GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[releases.git] / mm / slab.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/mm/slab.c
4  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
5  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
6  *
7  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
8  *
9  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
10  *      (c) 2000 Manfred Spraul
11  *
12  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
13  *      (c) 2002 Manfred Spraul
14  *
15  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
16  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
17  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
18  * or with a little more detail in;
19  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
20  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
21  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
22  *
23  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
24  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
25  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
26  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
27  * initialized objects.
28  *
29  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
30  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
31  * kmem_cache_free.
32  *
33  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
34  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
35  * cache for that memory type.
36  *
37  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
38  *   full slabs with 0 free objects
39  *   partial slabs
40  *   empty slabs with no allocated objects
41  *
42  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
43  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
44  *
45  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
46  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
47  *
48  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
49  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
50  * of the entries in the array are given back into the global cache.
51  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
52  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
53  *
54  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
55  * it's changed with a smp_call_function().
56  *
57  * SMP synchronization:
58  *  constructors and destructors are called without any locking.
59  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
60  *      are accessed without any locking.
61  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
62  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
63  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
64  *
65  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
66  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
67  * his patch.
68  *
69  * Further notes from the original documentation:
70  *
71  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
72  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
73  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
74  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
75  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
76  *
77  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
78  *
79  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
80  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
81  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
82  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
83  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
84  *
85  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
86  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
87  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
88  */
89
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119 #include        <linux/sched/task_stack.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 #include        "slab.h"
132
133 /*
134  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
135  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
136  *
137  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
138  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
139  *
140  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
141  */
142
143 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
144 #define DEBUG           1
145 #define STATS           1
146 #define FORCED_DEBUG    1
147 #else
148 #define DEBUG           0
149 #define STATS           0
150 #define FORCED_DEBUG    0
151 #endif
152
153 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
154 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
155 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
156
157 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
158 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
159 #endif
160
161 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
162                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
163
164 #if FREELIST_BYTE_INDEX
165 typedef unsigned char freelist_idx_t;
166 #else
167 typedef unsigned short freelist_idx_t;
168 #endif
169
170 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
171
172 /*
173  * struct array_cache
174  *
175  * Purpose:
176  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
177  * - reduce the number of linked list operations
178  * - reduce spinlock operations
179  *
180  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
181  * footprint.
182  *
183  */
184 struct array_cache {
185         unsigned int avail;
186         unsigned int limit;
187         unsigned int batchcount;
188         unsigned int touched;
189         void *entry[];  /*
190                          * Must have this definition in here for the proper
191                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
192                          * the entries.
193                          */
194 };
195
196 struct alien_cache {
197         spinlock_t lock;
198         struct array_cache ac;
199 };
200
201 /*
202  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
203  */
204 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
205 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
206 #define CACHE_CACHE 0
207 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
208
209 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
210                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
211 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
212                         int node, struct list_head *list);
213 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
214 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
215 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
216
217 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
218                                                 void **list);
219 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
220                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
221                                 void **list);
222 static int slab_early_init = 1;
223
224 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
225
226 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
227 {
228         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
229         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
230         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
231         parent->total_slabs = 0;
232         parent->free_slabs = 0;
233         parent->shared = NULL;
234         parent->alien = NULL;
235         parent->colour_next = 0;
236         spin_lock_init(&parent->list_lock);
237         parent->free_objects = 0;
238         parent->free_touched = 0;
239 }
240
241 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
242         do {                                                            \
243                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
244                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
245         } while (0)
246
247 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
248         do {                                                            \
249         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
250         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
251         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
252         } while (0)
253
254 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
255 #define CFLGS_OFF_SLAB          ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
256 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
257 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
258
259 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
260 /*
261  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
262  * cpucache drain/refill cycles.
263  *
264  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
265  * which could lock up otherwise freeable slabs.
266  */
267 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
268 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
269
270 #if STATS
271 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
272 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
273 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
274 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
275 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
276 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
277         do {                                                            \
278                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
279                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
280         } while (0)
281 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
282 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
283 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
284 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
285 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
286         do {                                                            \
287                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
288                         (x)->max_freeable = i;                          \
289         } while (0)
290 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
291 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
292 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
293 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
294 #else
295 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
296 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
297 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
298 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
299 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
300 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
301 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
302 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
303 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
304 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
305 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
306 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
307 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
308 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
309 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
310 #endif
311
312 #if DEBUG
313
314 /*
315  * memory layout of objects:
316  * 0            : objp
317  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
318  *              the end of an object is aligned with the end of the real
319  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
320  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
321  *              redzone word.
322  * cachep->obj_offset: The real object.
323  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
324  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
325  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
326  */
327 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
328 {
329         return cachep->obj_offset;
330 }
331
332 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
333 {
334         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
335         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
336                                       sizeof(unsigned long long));
337 }
338
339 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
340 {
341         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
342         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
343                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
344                                               sizeof(unsigned long long) -
345                                               REDZONE_ALIGN);
346         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
347                                        sizeof(unsigned long long));
348 }
349
350 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
351 {
352         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
353         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
354 }
355
356 #else
357
358 #define obj_offset(x)                   0
359 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
360 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
361 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
362
363 #endif
364
365 /*
366  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
367  * overridden on the command line.
368  */
369 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
370 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
371 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
372 static bool slab_max_order_set __initdata;
373
374 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
375                                  unsigned int idx)
376 {
377         return page->s_mem + cache->size * idx;
378 }
379
380 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
381 /* internal cache of cache description objs */
382 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
383         .batchcount = 1,
384         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
385         .shared = 1,
386         .size = sizeof(struct kmem_cache),
387         .name = "kmem_cache",
388 };
389
390 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
391
392 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
393 {
394         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
395 }
396
397 /*
398  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
399  */
400 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
401                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
402 {
403         unsigned int num;
404         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
405
406         /*
407          * The slab management structure can be either off the slab or
408          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
409          * slab is used for:
410          *
411          * - @buffer_size bytes for each object
412          * - One freelist_idx_t for each object
413          *
414          * We don't need to consider alignment of freelist because
415          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
416          * at the correct alignment.
417          *
418          * If the slab management structure is off the slab, then the
419          * alignment will already be calculated into the size. Because
420          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
421          * correct alignment when allocated.
