return NULL;
714                 }
715         }
716         return alc_ptr;
717 }
718
719 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
720 {
721         int i;
722
723         if (!alc_ptr)
724                 return;
725         for_each_node(i)
726             kfree(alc_ptr[i]);
727         kfree(alc_ptr);
728 }
729
730 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
731                                 struct array_cache *ac, int node,
732                                 struct list_head *list)
733 {
734         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
735
736         if (ac->avail) {
737                 spin_lock(&n->list_lock);
738                 /*
739                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
740                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
741                  * into the free lists and getting them back later.
742                  */
743                 if (n->shared)
744                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
745
746                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
747                 ac->avail = 0;
748                 spin_unlock(&n->list_lock);
749         }
750 }
751
752 /*
753  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
754  */
755 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
756 {
757         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
758
759         if (n->alien) {
760                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
761                 struct array_cache *ac;
762
763                 if (alc) {
764                         ac = &alc->ac;
765                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
766                                 LIST_HEAD(list);
767
768                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
769                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
770                                 slabs_destroy(cachep, &list);
771                         }
772                 }
773         }
774 }
775
776 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
777                                 struct alien_cache **alien)
778 {
779         int i = 0;
780         struct alien_cache *alc;
781         struct array_cache *ac;
782         unsigned long flags;
783
784         for_each_online_node(i) {
785                 alc = alien[i];
786                 if (alc) {
787                         LIST_HEAD(list);
788
789                         ac = &alc->ac;
790                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
791                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
792                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
793                         slabs_destroy(cachep, &list);
794                 }
795         }
796 }
797
798 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
799                                 int node, int page_node)
800 {
801         struct kmem_cache_node *n;
802         struct alien_cache *alien = NULL;
803         struct array_cache *ac;
804         LIST_HEAD(list);
805
806         n = get_node(cachep, node);
807         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
808         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
809                 alien = n->alien[page_node];
810                 ac = &alien->ac;
811                 spin_lock(&alien->lock);
812                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
813                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
814                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
815                 }
816                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
817                 spin_unlock(&alien->lock);
818                 slabs_destroy(cachep, &list);
819         } else {
820                 n = get_node(cachep, page_node);
821                 spin_lock(&n->list_lock);
822                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
823                 spin_unlock(&n->list_lock);
824                 slabs_destroy(cachep, &list);
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
830 {
831         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
832         int node = numa_mem_id();
833         /*
834          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
835          * cache on this cpu.
836          */
837         if (likely(node == page_node))
838                 return 0;
839
840         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
841 }
842
843 /*
844  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
845  * warn about failures.
846  */
847 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
848 {
849         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
850 }
851 #endif
852
853 /*
854  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
855  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
856  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
857  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
858  * already in use.
859  *
860  * Must hold slab_mutex.
861  */
862 static int init_cache_node_node(int node)
863 {
864         struct kmem_cache *cachep;
865         struct kmem_cache_node *n;
866         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
867
868         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
869                 /*
870                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
871                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
872                  * node has not already allocated this
873                  */
874                 n = get_node(cachep, node);
875                 if (!n) {
876                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
877                         if (!n)
878                                 return -ENOMEM;
879                         kmem_cache_node_init(n);
880                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
881                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
882
883                         /*
884                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
885                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
886                          * protection here.
887                          */
888                         cachep->node[node] = n;
889                 }
890
891                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
892                 n->free_limit =
893                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
894                         cachep->batchcount + cachep->num;
895                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
896         }
897         return 0;
898 }
899
900 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
901                                                 struct kmem_cache_node *n)
902 {
903         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
904 }
905
906 static void cpuup_canceled(long cpu)
907 {
908         struct kmem_cache *cachep;
909         struct kmem_cache_node *n = NULL;
910         int node = cpu_to_mem(cpu);
911         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
912
913         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
914                 struct array_cache *nc;
915                 struct array_cache *shared;
916                 struct alien_cache **alien;
917                 LIST_HEAD(list);
918
919                 n = get_node(cachep, node);
920                 if (!n)
921                         continue;
922
923                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
924
925                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
926                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
927
928                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
929                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
930                 if (nc) {
931                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
932                         nc->avail = 0;
933                 }
934
935                 if (!cpumask_empty(mask)) {
936                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
937                         goto free_slab;
938                 }
939
940                 shared = n->shared;
941                 if (shared) {
942                         free_block(cachep, shared->entry,
943                                    shared->avail, node, &list);
944                         n->shared = NULL;
945                 }
946
947                 alien = n->alien;
948                 n->alien = NULL;
949
950                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
951
952                 kfree(shared);
953                 if (alien) {
954                         drain_alien_cache(cachep, alien);
955                         free_alien_cache(alien);
956                 }
957
958 free_slab:
959                 slabs_destroy(cachep, &list);
960         }
961         /*
962          * In the previous loop, all the objects were freed to
963          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
964          * shrink each nodelist to its limit.
965          */
966         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
967                 n = get_node(cachep, node);
968                 if (!n)
969                         continue;
970                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
971         }
972 }
973
974 static int cpuup_prepare(long cpu)
975 {
976         struct kmem_cache *cachep;
977         struct kmem_cache_node *n = NULL;
978         int node = cpu_to_mem(cpu);
979         int err;
980
981         /*
982          * We need to do this right in the beginning since
983          * alloc_arraycache's are going to use this list.
984          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
985          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
986          */
987         err = init_cache_node_node(node);
988         if (err < 0)
989                 goto bad;
990
991         /*
992          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
993          * array caches
994          */
995         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
996                 struct array_cache *shared = NULL;
997                 struct alien_cache **alien = NULL;
998
999                 if (cachep->shared) {
1000                         shared = alloc_arraycache(node,
1001                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1002                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1003                         if (!shared)
1004                                 goto bad;
1005                 }
1006                 if (use_alien_caches) {
1007                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1008                         if (!alien) {
1009                                 kfree(shared);
1010                                 goto bad;
1011                         }
1012                 }
1013                 n = get_node(cachep, node);
1014                 BUG_ON(!n);
1015
1016                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1017                 if (!n->shared) {
1018                         /*
1019                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1020                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1021                          */
1022                         n->shared = shared;
1023                         shared = NULL;
1024                 }
1025 #ifdef CONFIG_NUMA
1026                 if (!n->alien) {
1027                         n->alien = alien;
1028                         alien = NULL;
1029                 }
1030 #endif
1031                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1032                 kfree(shared);
1033                 free_alien_cache(alien);
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 bad:
1038         cpuup_canceled(cpu);
1039         return -ENOMEM;
1040 }
1041
1042 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1043                                     unsigned long action, void *hcpu)
1044 {
1045         long cpu = (long)hcpu;
1046         int err = 0;
1047
1048         switch (action) {
1049         case CPU_UP_PREPARE:
1050         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1051                 mutex_lock(&slab_mutex);
1052                 err = cpuup_prepare(cpu);
1053                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1054                 break;
1055         case CPU_ONLINE:
1056         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1057                 start_cpu_timer(cpu);
1058                 break;
1059 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1060         case CPU_DOWN_PREPARE:
1061         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1062                 /*
1063                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1064                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1065                  * anything expensive but will only modify reap_work
1066                  * and reschedule the timer.
1067                 */
1068                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1069                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1070                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1071                 break;
1072         case CPU_DOWN_FAILED:
1073         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1074                 start_cpu_timer(cpu);
1075                 break;
1076         case CPU_DEAD:
1077         case CPU_DEAD_FROZEN:
1078                 /*
1079                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1080                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1081                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1082                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1083                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1084                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1085                  */
1086                 /* fall through */
1087 #endif
1088         case CPU_UP_CANCELED:
1089         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1090                 mutex_lock(&slab_mutex);
1091                 cpuup_canceled(cpu);
1092                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1093                 break;
1094         }
1095         return notifier_from_errno(err);
1096 }
1097
1098 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1099         &cpuup_callback, NULL, 0
1100 };
1101
1102 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1103 /*
1104  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1105  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1106  * removed.
1107  *
1108  * Must hold slab_mutex.
