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