422          */
423         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
424                 num = slab_size / buffer_size;
425                 *left_over = slab_size % buffer_size;
426         } else {
427                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
428                 *left_over = slab_size %
429                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
430         }
431
432         return num;
433 }
434
435 #if DEBUG
436 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
437
438 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
439                         char *msg)
440 {
441         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
442                function, cachep->name, msg);
443         dump_stack();
444         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
445 }
446 #endif
447
448 /*
449  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
450  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
451  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
452  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
453  * line
454   */
455
456 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
457 static int __init noaliencache_setup(char *s)
458 {
459         use_alien_caches = 0;
460         return 1;
461 }
462 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
463
464 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
465 {
466         get_option(&str, &slab_max_order);
467         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
468                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
469         slab_max_order_set = true;
470
471         return 1;
472 }
473 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
474
475 #ifdef CONFIG_NUMA
476 /*
477  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
478  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
479  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
480  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
481  */
482 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
483
484 static void init_reap_node(int cpu)
485 {
486         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
487                                                     node_online_map);
488 }
489
490 static void next_reap_node(void)
491 {
492         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
493
494         node = next_node_in(node, node_online_map);
495         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
496 }
497
498 #else
499 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
500 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
501 #endif
502
503 /*
504  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
505  * via the workqueue/eventd.
506  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
507  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
508  * lock.
509  */
510 static void start_cpu_timer(int cpu)
511 {
512         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
513
514         if (reap_work->work.func == NULL) {
515                 init_reap_node(cpu);
516                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
517                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
518                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
519         }
520 }
521
522 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
523 {
524         if (ac) {
525                 ac->avail = 0;
526                 ac->limit = limit;
527                 ac->batchcount = batch;
528                 ac->touched = 0;
529         }
530 }
531
532 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
533                                             int batchcount, gfp_t gfp)
534 {
535         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
536         struct array_cache *ac = NULL;
537
538         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
539         /*
540          * The array_cache structures contain pointers to free object.
541          * However, when such objects are allocated or transferred to another
542          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
543          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
544          * not scan such objects.
545          */
546         kmemleak_no_scan(ac);
547         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
548         return ac;
549 }
550
551 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
552                                         struct page *page, void *objp)
553 {
554         struct kmem_cache_node *n;
555         int page_node;
556         LIST_HEAD(list);
557
558         page_node = page_to_nid(page);
559         n = get_node(cachep, page_node);
560
561         spin_lock(&n->list_lock);
562         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
563         spin_unlock(&n->list_lock);
564
565         slabs_destroy(cachep, &list);
566 }
567
568 /*
569  * Transfer objects in one arraycache to another.
570  * Locking must be handled by the caller.
571  *
572  * Return the number of entries transferred.
573  */
574 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
575                 struct array_cache *from, unsigned int max)
576 {
577         /* Figure out how many entries to transfer */
578         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
579
580         if (!nr)
581                 return 0;
582
583         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
584                         sizeof(void *) *nr);
585
586         from->avail -= nr;
587         to->avail += nr;
588         return nr;
589 }
590
591 /* &alien->lock must be held by alien callers. */
592 static __always_inline void __free_one(struct array_cache *ac, void *objp)
593 {
594         /* Avoid trivial double-free. */
595         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
596             WARN_ON_ONCE(ac->avail > 0 && ac->entry[ac->avail - 1] == objp))
597                 return;
598         ac->entry[ac->avail++] = objp;
599 }
600
601 #ifndef CONFIG_NUMA
602
603 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
604 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
605
606 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
607                                                 int limit, gfp_t gfp)
608 {
609         return NULL;
610 }
611
612 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
613 {
614 }
615
616 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
617 {
618         return 0;
619 }
620
621 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
622                 gfp_t flags)
623 {
624         return NULL;
625 }
626
627 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
628                  gfp_t flags, int nodeid)
629 {
630         return NULL;
631 }
632
633 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
634 {
635         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
636 }
637
638 #else   /* CONFIG_NUMA */
639
640 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
641 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
642
643 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
644                                                 int batch, gfp_t gfp)
645 {
646         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
647         struct alien_cache *alc = NULL;
648
649         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
650         if (alc) {
651                 kmemleak_no_scan(alc);
652                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
653                 spin_lock_init(&alc->lock);
654         }
655         return alc;
656 }
657
658 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
659 {
660         struct alien_cache **alc_ptr;
661         int i;
662
663         if (limit > 1)
664                 limit = 12;
665         alc_ptr = kcalloc_node(nr_node_ids, sizeof(void *), gfp, node);
666         if (!alc_ptr)
667                 return NULL;
668
669         for_each_node(i) {
670                 if (i == node || !node_online(i))
671                         continue;
672                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
673                 if (!alc_ptr[i]) {
674                         for (i--; i >= 0; i--)
675                                 kfree(alc_ptr[i]);
676                         kfree(alc_ptr);
677                         return NULL;
678                 }
679         }
680         return alc_ptr;
681 }
682
683 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
684 {
685         int i;
686
687         if (!alc_ptr)
688                 return;
689         for_each_node(i)
690             kfree(alc_ptr[i]);
691         kfree(alc_ptr);
692 }
693
694 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
695                                 struct array_cache *ac, int node,
696                                 struct list_head *list)
697 {
698         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
699
700         if (ac->avail) {
701                 spin_lock(&n->list_lock);
702                 /*
703                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
704                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
705                  * into the free lists and getting them back later.
706                  */
707                 if (n->shared)
708                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
709
710                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
711                 ac->avail = 0;
712                 spin_unlock(&n->list_lock);
713         }
714 }
715
716 /*
717  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
718  */
719 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
720 {
721         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
722
723         if (n->alien) {
724                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
725                 struct array_cache *ac;
726
727                 if (alc) {
728                         ac = &alc->ac;
729                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
730                                 LIST_HEAD(list);
731
732                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
733                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
734                                 slabs_destroy(cachep, &list);
735                         }
736                 }
737         }
738 }
739
740 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
741                                 struct alien_cache **alien)
742 {
743         int i = 0;
744         struct alien_cache *alc;
745         struct array_cache *ac;
746         unsigned long flags;
747
748         for_each_online_node(i) {
749                 alc = alien[i];
750                 if (alc) {
751                         LIST_HEAD(list);
752
753                         ac = &alc->ac;
754                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
755                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
756                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
757                         slabs_destroy(cachep, &list);
758                 }
759         }
760 }
761
762 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
763                                 int node, int page_node)
764 {
765         struct kmem_cache_node *n;
766         struct alien_cache *alien = NULL;
767         struct array_cache *ac;
768         LIST_HEAD(list);
769
770         n = get_node(cachep, node);
771         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
772         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
773                 alien = n->alien[page_node];
774                 ac = &alien->ac;
775                 spin_lock(&alien->lock);
776                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
777                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
778                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
779                 }
780                 __free_one(ac, objp);
781                 spin_unlock(&alien->lock);
782                 slabs_destroy(cachep, &list);
783         } else {
784                 n = get_node(cachep, page_node);
785                 spin_lock(&n->list_lock);
786                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
787                 spin_unlock(&n->list_lock);
788                 slabs_destroy(cachep, &list);
789         }
790         return 1;
791 }
792
793 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
794 {
795         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
796         int node = numa_mem_id();
797         /*
798          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
799          * cache on this cpu.