1109  */
1110 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1111 {
1112         struct kmem_cache *cachep;
1113         int ret = 0;
1114
1115         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1116                 struct kmem_cache_node *n;
1117
1118                 n = get_node(cachep, node);
1119                 if (!n)
1120                         continue;
1121
1122                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1123
1124                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1125                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1126                         ret = -EBUSY;
1127                         break;
1128                 }
1129         }
1130         return ret;
1131 }
1132
1133 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1134                                         unsigned long action, void *arg)
1135 {
1136         struct memory_notify *mnb = arg;
1137         int ret = 0;
1138         int nid;
1139
1140         nid = mnb->status_change_nid;
1141         if (nid < 0)
1142                 goto out;
1143
1144         switch (action) {
1145         case MEM_GOING_ONLINE:
1146                 mutex_lock(&slab_mutex);
1147                 ret = init_cache_node_node(nid);
1148                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1149                 break;
1150         case MEM_GOING_OFFLINE:
1151                 mutex_lock(&slab_mutex);
1152                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1153                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1154                 break;
1155         case MEM_ONLINE:
1156         case MEM_OFFLINE:
1157         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1158         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1159                 break;
1160         }
1161 out:
1162         return notifier_from_errno(ret);
1163 }
1164 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1165
1166 /*
1167  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1168  */
1169 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1170                                 int nodeid)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *ptr;
1173
1174         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1175         BUG_ON(!ptr);
1176
1177         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1178         /*
1179          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1180          */
1181         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1182
1183         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1184         cachep->node[nodeid] = ptr;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1189  * size of kmem_cache_node.
1190  */
1191 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1192 {
1193         int node;
1194
1195         for_each_online_node(node) {
1196                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1197                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1198                     REAPTIMEOUT_NODE +
1199                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1200         }
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1205  * before smp_init().
1206  */
1207 void __init kmem_cache_init(void)
1208 {
1209         int i;
1210
1211         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1212                                         sizeof(struct rcu_head));
1213         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1214
1215         if (num_possible_nodes() == 1)
1216                 use_alien_caches = 0;
1217
1218         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1219                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1220
1221         /*
1222          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1223          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1224          * not overridden on the command line.
1225          */
1226         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1227                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1228
1229         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1230          * from caches that do not exist yet:
1231          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1232          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1233          *    kmem_cache is statically allocated.
1234          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1235          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1236          *    array at the end of the bootstrap.
1237          * 2) Create the first kmalloc cache.
1238          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1239          *    An __init data area is used for the head array.
1240          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1241          *    head arrays.
1242          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1243          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1244          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1245          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1246          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1247          */
1248
1249         /* 1) create the kmem_cache */
1250
1251         /*
1252          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1253          */
1254         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1255                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1256                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1257                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1258         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1259         slab_state = PARTIAL;
1260
1261         /*
1262          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1263          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1264          */
1265         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1266                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1267         slab_state = PARTIAL_NODE;
1268         setup_kmalloc_cache_index_table();
1269
1270         slab_early_init = 0;
1271
1272         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1273         {
1274                 int nid;
1275
1276                 for_each_online_node(nid) {
1277                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1278
1279                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1280                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1281                 }
1282         }
1283
1284         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1285 }
1286
1287 void __init kmem_cache_init_late(void)
1288 {
1289         struct kmem_cache *cachep;
1290
1291         slab_state = UP;
1292
1293         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1294         mutex_lock(&slab_mutex);
1295         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1296                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1297                         BUG();
1298         mutex_unlock(&slab_mutex);
1299
1300         /* Done! */
1301         slab_state = FULL;
1302
1303         /*
1304          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1305          * cpu_cache_get for all new cpus
1306          */
1307         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1308
1309 #ifdef CONFIG_NUMA
1310         /*
1311          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1312          * node.
1313          */
1314         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1315 #endif
1316
1317         /*
1318          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1319          * of the kernel is not yet operational.
1320          */
1321 }
1322
1323 static int __init cpucache_init(void)
1324 {
1325         int cpu;
1326
1327         /*
1328          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1329          */
1330         for_each_online_cpu(cpu)
1331                 start_cpu_timer(cpu);
1332
1333         /* Done! */
1334         slab_state = FULL;
1335         return 0;
1336 }
1337 __initcall(cpucache_init);
1338
1339 static noinline void
1340 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1341 {
1342 #if DEBUG
1343         struct kmem_cache_node *n;
1344         struct page *page;
1345         unsigned long flags;
1346         int node;
1347         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1348                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1349
1350         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1351                 return;
1352
1353         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1354                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1355         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1356                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1357
1358         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1359                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1360                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1361
1362                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1363                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1364                         active_objs += cachep->num;
1365                         active_slabs++;
1366                 }
1367                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1368                         active_objs += page->active;
1369                         active_slabs++;
1370                 }
1371                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1372                         num_slabs++;
1373
1374                 free_objects += n->free_objects;
1375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1376
1377                 num_slabs += active_slabs;
1378                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1379                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1380                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1381                         free_objects);
1382         }
1383 #endif
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1388  * kmem_cache_node ->list_lock.
1389  *
1390  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1391  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1392  * would be relatively rare and ignorable.
1393  */
1394 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1395                                                                 int nodeid)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         int nr_pages;
1399
1400         flags |= cachep->allocflags;
1401         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1402                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1403
1404         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1405         if (!page) {
1406                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1407                 return NULL;
1408         }
1409
1410         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1411                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1416         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1417                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1418                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1419         else
1420                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1421                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1422
1423         __SetPageSlab(page);
1424         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1425         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1426                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1427
1428         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1429                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1430
1431                 if (cachep->ctor)
1432                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1433                 else
1434                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1435         }
1436
1437         return page;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Interface to system's page release.
1442  */
1443 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1444 {
1445         int order = cachep->gfporder;
1446         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1447
1448         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1449
1450         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1451                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1452                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1453         else
1454                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1455                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1456
1457         BUG_ON(!PageSlab(page));
1458         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1459         __ClearPageSlab(page);
1460         page_mapcount_reset(page);
1461         page->mapping = NULL;
1462
1463         if (current->reclaim_state)
1464                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1465         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1466         __free_pages(page, order);
1467 }
1468
1469 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1470 {
1471         struct kmem_cache *cachep;
1472         struct page *page;
1473
1474         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1475         cachep = page->slab_cache;
1476
1477         kmem_freepages(cachep, page);
1478 }
1479
1480 #if DEBUG
1481 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1482 {
1483         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1484                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1485                 return true;
1486
1487         return false;
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1491 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1492                             unsigned long caller)
1493 {
1494         int size = cachep->object_size;
1495
1496         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1497
1498         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1499                 return;
1500
1501         *addr++ = 0x12345678;
1502         *addr++ = caller;
1503         *addr++ = smp_processor_id();
1504         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1505         {
1506                 unsigned long *sptr = &caller;
1507                 unsigned long svalue;
1508
1509                 while (!kstack_end(sptr)) {
1510                         svalue = *sptr++;
1511                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1512                                 *addr++ = svalue;
1513                                 size -= sizeof(unsigned long);
1514                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1515                                         break;
1516                         }
1517                 }
1518
1519         }
1520         *addr++ = 0x87654321;
1521 }
1522
1523 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1524                                 int map, unsigned long caller)
1525 {
1526         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1527                 return;
1528
1529         if (caller)
1530                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1531
1532         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1533 }
1534
1535 #else
1536 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1537                                 int map, unsigned long caller) {}
1538
1539 #endif
1540
1541 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1542 {
1543         int size = cachep->object_size;
1544         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1545
1546         memset(addr, val, size);
1547         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1548 }
1549
1550 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1551 {
1552         int i;
1553         unsigned char error = 0;
1554         int bad_count = 0;
1555
1556         pr_err("%03x: ", offset);
1557         for (i = 0; i < limit; i++) {
1558                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1559                         error = data[offset + i];
1560                         bad_count++;
1561                 }
1562         }
1563         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1564                         &data[offset], limit, 1);
1565
1566         if (bad_count == 1) {
1567                 error ^= POISON_FREE;
1568                 if (!(error & (error - 1))) {
1569                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1570 #ifdef CONFIG_X86
1571                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1572 #else
1573                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1574 #endif
1575                 }
1576         }
1577 }
1578 #endif
1579
1580 #if DEBUG
1581
1582 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1583 {
1584         int i, size;
1585         char *realobj;
1586
1587         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1588                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1589                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1590                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1591         }
1592
1593         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1594                 pr_err("Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1595                        *dbg_userword(cachep, objp),
1596                        *dbg_userword(cachep, objp));
1597         }
1598         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1599         size = cachep->object_size;
1600         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1601                 int limit;
1602                 limit = 16;
1603                 if (i + limit > size)
1604                         limit = size - i;
1605                 dump_line(realobj, i, limit);
1606         }
1607 }
1608
1609 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1610 {
1611         char *realobj;
1612         int size, i;
1613         int lines = 0;
1614
1615         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1616                 return;
1617
1618         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1619         size = cachep->object_size;
1620
1621         for (i = 0; i < size; i++) {
1622                 char exp = POISON_FREE;
1623                 if (i == size - 1)
1624                         exp = POISON_END;
1625                 if (realobj[i] != exp) {
1626                         int limit;
1627                         /* Mismatch ! */
1628                         /* Print header */
1629                         if (lines == 0) {
1630                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1631                                        print_tainted(), cachep->name,
1632                                        realobj, size);
1633                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1634                         }
1635                         /* Hexdump the affected line */
1636                         i = (i / 16) * 16;
1637                         limit = 16;
1638                         if (i + limit > size)
1639                                 limit = size - i;
1640                         dump_line(realobj, i, limit);
1641                         i += 16;
1642                         lines++;
1643                         /* Limit to 5 lines */
1644                         if (lines > 5)
1645                                 break;
1646                 }
1647         }
1648         if (lines != 0) {
1649                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1650                  * exist:
1651                  */
1652                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1653                 unsigned int objnr;
1654
1655                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1656                 if (objnr) {
1657                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1658                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1659                         pr_err("Prev obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1660                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1661                 }
1662                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1663                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1664                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1665                         pr_err("Next obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1666                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1667                 }
1668         }
1669 }
1670 #endif
1671
1672 #if DEBUG
1673 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1674                                                 struct page *page)
1675 {
1676         int i;
1677
1678         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1679                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1680                         POISON_FREE);
1681         }
1682
1683         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1684                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1685
1686                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1687                         check_poison_obj(cachep, objp);
1688                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1689                 }
1690                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1691                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1692                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1693                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1694                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1695                 }
1696         }
1697 }
1698 #else
1699 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1700                                                 struct page *page)
1701 {
1702 }
1703 #endif
1704
1705 /**
1706  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1707  * @cachep: cache pointer being destroyed
1708  * @page: page pointer being destroyed
1709  *
1710  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1711  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1712  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1713  */
1714 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1715 {
1716         void *freelist;
1717
1718         freelist = page->freelist;
1719         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1720         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1721                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1722         else
1723                 kmem_freepages(cachep, page);
1724
1725         /*
1726          * From now on, we don't use freelist
1727          * although actual page can be freed in rcu context
1728          */
1729         if (OFF_SLAB(cachep))
1730                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1731 }
1732
1733 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1734 {
1735         struct page *page, *n;
1736
1737         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1738                 list_del(&page->lru);
1739                 slab_destroy(cachep, page);
1740         }
1741 }
1742
1743 /**
1744  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1745  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1746  * @size: size of objects to be created in this cache.