800          */
801         if (likely(node == page_node))
802                 return 0;
803
804         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
805 }
806
807 /*
808  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
809  * warn about failures.
810  */
811 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
812 {
813         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
814 }
815 #endif
816
817 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
818 {
819         struct kmem_cache_node *n;
820
821         /*
822          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
823          * begin anything. Make sure some other cpu on this
824          * node has not already allocated this
825          */
826         n = get_node(cachep, node);
827         if (n) {
828                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
829                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
830                                 cachep->num;
831                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
832
833                 return 0;
834         }
835
836         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
837         if (!n)
838                 return -ENOMEM;
839
840         kmem_cache_node_init(n);
841         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
842                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
843
844         n->free_limit =
845                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
846
847         /*
848          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
849          * come and go.  slab_mutex is sufficient
850          * protection here.
851          */
852         cachep->node[node] = n;
853
854         return 0;
855 }
856
857 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
858 /*
859  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
860  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
861  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
862  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
863  * already in use.
864  *
865  * Must hold slab_mutex.
866  */
867 static int init_cache_node_node(int node)
868 {
869         int ret;
870         struct kmem_cache *cachep;
871
872         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
873                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
874                 if (ret)
875                         return ret;
876         }
877
878         return 0;
879 }
880 #endif
881
882 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
883                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
884 {
885         int ret = -ENOMEM;
886         struct kmem_cache_node *n;
887         struct array_cache *old_shared = NULL;
888         struct array_cache *new_shared = NULL;
889         struct alien_cache **new_alien = NULL;
890         LIST_HEAD(list);
891
892         if (use_alien_caches) {
893                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
894                 if (!new_alien)
895                         goto fail;
896         }
897
898         if (cachep->shared) {
899                 new_shared = alloc_arraycache(node,
900                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
901                 if (!new_shared)
902                         goto fail;
903         }
904
905         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
906         if (ret)
907                 goto fail;
908
909         n = get_node(cachep, node);
910         spin_lock_irq(&n->list_lock);
911         if (n->shared && force_change) {
912                 free_block(cachep, n->shared->entry,
913                                 n->shared->avail, node, &list);
914                 n->shared->avail = 0;
915         }
916
917         if (!n->shared || force_change) {
918                 old_shared = n->shared;
919                 n->shared = new_shared;
920                 new_shared = NULL;
921         }
922
923         if (!n->alien) {
924                 n->alien = new_alien;
925                 new_alien = NULL;
926         }
927
928         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
929         slabs_destroy(cachep, &list);
930
931         /*
932          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
933          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
934          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
935          * freed after synchronize_rcu().
936          */
937         if (old_shared && force_change)
938                 synchronize_rcu();
939
940 fail:
941         kfree(old_shared);
942         kfree(new_shared);
943         free_alien_cache(new_alien);
944
945         return ret;
946 }
947
948 #ifdef CONFIG_SMP
949
950 static void cpuup_canceled(long cpu)
951 {
952         struct kmem_cache *cachep;
953         struct kmem_cache_node *n = NULL;
954         int node = cpu_to_mem(cpu);
955         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
956
957         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
958                 struct array_cache *nc;
959                 struct array_cache *shared;
960                 struct alien_cache **alien;
961                 LIST_HEAD(list);
962
963                 n = get_node(cachep, node);
964                 if (!n)
965                         continue;
966
967                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
968
969                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
970                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
971
972                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
973                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
974                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
975                 nc->avail = 0;
976
977                 if (!cpumask_empty(mask)) {
978                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
979                         goto free_slab;
980                 }
981
982                 shared = n->shared;
983                 if (shared) {
984                         free_block(cachep, shared->entry,
985                                    shared->avail, node, &list);
986                         n->shared = NULL;
987                 }
988
989                 alien = n->alien;
990                 n->alien = NULL;
991
992                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
993
994                 kfree(shared);
995                 if (alien) {
996                         drain_alien_cache(cachep, alien);
997                         free_alien_cache(alien);
998                 }
999
1000 free_slab:
1001                 slabs_destroy(cachep, &list);
1002         }
1003         /*
1004          * In the previous loop, all the objects were freed to
1005          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1006          * shrink each nodelist to its limit.
1007          */
1008         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1009                 n = get_node(cachep, node);
1010                 if (!n)
1011                         continue;
1012                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1013         }
1014 }
1015
1016 static int cpuup_prepare(long cpu)
1017 {
1018         struct kmem_cache *cachep;
1019         int node = cpu_to_mem(cpu);
1020         int err;
1021
1022         /*
1023          * We need to do this right in the beginning since
1024          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1025          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1026          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1027          */
1028         err = init_cache_node_node(node);
1029         if (err < 0)
1030                 goto bad;
1031
1032         /*
1033          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1034          * array caches
1035          */
1036         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1037                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1038                 if (err)
1039                         goto bad;
1040         }
1041
1042         return 0;
1043 bad:
1044         cpuup_canceled(cpu);
1045         return -ENOMEM;
1046 }
1047
1048 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1049 {
1050         int err;
1051
1052         mutex_lock(&slab_mutex);
1053         err = cpuup_prepare(cpu);
1054         mutex_unlock(&slab_mutex);
1055         return err;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1060  * offline.
1061  *
1062  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1063  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1064  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1065  * the cpu going down.  The kmem_cache_node structure is usually allocated from
1066  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1067  */
1068 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1069 {
1070         mutex_lock(&slab_mutex);
1071         cpuup_canceled(cpu);
1072         mutex_unlock(&slab_mutex);
1073         return 0;
1074 }
1075 #endif
1076
1077 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1078 {
1079         start_cpu_timer(cpu);
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1084 {
1085         /*
1086          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1087          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1088          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1089          * timer.
1090          */
1091         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1092         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1093         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1098 /*
1099  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1100  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1101  * removed.
1102  *
1103  * Must hold slab_mutex.
1104  */
1105 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1106 {
1107         struct kmem_cache *cachep;
1108         int ret = 0;
1109
1110         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1111                 struct kmem_cache_node *n;
1112
1113                 n = get_node(cachep, node);
1114                 if (!n)
1115                         continue;
1116
1117                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1118
1119                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1120                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1121                         ret = -EBUSY;
1122                         break;
1123                 }
1124         }
1125         return ret;
1126 }
1127
1128 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1129                                         unsigned long action, void *arg)
1130 {
1131         struct memory_notify *mnb = arg;
1132         int ret = 0;
1133         int nid;
1134
1135         nid = mnb->status_change_nid;
1136         if (nid < 0)
1137                 goto out;
1138
1139         switch (action) {
1140         case MEM_GOING_ONLINE:
1141                 mutex_lock(&slab_mutex);
1142                 ret = init_cache_node_node(nid);
1143                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1144                 break;
1145         case MEM_GOING_OFFLINE:
1146                 mutex_lock(&slab_mutex);
1147                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1148                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1149                 break;
1150         case MEM_ONLINE:
1151         case MEM_OFFLINE:
1152         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1153         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1154                 break;
1155         }
1156 out:
1157         return notifier_from_errno(ret);
1158 }
1159 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1160
1161 /*
1162  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1163  */
1164 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1165                                 int nodeid)
1166 {
1167         struct kmem_cache_node *ptr;
1168
1169         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1170         BUG_ON(!ptr);
1171
1172         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1173         /*
1174          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1175          */
1176         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1177
1178         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1179         cachep->node[nodeid] = ptr;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1184  * size of kmem_cache_node.
1185  */
1186 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1187 {
1188         int node;
1189
1190         for_each_online_node(node) {
1191                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1192                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1193                     REAPTIMEOUT_NODE +
1194                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1195         }
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1200  * before smp_init().
1201  */
1202 void __init kmem_cache_init(void)
1203 {
1204         int i;
1205
1206         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1207
1208         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1209                 use_alien_caches = 0;
1210
1211         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1212                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1213
1214         /*
1215          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1216          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1217          * not overridden on the command line.
1218          */
1219         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1220                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1221
1222         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1223          * from caches that do not exist yet:
1224          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1225          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1226          *    kmem_cache is statically allocated.
1227          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1228          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1229          *    array at the end of the bootstrap.
1230          * 2) Create the first kmalloc cache.
1231          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1232          *    An __init data area is used for the head array.
1233          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1234          *    head arrays.
1235          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1236          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1237          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1238          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1239          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1240          */
1241
1242         /* 1) create the kmem_cache */
1243
1244         /*
1245          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1246          */
1247         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1248                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1249                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1250                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1251         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1252         slab_state = PARTIAL;
1253
1254         /*
1255          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1256          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1257          */
1258         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1259                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name[KMALLOC_NORMAL],
1260                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size,
1261                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS, 0,
1262                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size);
1263         slab_state = PARTIAL_NODE;
1264         setup_kmalloc_cache_index_table();
1265
1266         slab_early_init = 0;
1267
1268         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1269         {
1270                 int nid;
1271
1272                 for_each_online_node(nid) {
1273                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1274
1275                         init_list(kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE],
1276                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1277                 }
1278         }
1279
1280         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1281 }
1282
1283 void __init kmem_cache_init_late(void)
1284 {
1285         struct kmem_cache *cachep;
1286
1287         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1288         mutex_lock(&slab_mutex);
1289         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1290                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1291                         BUG();
1292         mutex_unlock(&slab_mutex);
1293
1294         /* Done! */
1295         slab_state = FULL;
1296
1297 #ifdef CONFIG_NUMA
1298         /*
1299          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1300          * node.
1301          */
1302         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1303 #endif
1304
1305         /*
1306          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1307          * of the kernel is not yet operational.
1308          */
1309 }
1310
1311 static int __init cpucache_init(void)
1312 {
1313         int ret;
1314
1315         /*
1316          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1317          */
1318         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1319                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1320         WARN_ON(ret < 0);
1321
1322         return 0;
1323 }
1324 __initcall(cpucache_init);
1325
1326 static noinline void
1327 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1328 {
1329 #if DEBUG
1330         struct kmem_cache_node *n;
1331         unsigned long flags;
1332         int node;
1333         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1334                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1335
1336         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1337                 return;
1338
1339         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1340                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1341         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1342                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1343
1344         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1345                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1346
1347                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1348                 total_slabs = n->total_slabs;
1349                 free_slabs = n->free_slabs;
1350                 free_objs = n->free_objects;
1351                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1352
1353                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1354                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1355                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1356                         total_slabs * cachep->num);
1357         }
1358 #endif
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1363  * kmem_cache_node ->list_lock.
1364  *
1365  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1366  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1367  * would be relatively rare and ignorable.
1368  */
1369 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1370                                                                 int nodeid)
1371 {
1372         struct page *page;
1373
1374         flags |= cachep->allocflags;
1375
1376         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1377         if (!page) {
1378                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1379                 return NULL;
1380         }
1381
1382         account_slab_page(page, cachep->gfporder, cachep);
1383         __SetPageSlab(page);
1384         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1385         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1386                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1387
1388         return page;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Interface to system's page release.