1747  * @flags: slab allocation flags
1748  *
1749  * Also calculates the number of objects per slab.
1750  *
1751  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1752  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1753  * towards high-order requests, this should be changed.
1754  */
1755 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1756                                 size_t size, unsigned long flags)
1757 {
1758         size_t left_over = 0;
1759         int gfporder;
1760
1761         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1762                 unsigned int num;
1763                 size_t remainder;
1764
1765                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1766                 if (!num)
1767                         continue;
1768
1769                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1770                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1771                         break;
1772
1773                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1774                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1775                         size_t freelist_size;
1776
1777                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1778                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1779                         if (!freelist_cache)
1780                                 continue;
1781
1782                         /*
1783                          * Needed to avoid possible looping condition
1784                          * in cache_grow()
1785                          */
1786                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1787                                 continue;
1788
1789                         /* check if off slab has enough benefit */
1790                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1791                                 continue;
1792                 }
1793
1794                 /* Found something acceptable - save it away */
1795                 cachep->num = num;
1796                 cachep->gfporder = gfporder;
1797                 left_over = remainder;
1798
1799                 /*
1800                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1801                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1802                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1803                  */
1804                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1805                         break;
1806
1807                 /*
1808                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1809                  * currently bad for the gfp()s.
1810                  */
1811                 if (gfporder >= slab_max_order)
1812                         break;
1813
1814                 /*
1815                  * Acceptable internal fragmentation?
1816                  */
1817                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1818                         break;
1819         }
1820         return left_over;
1821 }
1822
1823 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1824                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1825 {
1826         int cpu;
1827         size_t size;
1828         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1829
1830         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1831         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1832
1833         if (!cpu_cache)
1834                 return NULL;
1835
1836         for_each_possible_cpu(cpu) {
1837                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1838                                 entries, batchcount);
1839         }
1840
1841         return cpu_cache;
1842 }
1843
1844 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1845 {
1846         if (slab_state >= FULL)
1847                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1848
1849         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1850         if (!cachep->cpu_cache)
1851                 return 1;
1852
1853         if (slab_state == DOWN) {
1854                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1855                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1856         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1857                 /* For kmem_cache_node */
1858                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1859         } else {
1860                 int node;
1861
1862                 for_each_online_node(node) {
1863                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1864                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1865                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1866                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1867                 }
1868         }
1869
1870         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1871                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1872                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1873
1874         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1875         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1876         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1877         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1878         cachep->batchcount = 1;
1879         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1880         return 0;
1881 }
1882
1883 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1884         unsigned long flags, const char *name,
1885         void (*ctor)(void *))
1886 {
1887         return flags;
1888 }
1889
1890 struct kmem_cache *
1891 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1892                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1893 {
1894         struct kmem_cache *cachep;
1895
1896         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1897         if (cachep) {
1898                 cachep->refcount++;
1899
1900                 /*
1901                  * Adjust the object sizes so that we clear
1902                  * the complete object on kzalloc.
1903                  */
1904                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1905         }
1906         return cachep;
1907 }
1908
1909 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1910                         size_t size, unsigned long flags)
1911 {
1912         size_t left;
1913
1914         cachep->num = 0;
1915
1916         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1917                 return false;
1918
1919         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1920                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1921         if (!cachep->num)
1922                 return false;
1923
1924         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1925                 return false;
1926
1927         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1928
1929         return true;
1930 }
1931
1932 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1933                         size_t size, unsigned long flags)
1934 {
1935         size_t left;
1936
1937         cachep->num = 0;
1938
1939         /*
1940          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1941          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1942          */
1943         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1944                 return false;
1945
1946         /*
1947          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1948          * off-slab (should allow better packing of objs).
1949          */
1950         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1951         if (!cachep->num)
1952                 return false;
1953
1954         /*
1955          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1956          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1957          */
1958         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1959                 return false;
1960
1961         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1962
1963         return true;
1964 }
1965
1966 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1967                         size_t size, unsigned long flags)
1968 {
1969         size_t left;
1970
1971         cachep->num = 0;
1972
1973         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1974         if (!cachep->num)
1975                 return false;
1976
1977         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1978
1979         return true;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1984  * @cachep: cache management descriptor
1985  * @flags: SLAB flags
1986  *
1987  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1988  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1989  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1990  *
1991  * The flags are
1992  *
1993  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1994  * to catch references to uninitialised memory.
1995  *
1996  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1997  * for buffer overruns.
1998  *
1999  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2000  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2001  * as davem.
2002  */
2003 int
2004 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2005 {
2006         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2007         gfp_t gfp;
2008         int err;
2009         size_t size = cachep->size;
2010
2011 #if DEBUG
2012 #if FORCED_DEBUG
2013         /*
2014          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2015          * large objects, if the increased size would increase the object size
2016          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2017          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2018          */
2019         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2020                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2021                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2022         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2023                 flags |= SLAB_POISON;
2024 #endif
2025 #endif
2026
2027         /*
2028          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2029          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2030          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2031          */
2032         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2033                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2034                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2035         }
2036
2037         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2038                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2039                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2040                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2041                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2042                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2043         }
2044
2045         /* 3) caller mandated alignment */
2046         if (ralign < cachep->align) {
2047                 ralign = cachep->align;
2048         }
2049         /* disable debug if necessary */
2050         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2051                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2052         /*
2053          * 4) Store it.
2054          */
2055         cachep->align = ralign;
2056         cachep->colour_off = cache_line_size();
2057         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2058         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2059                 cachep->colour_off = cachep->align;
2060
2061         if (slab_is_available())
2062                 gfp = GFP_KERNEL;
2063         else
2064                 gfp = GFP_NOWAIT;
2065
2066 #if DEBUG
2067
2068         /*
2069          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2070          * into align above.