1393  */
1394 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1395 {
1396         int order = cachep->gfporder;
1397
1398         BUG_ON(!PageSlab(page));
1399         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1400         __ClearPageSlab(page);
1401         page_mapcount_reset(page);
1402         page->mapping = NULL;
1403
1404         if (current->reclaim_state)
1405                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += 1 << order;
1406         unaccount_slab_page(page, order, cachep);
1407         __free_pages(page, order);
1408 }
1409
1410 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1411 {
1412         struct kmem_cache *cachep;
1413         struct page *page;
1414
1415         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1416         cachep = page->slab_cache;
1417
1418         kmem_freepages(cachep, page);
1419 }
1420
1421 #if DEBUG
1422 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1423 {
1424         if (debug_pagealloc_enabled_static() && OFF_SLAB(cachep) &&
1425                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1426                 return true;
1427
1428         return false;
1429 }
1430
1431 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1432 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1433 {
1434         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1435                 return;
1436
1437         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1438 }
1439
1440 #else
1441 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1442                                 int map) {}
1443
1444 #endif
1445
1446 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1447 {
1448         int size = cachep->object_size;
1449         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1450
1451         memset(addr, val, size);
1452         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1453 }
1454
1455 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1456 {
1457         int i;
1458         unsigned char error = 0;
1459         int bad_count = 0;
1460
1461         pr_err("%03x: ", offset);
1462         for (i = 0; i < limit; i++) {
1463                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1464                         error = data[offset + i];
1465                         bad_count++;
1466                 }
1467         }
1468         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1469                         &data[offset], limit, 1);
1470
1471         if (bad_count == 1) {
1472                 error ^= POISON_FREE;
1473                 if (!(error & (error - 1))) {
1474                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1475 #ifdef CONFIG_X86
1476                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1477 #else
1478                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1479 #endif
1480                 }
1481         }
1482 }
1483 #endif
1484
1485 #if DEBUG
1486
1487 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1488 {
1489         int i, size;
1490         char *realobj;
1491
1492         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1493                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1494                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1495                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1496         }
1497
1498         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1499                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1500         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1501         size = cachep->object_size;
1502         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1503                 int limit;
1504                 limit = 16;
1505                 if (i + limit > size)
1506                         limit = size - i;
1507                 dump_line(realobj, i, limit);
1508         }
1509 }
1510
1511 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1512 {
1513         char *realobj;
1514         int size, i;
1515         int lines = 0;
1516
1517         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1518                 return;
1519
1520         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1521         size = cachep->object_size;
1522
1523         for (i = 0; i < size; i++) {
1524                 char exp = POISON_FREE;
1525                 if (i == size - 1)
1526                         exp = POISON_END;
1527                 if (realobj[i] != exp) {
1528                         int limit;
1529                         /* Mismatch ! */
1530                         /* Print header */
1531                         if (lines == 0) {
1532                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1533                                        print_tainted(), cachep->name,
1534                                        realobj, size);
1535                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1536                         }
1537                         /* Hexdump the affected line */
1538                         i = (i / 16) * 16;
1539                         limit = 16;
1540                         if (i + limit > size)
1541                                 limit = size - i;
1542                         dump_line(realobj, i, limit);
1543                         i += 16;
1544                         lines++;
1545                         /* Limit to 5 lines */
1546                         if (lines > 5)
1547                                 break;
1548                 }
1549         }
1550         if (lines != 0) {
1551                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1552                  * exist:
1553                  */
1554                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1555                 unsigned int objnr;
1556
1557                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1558                 if (objnr) {
1559                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1560                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1561                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1562                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1563                 }
1564                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1565                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1566                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1567                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1568                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1569                 }
1570         }
1571 }
1572 #endif
1573
1574 #if DEBUG
1575 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1576                                                 struct page *page)
1577 {
1578         int i;
1579
1580         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1581                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1582                         POISON_FREE);
1583         }
1584
1585         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1586                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1587
1588                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1589                         check_poison_obj(cachep, objp);
1590                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1591                 }
1592                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1593                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1594                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1595                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1596                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1597                 }
1598         }
1599 }
1600 #else
1601 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1602                                                 struct page *page)
1603 {
1604 }
1605 #endif
1606
1607 /**
1608  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1609  * @cachep: cache pointer being destroyed
1610  * @page: page pointer being destroyed
1611  *
1612  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1613  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1614  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1615  */
1616 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1617 {
1618         void *freelist;
1619
1620         freelist = page->freelist;
1621         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1622         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1623                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1624         else
1625                 kmem_freepages(cachep, page);
1626
1627         /*
1628          * From now on, we don't use freelist
1629          * although actual page can be freed in rcu context
1630          */
1631         if (OFF_SLAB(cachep))
1632                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Update the size of the caches before calling slabs_destroy as it may
1637  * recursively call kfree.
1638  */
1639 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1640 {
1641         struct page *page, *n;
1642
1643         list_for_each_entry_safe(page, n, list, slab_list) {
1644                 list_del(&page->slab_list);
1645                 slab_destroy(cachep, page);
1646         }
1647 }
1648
1649 /**
1650  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1651  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1652  * @size: size of objects to be created in this cache.
1653  * @flags: slab allocation flags
1654  *
1655  * Also calculates the number of objects per slab.
1656  *
1657  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1658  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1659  * towards high-order requests, this should be changed.
1660  *
1661  * Return: number of left-over bytes in a slab
1662  */
1663 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1664                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1665 {
1666         size_t left_over = 0;
1667         int gfporder;
1668
1669         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1670                 unsigned int num;
1671                 size_t remainder;
1672
1673                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1674                 if (!num)
1675                         continue;
1676
1677                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1678                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1679                         break;
1680
1681                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1682                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1683                         size_t freelist_size;
1684
1685                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1686                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1687                         if (!freelist_cache)
1688                                 continue;
1689
1690                         /*
1691                          * Needed to avoid possible looping condition
1692                          * in cache_grow_begin()
1693                          */
1694                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1695                                 continue;
1696
1697                         /* check if off slab has enough benefit */
1698                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1699                                 continue;
1700                 }
1701
1702                 /* Found something acceptable - save it away */
1703                 cachep->num = num;
1704                 cachep->gfporder = gfporder;
1705                 left_over = remainder;
1706
1707                 /*
1708                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1709                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1710                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1711                  */
1712                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1713                         break;
1714
1715                 /*
1716                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1717                  * currently bad for the gfp()s.
1718                  */
1719                 if (gfporder >= slab_max_order)
1720                         break;
1721
1722                 /*
1723                  * Acceptable internal fragmentation?
1724                  */
1725                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1726                         break;
1727         }
1728         return left_over;
1729 }
1730
1731 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1732                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1733 {
1734         int cpu;
1735         size_t size;
1736         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1737
1738         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1739         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1740
1741         if (!cpu_cache)
1742                 return NULL;
1743
1744         for_each_possible_cpu(cpu) {
1745                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1746                                 entries, batchcount);
1747         }
1748
1749         return cpu_cache;
1750 }
1751
1752 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1753 {
1754         if (slab_state >= FULL)
1755                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1756
1757         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1758         if (!cachep->cpu_cache)
1759                 return 1;
1760
1761         if (slab_state == DOWN) {
1762                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1763                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1764         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1765                 /* For kmem_cache_node */
1766                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1767         } else {
1768                 int node;
1769
1770                 for_each_online_node(node) {
1771                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1772                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1773                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1774                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1775                 }
1776         }
1777
1778         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1779                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1780                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1781
1782         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1783         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1784         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1785         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1786         cachep->batchcount = 1;
1787         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1788         return 0;
1789 }
1790
1791 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1792         slab_flags_t flags, const char *name)
1793 {
1794         return flags;
1795 }
1796
1797 struct kmem_cache *
1798 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1799                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1800 {
1801         struct kmem_cache *cachep;
1802
1803         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1804         if (cachep) {
1805                 cachep->refcount++;
1806
1807                 /*
1808                  * Adjust the object sizes so that we clear
1809                  * the complete object on kzalloc.
1810                  */
1811                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1812         }
1813         return cachep;
1814 }
1815
1816 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1817                         size_t size, slab_flags_t flags)
1818 {
1819         size_t left;
1820
1821         cachep->num = 0;
1822
1823         /*
1824          * If slab auto-initialization on free is enabled, store the freelist
1825          * off-slab, so that its contents don't end up in one of the allocated
1826          * objects.
1827          */
1828         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
1829                 return false;
1830
1831         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1832                 return false;
1833
1834         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1835                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1836         if (!cachep->num)
1837                 return false;
1838
1839         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1840                 return false;
1841
1842         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1843
1844         return true;
1845 }
1846
1847 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1848                         size_t size, slab_flags_t flags)
1849 {
1850         size_t left;
1851
1852         cachep->num = 0;
1853
1854         /*
1855          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1856          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1857          */
1858         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1859                 return false;
1860
1861         /*
1862          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1863          * off-slab (should allow better packing of objs).
1864          */
1865         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1866         if (!cachep->num)
1867                 return false;
1868
1869         /*
1870          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1871          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1872          */
1873         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1874                 return false;
1875
1876         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1877
1878         return true;
1879 }
1880
1881 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1882                         size_t size, slab_flags_t flags)
1883 {
1884         size_t left;
1885
1886         cachep->num = 0;
1887
1888         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1889         if (!cachep->num)
1890                 return false;
1891
1892         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1893
1894         return true;
1895 }
1896
1897 /**
1898  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1899  * @cachep: cache management descriptor
1900  * @flags: SLAB flags
1901  *
1902  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1903  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1904  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1905  *
1906  * The flags are
1907  *
1908  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1909  * to catch references to uninitialised memory.
1910  *
1911  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1912  * for buffer overruns.
1913  *
1914  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1915  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1916  * as davem.
1917  *
1918  * Return: a pointer to the created cache or %NULL in case of error
1919  */
1920 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1921 {
1922         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1923         gfp_t gfp;
1924         int err;
1925         unsigned int size = cachep->size;
1926
1927 #if DEBUG
1928 #if FORCED_DEBUG
1929         /*
1930          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1931          * large objects, if the increased size would increase the object size
1932          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1933          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1934          */
1935         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
1936                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
1937                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1938         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1939                 flags |= SLAB_POISON;
1940 #endif
1941 #endif
1942
1943         /*
1944          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1945          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1946          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1947          */
1948         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
1949
1950         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1951                 ralign = REDZONE_ALIGN;
1952                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
1953                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
1954                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
1955         }
1956
1957         /* 3) caller mandated alignment */
1958         if (ralign < cachep->align) {
1959                 ralign = cachep->align;
1960         }
1961         /* disable debug if necessary */
1962         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
1963                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1964         /*
1965          * 4) Store it.
1966          */
1967         cachep->align = ralign;
1968         cachep->colour_off = cache_line_size();
1969         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1970         if (cachep->colour_off < cachep->align)
1971                 cachep->colour_off = cachep->align;
1972
1973         if (slab_is_available())
1974                 gfp = GFP_KERNEL;
1975         else
1976                 gfp = GFP_NOWAIT;
1977
1978 #if DEBUG
1979
1980         /*
1981          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
1982          * into align above.
1983          */
1984         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1985                 /* add space for red zone words */
1986                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
1987                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
1988         }
1989         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1990                 /* user store requires one word storage behind the end of
1991                  * the real object. But if the second red zone needs to be
1992                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
1993                  */
1994                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1995                         size += REDZONE_ALIGN;
1996                 else
1997                         size += BYTES_PER_WORD;
1998         }
1999 #endif
2000
2001         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2002
2003         size = ALIGN(size, cachep->align);
2004         /*
2005          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2006          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2007          */
2008         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2009                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2010
2011 #if DEBUG
2012         /*
2013          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2014          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2015          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2016          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2017          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2018          */
2019         if (debug_pagealloc_enabled_static() && (flags & SLAB_POISON) &&
2020                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2021                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2022                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2023
2024                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2025                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2026                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2027                                 size = tmp_size;
2028                                 goto done;
2029                         }
2030                 }
2031         }
2032 #endif
2033
2034         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2035                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2036                 goto done;
2037         }
2038
2039         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2040                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2041                 goto done;
2042         }
2043
2044         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2045                 goto done;
2046
2047         return -E2BIG;
2048
2049 done:
2050         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2051         cachep->flags = flags;
2052         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2053         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2054                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2055         if (flags & SLAB_CACHE_DMA32)
2056                 cachep->allocflags |= GFP_DMA32;
2057         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2058                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2059         cachep->size = size;
2060         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2061
2062 #if DEBUG
2063         /*
2064          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2065          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2066          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2067          */
2068         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2069                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2070                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2071                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2072 #endif
2073
2074         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2075                 cachep->freelist_cache =
2076                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2077         }
2078
2079         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2080         if (err) {
2081                 __kmem_cache_release(cachep);
2082                 return err;
2083         }
2084
2085         return 0;
2086 }
2087
2088 #if DEBUG
2089 static void check_irq_off(void)
2090 {
2091         BUG_ON(!irqs_disabled());
2092 }
2093
2094 static void check_irq_on(void)
2095 {
2096         BUG_ON(irqs_disabled());
2097 }
2098
2099 static void check_mutex_acquired(void)
2100 {
2101         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2102 }
2103
2104 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2105 {
2106 #ifdef CONFIG_SMP
2107         check_irq_off();
2108         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2109 #endif
2110 }
2111
2112 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2113 {
2114 #ifdef CONFIG_SMP
2115         check_irq_off();
2116         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2117 #endif
2118 }
2119
2120 #else
2121 #define check_irq_off() do { } while(0)
2122 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2123 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2124 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2125 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2126 #endif
2127
2128 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2129                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2130 {
2131         int tofree;
2132
2133         if (!ac || !ac->avail)
2134                 return;
2135
2136         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2137         if (tofree > ac->avail)
2138                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2139
2140         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2141         ac->avail -= tofree;
2142         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2143 }
2144
2145 static void do_drain(void *arg)
2146 {
2147         struct kmem_cache *cachep = arg;
2148         struct array_cache *ac;
2149         int node = numa_mem_id();
2150         struct kmem_cache_node *n;
2151         LIST_HEAD(list);
2152
2153         check_irq_off();
2154         ac = cpu_cache_get(cachep);
2155         n = get_node(cachep, node);
2156         spin_lock(&n->list_lock);
2157         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2158         spin_unlock(&n->list_lock);
2159         ac->avail = 0;
2160         slabs_destroy(cachep, &list);
2161 }
2162
2163 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2164 {
2165         struct kmem_cache_node *n;
2166         int node;
2167         LIST_HEAD(list);
2168
2169         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2170         check_irq_on();
2171         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2172                 if (n->alien)
2173                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2174
2175         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2176                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2177                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2178                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2179
2180                 slabs_destroy(cachep, &list);
2181         }
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Remove slabs from the list of free slabs.