2071          */
2072         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2073                 /* add space for red zone words */
2074                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2075                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2076         }
2077         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2078                 /* user store requires one word storage behind the end of
2079                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2080                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2081                  */
2082                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2083                         size += REDZONE_ALIGN;
2084                 else
2085                         size += BYTES_PER_WORD;
2086         }
2087 #endif
2088
2089         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2090
2091         size = ALIGN(size, cachep->align);
2092         /*
2093          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2094          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2095          */
2096         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2097                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2098
2099 #if DEBUG
2100         /*
2101          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2102          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2103          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2104          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2105          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2106          */
2107         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2108                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2109                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2110                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2111
2112                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2113                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2114                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2115                                 size = tmp_size;
2116                                 goto done;
2117                         }
2118                 }
2119         }
2120 #endif
2121
2122         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2123                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2124                 goto done;
2125         }
2126
2127         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2128                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2129                 goto done;
2130         }
2131
2132         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2133                 goto done;
2134
2135         return -E2BIG;
2136
2137 done:
2138         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2139         cachep->flags = flags;
2140         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2141         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2142                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2143         cachep->size = size;
2144         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2145
2146 #if DEBUG
2147         /*
2148          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2149          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2150          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2151          */
2152         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2153                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2154                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2155                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2156 #endif
2157
2158         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2159                 cachep->freelist_cache =
2160                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2161         }
2162
2163         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2164         if (err) {
2165                 __kmem_cache_release(cachep);
2166                 return err;
2167         }
2168
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 #if DEBUG
2173 static void check_irq_off(void)
2174 {
2175         BUG_ON(!irqs_disabled());
2176 }
2177
2178 static void check_irq_on(void)
2179 {
2180         BUG_ON(irqs_disabled());
2181 }
2182
2183 static void check_mutex_acquired(void)
2184 {
2185         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2186 }
2187
2188 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2189 {
2190 #ifdef CONFIG_SMP
2191         check_irq_off();
2192         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2193 #endif
2194 }
2195
2196 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2197 {
2198 #ifdef CONFIG_SMP
2199         check_irq_off();
2200         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2201 #endif
2202 }
2203
2204 #else
2205 #define check_irq_off() do { } while(0)
2206 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2207 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2208 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2209 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2210 #endif
2211
2212 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2213                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2214 {
2215         int tofree;
2216
2217         if (!ac || !ac->avail)
2218                 return;
2219
2220         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2221         if (tofree > ac->avail)
2222                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2223
2224         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2225         ac->avail -= tofree;
2226         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2227 }
2228
2229 static void do_drain(void *arg)
2230 {
2231         struct kmem_cache *cachep = arg;
2232         struct array_cache *ac;
2233         int node = numa_mem_id();
2234         struct kmem_cache_node *n;
2235         LIST_HEAD(list);
2236
2237         check_irq_off();
2238         ac = cpu_cache_get(cachep);
2239         n = get_node(cachep, node);
2240         spin_lock(&n->list_lock);
2241         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2242         spin_unlock(&n->list_lock);
2243         slabs_destroy(cachep, &list);
2244         ac->avail = 0;
2245 }
2246
2247 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2248 {
2249         struct kmem_cache_node *n;
2250         int node;
2251         LIST_HEAD(list);
2252
2253         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2254         check_irq_on();
2255         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2256                 if (n->alien)
2257                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2258
2259         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2260                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2261                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2262                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2263
2264                 slabs_destroy(cachep, &list);
2265         }
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Remove slabs from the list of free slabs.
2270  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2271  *
2272  * Returns the actual number of slabs released.
2273  */
2274 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2275                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2276 {
2277         struct list_head *p;
2278         int nr_freed;
2279         struct page *page;
2280
2281         nr_freed = 0;
2282         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2283
2284                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2285                 p = n->slabs_free.prev;
2286                 if (p == &n->slabs_free) {
2287                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2288                         goto out;
2289                 }
2290
2291                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2292                 list_del(&page->lru);
2293                 /*
2294                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2295                  * to the cache.
2296                  */
2297                 n->free_objects -= cache->num;
2298                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2299                 slab_destroy(cache, page);
2300                 nr_freed++;
2301         }
2302 out:
2303         return nr_freed;
2304 }
2305
2306 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2307 {
2308         int ret = 0;
2309         int node;
2310         struct kmem_cache_node *n;
2311
2312         drain_cpu_caches(cachep);
2313
2314         check_irq_on();
2315         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2316                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2317
2318                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2319                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2320         }
2321         return (ret ? 1 : 0);
2322 }
2323
2324 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2325 {
2326         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2327 }
2328
2329 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2330 {
2331         int i;
2332         struct kmem_cache_node *n;
2333
2334         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2335
2336         /* NUMA: free the node structures */
2337         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2338                 kfree(n->shared);
2339                 free_alien_cache(n->alien);
2340                 kfree(n);
2341                 cachep->node[i] = NULL;
2342         }
2343 }
2344
2345 /*
2346  * Get the memory for a slab management obj.
2347  *
2348  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2349  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2350  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2351  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2352  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2353  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2354  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2355  *
2356  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2357  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2358  */
2359 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2360                                    struct page *page, int colour_off,
2361                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2362 {
2363         void *freelist;
2364         void *addr = page_address(page);
2365
2366         page->s_mem = addr + colour_off;
2367         page->active = 0;
2368
2369         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2370                 freelist = NULL;
2371         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2372                 /* Slab management obj is off-slab. */
2373                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2374                                               local_flags, nodeid);
2375                 if (!freelist)
2376                         return NULL;
2377         } else {
2378                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2379                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2380                                 cachep->freelist_size;
2381         }
2382
2383         return freelist;
2384 }
2385
2386 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2387 {
2388         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2389 }
2390
2391 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2392                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2393 {
2394         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2395 }
2396
2397 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2398 {
2399 #if DEBUG
2400         int i;
2401
2402         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2403                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2404
2405                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2406                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2407
2408                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2409                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2410                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2411                 }
2412                 /*
2413                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2414                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2415                  * They must also be threaded.
2416                  */
2417                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2418                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2419                                                    objp + obj_offset(cachep));
2420                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2421                         kasan_poison_object_data(
2422                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2423                 }
2424
2425                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2426                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2427                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2428                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2429                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2430                 }
2431                 /* need to poison the objs? */
2432                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2433                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2434                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2435                 }
2436         }
2437 #endif
2438 }
2439
2440 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2441                             struct page *page)
2442 {
2443         int i;
2444         void *objp;
2445
2446         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2447
2448         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2449                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2450                                                 obj_offset(cachep);
2451         }
2452
2453         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2454                 /* constructor could break poison info */
2455                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2456                         objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2457                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2458                         cachep->ctor(objp);
2459                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2460                 }
2461
2462                 set_free_obj(page, i, i);
2463         }
2464 }
2465
2466 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2467 {
2468         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2469                 if (flags & GFP_DMA)
2470                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2471                 else
2472                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2473         }
2474 }
2475
2476 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2477 {
2478         void *objp;
2479
2480         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2481         page->active++;
2482
2483 #if DEBUG
2484         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2485                 set_store_user_dirty(cachep);
2486 #endif
2487
2488         return objp;
2489 }
2490
2491 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2492                         struct page *page, void *objp)
2493 {
2494         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2495 #if DEBUG
2496         unsigned int i;
2497
2498         /* Verify double free bug */
2499         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2500                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2501                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2502                                cachep->name, objp);
2503                         BUG();
2504                 }
2505         }
2506 #endif
2507         page->active--;
2508         if (!page->freelist)
2509                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2510
2511         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2516  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2517  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2518  */
2519 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2520                            void *freelist)
2521 {
2522         page->slab_cache = cache;
2523         page->freelist = freelist;
2524 }
2525
2526 /*
2527  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2528  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2529  */
2530 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2531                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2532 {
2533         void *freelist;
2534         size_t offset;
2535         gfp_t local_flags;
2536         struct kmem_cache_node *n;
2537
2538         /*
2539          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2540          * critical path in kmem_cache_alloc().
2541          */
2542         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2543                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2544                 BUG();
2545         }
2546         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2547
2548         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2549         check_irq_off();
2550         n = get_node(cachep, nodeid);
2551         spin_lock(&n->list_lock);
2552
2553         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2554         offset = n->colour_next;
2555         n->colour_next++;
2556         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2557                 n->colour_next = 0;
2558         spin_unlock(&n->list_lock);
2559
2560         offset *= cachep->colour_off;
2561
2562         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2563                 local_irq_enable();
2564
2565         /*
2566          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2567          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2568          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2569          * will eventually be caught here (where it matters).
2570          */
2571         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2572
2573         /*
2574          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2575          * 'nodeid'.