2186  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2187  *
2188  * Returns the actual number of slabs released.
2189  */
2190 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2191                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2192 {
2193         struct list_head *p;
2194         int nr_freed;
2195         struct page *page;
2196
2197         nr_freed = 0;
2198         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2199
2200                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2201                 p = n->slabs_free.prev;
2202                 if (p == &n->slabs_free) {
2203                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2204                         goto out;
2205                 }
2206
2207                 page = list_entry(p, struct page, slab_list);
2208                 list_del(&page->slab_list);
2209                 n->free_slabs--;
2210                 n->total_slabs--;
2211                 /*
2212                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2213                  * to the cache.
2214                  */
2215                 n->free_objects -= cache->num;
2216                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2217                 slab_destroy(cache, page);
2218                 nr_freed++;
2219         }
2220 out:
2221         return nr_freed;
2222 }
2223
2224 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2225 {
2226         int node;
2227         struct kmem_cache_node *n;
2228
2229         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2230                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2231                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2232                         return false;
2233         return true;
2234 }
2235
2236 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2237 {
2238         int ret = 0;
2239         int node;
2240         struct kmem_cache_node *n;
2241
2242         drain_cpu_caches(cachep);
2243
2244         check_irq_on();
2245         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2246                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2247
2248                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2249                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2250         }
2251         return (ret ? 1 : 0);
2252 }
2253
2254 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2255 {
2256         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2257 }
2258
2259 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2260 {
2261         int i;
2262         struct kmem_cache_node *n;
2263
2264         cache_random_seq_destroy(cachep);
2265
2266         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2267
2268         /* NUMA: free the node structures */
2269         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2270                 kfree(n->shared);
2271                 free_alien_cache(n->alien);
2272                 kfree(n);
2273                 cachep->node[i] = NULL;
2274         }
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Get the memory for a slab management obj.
2279  *
2280  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2281  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2282  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2283  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2284  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2285  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2286  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2287  *
2288  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2289  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2290  */
2291 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2292                                    struct page *page, int colour_off,
2293                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2294 {
2295         void *freelist;
2296         void *addr = page_address(page);
2297
2298         page->s_mem = addr + colour_off;
2299         page->active = 0;
2300
2301         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2302                 freelist = NULL;
2303         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2304                 /* Slab management obj is off-slab. */
2305                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2306                                               local_flags, nodeid);
2307         } else {
2308                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2309                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2310                                 cachep->freelist_size;
2311         }
2312
2313         return freelist;
2314 }
2315
2316 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2317 {
2318         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2319 }
2320
2321 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2322                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2323 {
2324         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2325 }
2326
2327 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2328 {
2329 #if DEBUG
2330         int i;
2331
2332         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2333                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2334
2335                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2336                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2337
2338                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2339                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2340                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2341                 }
2342                 /*
2343                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2344                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2345                  * They must also be threaded.
2346                  */
2347                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2348                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2349                                                    objp + obj_offset(cachep));
2350                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2351                         kasan_poison_object_data(
2352                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2353                 }
2354
2355                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2356                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2357                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2358                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2359                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2360                 }
2361                 /* need to poison the objs? */
2362                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2363                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2364                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2365                 }
2366         }
2367 #endif
2368 }
2369
2370 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2371 /* Hold information during a freelist initialization */
2372 union freelist_init_state {
2373         struct {
2374                 unsigned int pos;
2375                 unsigned int *list;
2376                 unsigned int count;
2377         };
2378         struct rnd_state rnd_state;
2379 };
2380
2381 /*
2382  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2383  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2384  */
2385 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2386                                 struct kmem_cache *cachep,
2387                                 unsigned int count)
2388 {
2389         bool ret;
2390         unsigned int rand;
2391
2392         /* Use best entropy available to define a random shift */
2393         rand = get_random_int();
2394
2395         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2396         if (!cachep->random_seq) {
2397                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2398                 ret = false;
2399         } else {
2400                 state->list = cachep->random_seq;
2401                 state->count = count;
2402                 state->pos = rand % count;
2403                 ret = true;
2404         }
2405         return ret;
2406 }
2407
2408 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2409 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2410 {
2411         if (state->pos >= state->count)
2412                 state->pos = 0;
2413         return state->list[state->pos++];
2414 }
2415
2416 /* Swap two freelist entries */
2417 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2418 {
2419         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2420                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2421 }
2422
2423 /*
2424  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2425  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2426  */
2427 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2428 {
2429         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2430         union freelist_init_state state;
2431         bool precomputed;
2432
2433         if (count < 2)
2434                 return false;
2435
2436         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2437
2438         /* Take a random entry as the objfreelist */
2439         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2440                 if (!precomputed)
2441                         objfreelist = count - 1;
2442                 else
2443                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2444                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2445                                                 obj_offset(cachep);
2446                 count--;
2447         }
2448
2449         /*
2450          * On early boot, generate the list dynamically.