2576          */
2577         if (!page)
2578                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2579         if (!page)
2580                 goto failed;
2581
2582         /* Get slab management. */
2583         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2584                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2585         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2586                 goto opps1;
2587
2588         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2589
2590         kasan_poison_slab(page);
2591         cache_init_objs(cachep, page);
2592
2593         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2594                 local_irq_disable();
2595         check_irq_off();
2596         spin_lock(&n->list_lock);
2597
2598         /* Make slab active. */
2599         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2600         STATS_INC_GROWN(cachep);
2601         n->free_objects += cachep->num;
2602         spin_unlock(&n->list_lock);
2603         return 1;
2604 opps1:
2605         kmem_freepages(cachep, page);
2606 failed:
2607         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2608                 local_irq_disable();
2609         return 0;
2610 }
2611
2612 #if DEBUG
2613
2614 /*
2615  * Perform extra freeing checks:
2616  * - detect bad pointers.
2617  * - POISON/RED_ZONE checking
2618  */
2619 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2620 {
2621         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2622                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2623                        (unsigned long)objp);
2624                 BUG();
2625         }
2626 }
2627
2628 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2629 {
2630         unsigned long long redzone1, redzone2;
2631
2632         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2633         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2634
2635         /*
2636          * Redzone is ok.
2637          */
2638         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2639                 return;
2640
2641         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2642                 slab_error(cache, "double free detected");
2643         else
2644                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2645
2646         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2647                obj, redzone1, redzone2);
2648 }
2649
2650 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2651                                    unsigned long caller)
2652 {
2653         unsigned int objnr;
2654         struct page *page;
2655
2656         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2657
2658         objp -= obj_offset(cachep);
2659         kfree_debugcheck(objp);
2660         page = virt_to_head_page(objp);
2661
2662         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2663                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2664                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2665                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2666         }
2667         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2668                 set_store_user_dirty(cachep);
2669                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2670         }
2671
2672         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2673
2674         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2675         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2676
2677         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2678                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2679                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2680         }
2681         return objp;
2682 }
2683
2684 #else
2685 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2686 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2687 #endif
2688
2689 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2690                                                 void **list)
2691 {
2692 #if DEBUG
2693         void *next = *list;
2694         void *objp;
2695
2696         while (next) {
2697                 objp = next - obj_offset(cachep);
2698                 next = *(void **)next;
2699                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2700         }
2701 #endif
2702 }
2703
2704 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2705                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2706                                 void **list)
2707 {
2708         /* move slabp to correct slabp list: */
2709         list_del(&page->lru);
2710         if (page->active == cachep->num) {
2711                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2712                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2713 #if DEBUG
2714                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2715                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2716                                 void **objp = page->freelist;
2717
2718                                 *objp = *list;
2719                                 *list = objp;
2720                         }
2721 #endif
2722                         page->freelist = NULL;
2723                 }
2724         } else
2725                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2726 }
2727
2728 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2729 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2730                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2731 {
2732         if (!page)
2733                 return NULL;
2734
2735         if (pfmemalloc)
2736                 return page;
2737
2738         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2739                 return page;
2740
2741         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2742         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2743                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2744                 return page;
2745         }
2746
2747         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2748         list_del(&page->lru);
2749         if (!page->active)
2750                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2751         else
2752                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2753
2754         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2755                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2756                         return page;
2757         }
2758
2759         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2760                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2761                         return page;
2762         }
2763
2764         return NULL;
2765 }
2766
2767 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2768 {
2769         struct page *page;
2770
2771         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2772                         struct page, lru);
2773         if (!page) {
2774                 n->free_touched = 1;
2775                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2776                                 struct page, lru);
2777         }
2778
2779         if (sk_memalloc_socks())
2780                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2781
2782         return page;
2783 }
2784
2785 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2786                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2787 {
2788         struct page *page;
2789         void *obj;
2790         void *list = NULL;
2791
2792         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2793                 return NULL;
2794
2795         spin_lock(&n->list_lock);
2796         page = get_first_slab(n, true);
2797         if (!page) {
2798                 spin_unlock(&n->list_lock);
2799                 return NULL;
2800         }
2801
2802         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2803         n->free_objects--;
2804
2805         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2806
2807         spin_unlock(&n->list_lock);
2808         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2809
2810         return obj;
2811 }
2812
2813 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2814 {
2815         int batchcount;
2816         struct kmem_cache_node *n;
2817         struct array_cache *ac;
2818         int node;
2819         void *list = NULL;
2820
2821         check_irq_off();
2822         node = numa_mem_id();
2823
2824 retry:
2825         ac = cpu_cache_get(cachep);
2826         batchcount = ac->batchcount;
2827         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2828                 /*
2829                  * If there was little recent activity on this cache, then
2830                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2831                  * refill bouncing.
2832                  */
2833                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2834         }
2835         n = get_node(cachep, node);
2836
2837         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2838         spin_lock(&n->list_lock);
2839
2840         /* See if we can refill from the shared array */
2841         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2842                 n->shared->touched = 1;
2843                 goto alloc_done;
2844         }
2845
2846         while (batchcount > 0) {
2847                 struct page *page;
2848                 /* Get slab alloc is to come from. */
2849                 page = get_first_slab(n, false);
2850                 if (!page)
2851                         goto must_grow;
2852
2853                 check_spinlock_acquired(cachep);
2854
2855                 /*
2856                  * The slab was either on partial or free list so
2857                  * there must be at least one object available for
2858                  * allocation.
2859                  */
2860                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2861
2862                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2863                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2864                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2865                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2866
2867                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2868                 }
2869
2870                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2871         }
2872
2873 must_grow:
2874         n->free_objects -= ac->avail;
2875 alloc_done:
2876         spin_unlock(&n->list_lock);
2877         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2878
2879         if (unlikely(!ac->avail)) {
2880                 int x;
2881
2882                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2883                 if (sk_memalloc_socks()) {
2884                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2885
2886                         if (obj)
2887                                 return obj;
2888                 }
2889
2890                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2891
2892                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2893                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2894                 node = numa_mem_id();
2895
2896                 /* no objects in sight? abort */
2897                 if (!x && ac->avail == 0)
2898                         return NULL;
2899
2900                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2901                         goto retry;
2902         }
2903         ac->touched = 1;
2904
2905         return ac->entry[--ac->avail];
2906 }
2907
2908 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2909                                                 gfp_t flags)
2910 {
2911         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2912 #if DEBUG
2913         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2914 #endif
2915 }
2916
2917 #if DEBUG
2918 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2919                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2920 {
2921         if (!objp)
2922                 return objp;
2923         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2924                 check_poison_obj(cachep, objp);
2925                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2926                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2927         }
2928         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2929                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2930
2931         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2932                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2933                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2934                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
2935                         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2936                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2937                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2938                 }
2939                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2940                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2941         }
2942
2943         objp += obj_offset(cachep);
2944         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2945                 cachep->ctor(objp);
2946         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2947             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2948                 pr_err("0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2949                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2950         }
2951         return objp;
2952 }
2953 #else
2954 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2955 #endif
2956
2957 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2958 {
2959         void *objp;
2960         struct array_cache *ac;
2961
2962         check_irq_off();
2963
2964         ac = cpu_cache_get(cachep);
2965         if (likely(ac->avail)) {
2966                 ac->touched = 1;
2967                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2968
2969                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2970                 goto out;
2971         }
2972
2973         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2974         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2975         /*
2976          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2977          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2978          */
2979         ac = cpu_cache_get(cachep);
2980
2981 out:
2982         /*
2983          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2984          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2985          * treat the array pointers as a reference to the object.
2986          */
2987         if (objp)
2988                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2989         return objp;
2990 }
2991
2992 #ifdef CONFIG_NUMA
2993 /*
2994  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2995  *
2996  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2997  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2998  */
2999 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3000 {
3001         int nid_alloc, nid_here;
3002
3003         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3004                 return NULL;
3005         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3006         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3007                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3008         else if (current->mempolicy)
3009                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3010         if (nid_alloc != nid_here)
3011                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3012         return NULL;
3013 }
3014
3015 /*
3016  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3017  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3018  * available node for available objects. If that fails then we
3019  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3020  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3021  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3022  */
3023 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3024 {
3025         struct zonelist *zonelist;
3026         gfp_t local_flags;
3027         struct zoneref *z;
3028         struct zone *zone;
3029         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3030         void *obj = NULL;
3031         int nid;
3032         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3033
3034         if (flags & __GFP_THISNODE)
3035                 return NULL;
3036
3037         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3038
3039 retry_cpuset:
3040         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3041         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3042
3043 retry:
3044         /*
3045          * Look through allowed nodes for objects available
3046          * from existing per node queues.
3047          */
3048         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3049                 nid = zone_to_nid(zone);
3050
3051                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3052                         get_node(cache, nid) &&
3053                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3054                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3055                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3056                                 if (obj)
3057                                         break;
3058                 }
3059         }
3060
3061         if (!obj) {
3062                 /*
3063                  * This allocation will be performed within the constraints
3064                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3065                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3066                  * set and go into memory reserves if necessary.
3067                  */
3068                 struct page *page;
3069
3070                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3071                         local_irq_enable();
3072                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3073                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3074                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3075                         local_irq_disable();
3076                 if (page) {
3077                         /*
3078                          * Insert into the appropriate per node queues
3079                          */
3080                         nid = page_to_nid(page);
3081                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3082                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3083                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3084                                 if (!obj)
3085                                         /*
3086                                          * Another processor may allocate the
3087                                          * objects in the slab since we are
3088                                          * not holding any locks.
3089                                          */
3090                                         goto retry;
3091                         } else {
3092                                 /* cache_grow already freed obj */
3093                                 obj = NULL;
3094                         }
3095                 }
3096         }
3097
3098         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3099                 goto retry_cpuset;
3100         return obj;
3101 }
3102
3103 /*
3104  * A interface to enable slab creation on nodeid
3105  */
3106 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3107                                 int nodeid)
3108 {
3109         struct page *page;
3110         struct kmem_cache_node *n;
3111         void *obj;
3112         void *list = NULL;
3113         int x;
3114
3115         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3116         n = get_node(cachep, nodeid);
3117         BUG_ON(!n);
3118
3119 retry:
3120         check_irq_off();
3121         spin_lock(&n->list_lock);
3122         page = get_first_slab(n, false);
3123         if (!page)
3124                 goto must_grow;
3125
3126         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3127
3128         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3129         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3130         STATS_SET_HIGH(cachep);
3131
3132         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3133
3134         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3135         n->free_objects--;
3136
3137         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3138
3139         spin_unlock(&n->list_lock);
3140         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3141         goto done;
3142
3143 must_grow:
3144         spin_unlock(&n->list_lock);
3145         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3146         if (x)
3147                 goto retry;
3148
3149         return fallback_alloc(cachep, flags);
3150
3151 done:
3152         return obj;
3153 }
3154
3155 static __always_inline void *
3156 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3157                    unsigned long caller)
3158 {
3159         unsigned long save_flags;
3160         void *ptr;
3161         int slab_node = numa_mem_id();
3162
3163         flags &= gfp_allowed_mask;
3164         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3165         if (unlikely(!cachep))
3166                 return NULL;
3167
3168         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3169         local_irq_save(save_flags);
3170
3171         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3172                 nodeid = slab_node;
3173
3174         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3175                 /* Node not bootstrapped yet */
3176                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3177                 goto out;
3178         }
3179
3180         if (nodeid == slab_node) {
3181                 /*
3182                  * Use the locally cached objects if possible.
3183                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3184                  * to other nodes. It may fail while we still have
3185                  * objects on other nodes available.
3186                  */
3187                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3188                 if (ptr)
3189                         goto out;
3190         }
3191         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3192         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3193   out:
3194         local_irq_restore(save_flags);
3195         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3196
3197         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3198                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3199
3200         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3201         return ptr;
3202 }
3203
3204 static __always_inline void *
3205 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3206 {
3207         void *objp;
3208
3209         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3210                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3211                 if (objp)
3212                         goto out;
3213         }
3214         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3215
3216         /*
3217          * We may just have run out of memory on the local node.
3218          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3219          */
3220         if (!objp)
3221                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3222
3223   out:
3224         return objp;
3225 }
3226 #else
3227
3228 static __always_inline void *
3229 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3230 {
3231         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3232 }
3233
3234 #endif /* CONFIG_NUMA */
3235
3236 static __always_inline void *
3237 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3238 {
3239         unsigned long save_flags;
3240         void *objp;
3241
3242         flags &= gfp_allowed_mask;
3243         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3244         if (unlikely(!cachep))
3245                 return NULL;
3246
3247         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3248         local_irq_save(save_flags);
3249         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3250         local_irq_restore(save_flags);
3251         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3252         prefetchw(objp);
3253
3254         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3255                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3256
3257         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3258         return objp;
3259 }
3260
3261 /*
3262  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3263  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3264  */
3265 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3266                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3267 {
3268         int i;
3269         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3270
3271         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3272                 void *objp;
3273                 struct page *page;
3274
3275                 objp = objpp[i];
3276
3277                 page = virt_to_head_page(objp);
3278                 list_del(&page->lru);
3279                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3280                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3281                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3282                 n->free_objects++;
3283
3284                 /* fixup slab chains */
3285                 if (page->active == 0) {
3286                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3287                                 n->free_objects -= cachep->num;
3288                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3289                         } else {
3290                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3291                         }
3292                 } else {
3293                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3294                          * partial list on free - maximum time for the
3295                          * other objects to be freed, too.
3296                          */
3297                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3298                 }
3299         }
3300 }
3301
3302 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3303 {
3304         int batchcount;
3305         struct kmem_cache_node *n;
3306         int node = numa_mem_id();
3307         LIST_HEAD(list);
3308
3309         batchcount = ac->batchcount;
3310
3311         check_irq_off();
3312         n = get_node(cachep, node);
3313         spin_lock(&n->list_lock);
3314         if (n->shared) {
3315                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3316                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3317                 if (max) {
3318                         if (batchcount > max)
3319                                 batchcount = max;
3320                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3321                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3322                         shared_array->avail += batchcount;
3323                         goto free_done;
3324                 }
3325         }
3326
3327         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3328 free_done:
3329 #if STATS
3330         {
3331                 int i = 0;
3332                 struct page *page;
3333
3334                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3335                         BUG_ON(page->active);
3336
3337                         i++;
3338                 }
3339                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3340         }
3341 #endif
3342         spin_unlock(&n->list_lock);
3343         slabs_destroy(cachep, &list);
3344         ac->avail -= batchcount;
3345         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3350  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3351  */
3352 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3353                                 unsigned long caller)
3354 {
3355         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3356
3357         kasan_slab_free(cachep, objp);
3358
3359         check_irq_off();
3360         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3361         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3362
3363         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3364
3365         /*
3366          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3367          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3368          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3369          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3370          * the cache.
3371          */
3372         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3373                 return;
3374
3375         if (ac->avail < ac->limit) {
3376                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3377         } else {
3378                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3379                 cache_flusharray(cachep, ac);
3380         }
3381
3382         if (sk_memalloc_socks()) {
3383                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3384
3385                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3386                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3387                         return;
3388                 }
3389         }
3390
3391         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3392 }
3393
3394 /**
3395  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3396  * @cachep: The cache to allocate from.
3397  * @flags: See kmalloc().
3398  *
3399  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3400  * if the cache has no available objects.
3401  */
3402 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3403 {
3404         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3405
3406         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3407         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3408                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3409
3410         return ret;
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3413
3414 static __always_inline void
3415 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3416                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3417 {
3418         size_t i;
3419
3420         for (i = 0; i < size; i++)
3421                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3422 }
3423
3424 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3425                           void **p)
3426 {
3427         size_t i;
3428
3429         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3430         if (!s)
3431                 return 0;
3432
3433         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3434
3435         local_irq_disable();
3436         for (i = 0; i < size; i++) {
3437                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3438
3439                 if (unlikely(!objp))
3440                         goto error;
3441                 p[i] = objp;
3442         }
3443         local_irq_enable();
3444
3445         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3446
3447         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3448         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3449                 for (i = 0; i < size; i++)
3450                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3451
3452         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3453         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3454         return size;
3455 error:
3456         local_irq_enable();
3457         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3458         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3459         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3460         return 0;
3461 }
3462 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3463
3464 #ifdef CONFIG_TRACING
3465 void *
3466 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3467 {
3468         void *ret;
3469
3470         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3471
3472         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3473         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3474                       size, cachep->size, flags);
3475         return ret;
3476 }
3477 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3478 #endif
3479
3480 #ifdef CONFIG_NUMA
3481 /**
3482  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3483  * @cachep: The cache to allocate from.
3484  * @flags: See kmalloc().
3485  * @nodeid: node number of the target node.
3486  *
3487  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3488  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3489  *
3490  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3491  */
3492 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3493 {
3494         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3495
3496         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3497         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3498                                     cachep->object_size, cachep->size,
3499                                     flags, nodeid);
3500
3501         return ret;
3502 }
3503 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3504
3505 #ifdef CONFIG_TRACING
3506 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3507                                   gfp_t flags,
3508                                   int nodeid,
3509                                   size_t size)
3510 {
3511         void *ret;
3512
3513         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3514
3515         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3516         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3517                            size, cachep->size,
3518                            flags, nodeid);
3519         return ret;
3520 }
3521 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3522 #endif
3523
3524 static __always_inline void *
3525 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3526 {
3527         struct kmem_cache *cachep;
3528         void *ret;
3529
3530         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3531         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3532                 return cachep;
3533         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3534         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3535
3536         return ret;
3537 }
3538
3539 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3540 {
3541         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3542 }
3543 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3544
3545 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3546                 int node, unsigned long caller)
3547 {
3548         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3549 }
3550 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3551 #endif /* CONFIG_NUMA */
3552
3553 /**
3554  * __do_kmalloc - allocate memory
3555  * @size: how many bytes of memory are required.
3556  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3557  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3558  */
3559 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3560                                           unsigned long caller)
3561 {
3562         struct kmem_cache *cachep;
3563         void *ret;
3564
3565         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3566         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3567                 return cachep;
3568         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3569
3570         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3571         trace_kmalloc(caller, ret,
3572                       size, cachep->size, flags);
3573
3574         return ret;
3575 }
3576
3577 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3578 {
3579         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3582
3583 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3584 {
3585         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3588
3589 /**
3590  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3591  * @cachep: The cache the allocation was from.
3592  * @objp: The previously allocated object.
3593  *
3594  * Free an object which was previously allocated from this
3595  * cache.
3596  */
3597 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3598 {
3599         unsigned long flags;
3600         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3601         if (!cachep)
3602                 return;
3603
3604         local_irq_save(flags);
3605         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3606         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3607                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3608         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3609         local_irq_restore(flags);
3610
3611         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3614
3615 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3616 {
3617         struct kmem_cache *s;
3618         size_t i;
3619
3620         local_irq_disable();
3621         for (i = 0; i < size; i++) {
3622                 void *objp = p[i];
3623
3624                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3625                         s = virt_to_cache(objp);
3626                 else
3627                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3628
3629                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3630                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3631                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3632
3633                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3634         }
3635         local_irq_enable();
3636
3637         /* FIXME: add tracing */
3638 }
3639 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3640
3641 /**
3642  * kfree - free previously allocated memory
3643  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3644  *
3645  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3646  *
3647  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3648  * or you will run into trouble.
3649  */
3650 void kfree(const void *objp)
3651 {
3652         struct kmem_cache *c;
3653         unsigned long flags;
3654
3655         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3656
3657         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3658                 return;
3659         local_irq_save(flags);
3660         kfree_debugcheck(objp);
3661         c = virt_to_cache(objp);
3662         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3663
3664         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3665         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3666         local_irq_restore(flags);
3667 }
3668 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3669
3670 /*
3671  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3672  */
3673 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3674 {
3675         int node;
3676         struct kmem_cache_node *n;
3677         struct array_cache *new_shared;
3678         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3679
3680         for_each_online_node(node) {
3681
3682                 if (use_alien_caches) {
3683                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3684                         if (!new_alien)
3685                                 goto fail;
3686                 }
3687
3688                 new_shared = NULL;
3689                 if (cachep->shared) {
3690                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3691                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3692                                         0xbaadf00d, gfp);
3693                         if (!new_shared) {
3694                                 free_alien_cache(new_alien);
3695                                 goto fail;
3696                         }
3697                 }
3698
3699                 n = get_node(cachep, node);
3700                 if (n) {
3701                         struct array_cache *shared = n->shared;
3702                         LIST_HEAD(list);
3703
3704                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3705
3706                         if (shared)
3707                                 free_block(cachep, shared->entry,
3708                                                 shared->avail, node, &list);
3709
3710                         n->shared = new_shared;
3711                         if (!n->alien) {
3712                                 n->alien = new_alien;
3713                                 new_alien = NULL;
3714                         }
3715                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3716                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3717                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3718                         slabs_destroy(cachep, &list);
3719                         kfree(shared);
3720                         free_alien_cache(new_alien);
3721                         continue;
3722                 }
3723                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3724                 if (!n) {
3725                         free_alien_cache(new_alien);
3726                         kfree(new_shared);
3727                         goto fail;
3728                 }
3729
3730                 kmem_cache_node_init(n);
3731                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3732                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3733                 n->shared = new_shared;
3734                 n->alien = new_alien;
3735                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3736                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3737                 cachep->node[node] = n;
3738         }
3739         return 0;
3740
3741 fail:
3742         if (!cachep->list.next) {
3743                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3744                 node--;
3745                 while (node >= 0) {
3746                         n = get_node(cachep, node);
3747                         if (n) {
3748                                 kfree(n->shared);
3749                                 free_alien_cache(n->alien);
3750                                 kfree(n);
3751                                 cachep->node[node] = NULL;
3752                         }
3753                         node--;
3754                 }
3755         }
3756         return -ENOMEM;
3757 }
3758
3759 /* Always called with the slab_mutex held */
3760 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3761                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3762 {
3763         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3764         int cpu;
3765
3766         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3767         if (!cpu_cache)
3768                 return -ENOMEM;
3769
3770         prev = cachep->cpu_cache;
3771         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3772         kick_all_cpus_sync();
3773
3774         check_irq_on();
3775         cachep->batchcount = batchcount;
3776         cachep->limit = limit;
3777         cachep->shared = shared;
3778
3779         if (!prev)
3780                 goto alloc_node;
3781
3782         for_each_online_cpu(cpu) {
3783                 LIST_HEAD(list);
3784                 int node;
3785                 struct kmem_cache_node *n;
3786                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3787
3788                 node = cpu_to_mem(cpu);
3789                 n = get_node(cachep, node);
3790                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3791                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3792                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3793                 slabs_destroy(cachep, &list);
3794         }
3795         free_percpu(prev);
3796
3797 alloc_node:
3798         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3799 }
3800
3801 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3802                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3803 {
3804         int ret;
3805         struct kmem_cache *c;
3806
3807         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3808
3809         if (slab_state < FULL)
3810                 return ret;
3811
3812         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3813                 return ret;
3814
3815         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3816         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3817                 /* return value determined by the root cache only */
3818                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3819         }
3820
3821         return ret;
3822 }
3823
3824 /* Called with slab_mutex held always */
3825 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3826 {
3827         int err;
3828         int limit = 0;
3829         int shared = 0;
3830         int batchcount = 0;
3831
3832         if (!is_root_cache(cachep)) {
3833                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3834                 limit = root->limit;
3835                 shared = root->shared;
3836                 batchcount = root->batchcount;
3837         }
3838
3839         if (limit && shared && batchcount)
3840                 goto skip_setup;
3841         /*
3842          * The head array serves three purposes:
3843          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3844          * - reduce the number of spinlock operations.
3845          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3846          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3847          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3848          * Bonwick.
3849          */
3850         if (cachep->size > 131072)
3851                 limit = 1;
3852         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3853                 limit = 8;
3854         else if (cachep->size > 1024)
3855                 limit = 24;
3856         else if (cachep->size > 256)
3857                 limit = 54;
3858         else
3859                 limit = 120;
3860
3861         /*
3862          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3863          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3864          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3865          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3866          * replaces Bonwick's magazine layer.
3867          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3868          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3869          */
3870         shared = 0;
3871         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3872                 shared = 8;
3873
3874 #if DEBUG
3875         /*
3876          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3877          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3878          */
3879         if (limit > 32)
3880                 limit = 32;
3881 #endif
3882         batchcount = (limit + 1) / 2;
3883 skip_setup:
3884         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3885         if (err)
3886                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3887                        cachep->name, -err);
3888         return err;
3889 }
3890
3891 /*
3892  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3893  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3894  * if drain_array() is used on the shared array.
3895  */
3896 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3897                          struct array_cache *ac, int node)
3898 {
3899         LIST_HEAD(list);
3900
3901         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3902         check_mutex_acquired();
3903
3904         if (!ac || !ac->avail)
3905                 return;
3906
3907         if (ac->touched) {
3908                 ac->touched = 0;
3909                 return;
3910         }
3911
3912         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3913         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3914         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3915
3916         slabs_destroy(cachep, &list);
3917 }
3918
3919 /**
3920  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3921  * @w: work descriptor
3922  *
3923  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3924  * Purpose:
3925  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3926  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3927  *
3928  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3929  * again on the next iteration.
3930  */
3931 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3932 {
3933         struct kmem_cache *searchp;
3934         struct kmem_cache_node *n;
3935         int node = numa_mem_id();
3936         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3937
3938         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3939                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3940                 goto out;
3941
3942         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3943                 check_irq_on();
3944
3945                 /*
3946                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3947                  * have established with reasonable certainty that
3948                  * we can do some work if the lock was obtained.
3949                  */
3950                 n = get_node(searchp, node);
3951
3952                 reap_alien(searchp, n);
3953
3954                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
3955
3956                 /*
3957                  * These are racy checks but it does not matter
3958                  * if we skip one check or scan twice.
3959                  */
3960                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3961                         goto next;
3962
3963                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3964
3965                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
3966
3967                 if (n->free_touched)
3968                         n->free_touched = 0;
3969                 else {
3970                         int freed;
3971
3972                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3973                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3974                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3975                 }
3976 next:
3977                 cond_resched();
3978         }
3979         check_irq_on();
3980         mutex_unlock(&slab_mutex);
3981         next_reap_node();
3982 out:
3983         /* Set up the next iteration */
3984         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3985 }
3986
3987 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3988 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3989 {
3990         struct page *page;
3991         unsigned long active_objs;
3992         unsigned long num_objs;
3993         unsigned long active_slabs = 0;
3994         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3995         const char *name;
3996         char *error = NULL;
3997         int node;
3998         struct kmem_cache_node *n;
3999
4000         active_objs = 0;
4001         num_slabs = 0;
4002         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4003
4004                 check_irq_on();
4005                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4006
4007                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4008                         if (page->active != cachep->num && !error)
4009                                 error = "slabs_full accounting error";
4010                         active_objs += cachep->num;
4011                         active_slabs++;
4012                 }
4013                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4014                         if (page->active == cachep->num && !error)
4015                                 error = "slabs_partial accounting error";
4016                         if (!page->active && !error)
4017                                 error = "slabs_partial accounting error";
4018                         active_objs += page->active;
4019                         active_slabs++;
4020                 }
4021                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4022                         if (page->active && !error)
4023                                 error = "slabs_free accounting error";
4024                         num_slabs++;
4025                 }
4026                 free_objects += n->free_objects;
4027                 if (n->shared)
4028                         shared_avail += n->shared->avail;
4029
4030                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4031         }
4032         num_slabs += active_slabs;
4033         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4034         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4035                 error = "free_objects accounting error";
4036
4037         name = cachep->name;
4038         if (error)
4039                 pr_err("slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4040
4041         sinfo->active_objs = active_objs;
4042         sinfo->num_objs = num_objs;
4043         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4044         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4045         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4046         sinfo->limit = cachep->limit;
4047         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4048         sinfo->shared = cachep->shared;
4049         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4050         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4051 }
4052
4053 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4054 {
4055 #if STATS
4056         {                       /* node stats */
4057                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4058                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4059                 unsigned long grown = cachep->grown;
4060                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4061                 unsigned long errors = cachep->errors;
4062                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4063                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4064                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4065                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4066
4067                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4068                            allocs, high, grown,
4069                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4070                            node_frees, overflows);
4071         }
4072         /* cpu stats */
4073         {
4074                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4075                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4076                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4077                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4078
4079                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4080                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4081         }
4082 #endif
4083 }
4084
4085 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4086 /**
4087  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4088  * @file: unused
4089  * @buffer: user buffer
4090  * @count: data length
4091  * @ppos: unused
4092  */
4093 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4094                        size_t count, loff_t *ppos)
4095 {
4096         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4097         int limit, batchcount, shared, res;
4098         struct kmem_cache *cachep;
4099
4100         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4101                 return -EINVAL;
4102         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4103                 return -EFAULT;
4104         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4105
4106         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4107         if (!tmp)
4108                 return -EINVAL;
4109         *tmp = '\0';
4110         tmp++;
4111         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4112                 return -EINVAL;
4113
4114         /* Find the cache in the chain of caches. */
4115         mutex_lock(&slab_mutex);
4116         res = -EINVAL;
4117         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4118                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4119                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4120                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4121                                 res = 0;
4122                         } else {
4123                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4124                                                        batchcount, shared,
4125                                                        GFP_KERNEL);
4126                         }
4127                         break;
4128                 }
4129         }
4130         mutex_unlock(&slab_mutex);
4131         if (res >= 0)
4132                 res = count;
4133         return res;
4134 }
4135
4136 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4137
4138 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4139 {
4140         unsigned long *p;
4141         int l;
4142         if (!v)
4143                 return 1;
4144         l = n[1];
4145         p = n + 2;
4146         while (l) {
4147                 int i = l/2;
4148                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4149                 if (*q == v) {
4150                         q[1]++;
4151                         return 1;
4152                 }
4153                 if (*q > v) {
4154                         l = i;
4155                 } else {
4156                         p = q + 2;
4157                         l -= i + 1;
4158                 }
4159         }
4160         if (++n[1] == n[0])
4161                 return 0;
4162         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4163         p[0] = v;
4164         p[1] = 1;
4165         return 1;
4166 }
4167
4168 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4169                                                 struct page *page)
4170 {
4171         void *p;
4172         int i, j;
4173         unsigned long v;
4174
4175         if (n[0] == n[1])
4176                 return;
4177         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4178                 bool active = true;
4179
4180                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4181                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4182                                 active = false;
4183                                 break;
4184                         }
4185                 }
4186
4187                 if (!active)
4188                         continue;
4189
4190                 /*
4191                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4192                  * mapping is established when actual object allocation and
4193                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4194                  * cache.
4195                  */
4196                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4197                         continue;
4198
4199                 if (!add_caller(n, v))
4200                         return;
4201         }
4202 }
4203
4204 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4205 {
4206 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4207         unsigned long offset, size;
4208         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4209
4210         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4211                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4212                 if (modname[0])
4213                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4214                 return;
4215         }
4216 #endif
4217         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4218 }
4219
4220 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4221 {
4222         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4223         struct page *page;
4224         struct kmem_cache_node *n;
4225         const char *name;
4226         unsigned long *x = m->private;
4227         int node;
4228         int i;
4229
4230         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4231                 return 0;
4232         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4233                 return 0;
4234
4235         /*
4236          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4237          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4238          * during the processing, information would be wrong so restart
4239          * whole processing.
4240          */
4241         do {
4242                 set_store_user_clean(cachep);
4243                 drain_cpu_caches(cachep);
4244
4245                 x[1] = 0;
4246
4247                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4248
4249                         check_irq_on();
4250                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4251
4252                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4253                                 handle_slab(x, cachep, page);
4254                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4255                                 handle_slab(x, cachep, page);
4256                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4257                 }
4258         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4259
4260         name = cachep->name;
4261         if (x[0] == x[1]) {
4262                 /* Increase the buffer size */
4263                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4264                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4265                 if (!m->private) {
4266                         /* Too bad, we are really out */
4267                         m->private = x;
4268                         mutex_lock(&slab_mutex);
4269                         return -ENOMEM;
4270                 }
4271                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4272                 kfree(x);
4273                 mutex_lock(&slab_mutex);
4274                 /* Now make sure this entry will be retried */
4275                 m->count = m->size;
4276                 return 0;
4277         }
4278         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4279                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4280                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4281                 seq_putc(m, '\n');
4282         }
4283
4284         return 0;
4285 }
4286
4287 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4288         .start = slab_start,
4289         .next = slab_next,
4290         .stop = slab_stop,
4291         .show = leaks_show,
4292 };
4293
4294 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4295 {
4296         unsigned long *n;
4297
4298         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4299         if (!n)
4300                 return -ENOMEM;
4301
4302         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4303
4304         return 0;
4305 }
4306
4307 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4308         .open           = slabstats_open,
4309         .read           = seq_read,
4310         .llseek         = seq_lseek,
4311         .release        = seq_release_private,
4312 };
4313 #endif
4314
4315 static int __init slab_proc_init(void)
4316 {
4317 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4318         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4319 #endif
4320         return 0;
4321 }
4322 module_init(slab_proc_init);
4323 #endif
4324
4325 /**
4326  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4327  * @objp: Pointer to the object
4328  *
4329  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4330  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4331  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4332  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4333  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4334  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4335  * must not be freed during the duration of the call.
4336  */
4337 size_t ksize(const void *objp)
4338 {
4339         size_t size;
4340
4341         BUG_ON(!objp);
4342         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4343                 return 0;
4344
4345         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4346         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4347          * so we need to unpoison this area.
4348          */
4349         kasan_krealloc(objp, size, GFP_NOWAIT);
4350
4351         return size;
4352 }
4353 EXPORT_SYMBOL(ksize);