2451          * Later use a pre-computed list for speed.
2452          */
2453         if (!precomputed) {
2454                 for (i = 0; i < count; i++)
2455                         set_free_obj(page, i, i);
2456
2457                 /* Fisher-Yates shuffle */
2458                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2459                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2460                         rand %= (i + 1);
2461                         swap_free_obj(page, i, rand);
2462                 }
2463         } else {
2464                 for (i = 0; i < count; i++)
2465                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2466         }
2467
2468         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2469                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2470
2471         return true;
2472 }
2473 #else
2474 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2475                                 struct page *page)
2476 {
2477         return false;
2478 }
2479 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2480
2481 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2482                             struct page *page)
2483 {
2484         int i;
2485         void *objp;
2486         bool shuffled;
2487
2488         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2489
2490         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2491         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2492
2493         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2494                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2495                                                 obj_offset(cachep);
2496         }
2497
2498         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2499                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2500                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2501
2502                 /* constructor could break poison info */
2503                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2504                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2505                         cachep->ctor(objp);
2506                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2507                 }
2508
2509                 if (!shuffled)
2510                         set_free_obj(page, i, i);
2511         }
2512 }
2513
2514 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2515 {
2516         void *objp;
2517
2518         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2519         page->active++;
2520
2521         return objp;
2522 }
2523
2524 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2525                         struct page *page, void *objp)
2526 {
2527         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2528 #if DEBUG
2529         unsigned int i;
2530
2531         /* Verify double free bug */
2532         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2533                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2534                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2535                                cachep->name, objp);
2536                         BUG();
2537                 }
2538         }
2539 #endif
2540         page->active--;
2541         if (!page->freelist)
2542                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2543
2544         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2545 }
2546
2547 /*
2548  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2549  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2550  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2551  */
2552 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2553                            void *freelist)
2554 {
2555         page->slab_cache = cache;
2556         page->freelist = freelist;
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2561  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2562  */
2563 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2564                                 gfp_t flags, int nodeid)
2565 {
2566         void *freelist;
2567         size_t offset;
2568         gfp_t local_flags;
2569         int page_node;
2570         struct kmem_cache_node *n;
2571         struct page *page;
2572
2573         /*
2574          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2575          * critical path in kmem_cache_alloc().
2576          */
2577         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2578                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2579
2580         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2581         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2582
2583         check_irq_off();
2584         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2585                 local_irq_enable();
2586
2587         /*
2588          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2589          * 'nodeid'.
2590          */
2591         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2592         if (!page)
2593                 goto failed;
2594
2595         page_node = page_to_nid(page);
2596         n = get_node(cachep, page_node);
2597
2598         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2599         n->colour_next++;
2600         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2601                 n->colour_next = 0;
2602
2603         offset = n->colour_next;
2604         if (offset >= cachep->colour)
2605                 offset = 0;
2606
2607         offset *= cachep->colour_off;
2608
2609         /*
2610          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2611          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2612          * as it should be for slab pages.
2613          */
2614         kasan_poison_slab(page);
2615
2616         /* Get slab management. */
2617         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2618                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2619         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2620                 goto opps1;
2621
2622         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2623
2624         cache_init_objs(cachep, page);
2625
2626         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2627                 local_irq_disable();
2628
2629         return page;
2630
2631 opps1:
2632         kmem_freepages(cachep, page);
2633 failed:
2634         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2635                 local_irq_disable();
2636         return NULL;
2637 }
2638
2639 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2640 {
2641         struct kmem_cache_node *n;
2642         void *list = NULL;
2643
2644         check_irq_off();
2645
2646         if (!page)
2647                 return;
2648
2649         INIT_LIST_HEAD(&page->slab_list);
2650         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2651
2652         spin_lock(&n->list_lock);
2653         n->total_slabs++;
2654         if (!page->active) {
2655                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2656                 n->free_slabs++;
2657         } else
2658                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2659
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("%px: 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                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2724
2725         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2726
2727         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2728         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2729
2730         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2731                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2732                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2733         }
2734         return objp;
2735 }
2736
2737 #else
2738 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2739 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2740 #endif
2741
2742 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2743                                                 void **list)
2744 {
2745 #if DEBUG
2746         void *next = *list;
2747         void *objp;
2748
2749         while (next) {
2750                 objp = next - obj_offset(cachep);
2751                 next = *(void **)next;
2752                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2753         }
2754 #endif
2755 }
2756
2757 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2758                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2759                                 void **list)
2760 {
2761         /* move slabp to correct slabp list: */
2762         list_del(&page->slab_list);
2763         if (page->active == cachep->num) {
2764                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_full);
2765                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2766 #if DEBUG
2767                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2768                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2769                                 void **objp = page->freelist;
2770
2771                                 *objp = *list;
2772                                 *list = objp;
2773                         }
2774 #endif
2775                         page->freelist = NULL;
2776                 }
2777         } else
2778                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2779 }
2780
2781 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2782 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2783                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2784 {
2785         if (!page)
2786                 return NULL;
2787
2788         if (pfmemalloc)
2789                 return page;
2790
2791         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2792                 return page;
2793
2794         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2795         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2796                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2797                 return page;
2798         }
2799
2800         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2801         list_del(&page->slab_list);
2802         if (!page->active) {
2803                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2804                 n->free_slabs++;
2805         } else
2806                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2807
2808         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, slab_list) {
2809                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2810                         return page;
2811         }
2812
2813         n->free_touched = 1;
2814         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
2815                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2816                         n->free_slabs--;
2817                         return page;
2818                 }
2819         }
2820
2821         return NULL;
2822 }
2823
2824 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2825 {
2826         struct page *page;
2827
2828         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2829         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page,
2830                                         slab_list);
2831         if (!page) {
2832                 n->free_touched = 1;
2833                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2834                                                 slab_list);
2835                 if (page)
2836                         n->free_slabs--;
2837         }
2838
2839         if (sk_memalloc_socks())
2840                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2841
2842         return page;
2843 }
2844
2845 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2846                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2847 {
2848         struct page *page;
2849         void *obj;
2850         void *list = NULL;
2851
2852         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2853                 return NULL;
2854
2855         spin_lock(&n->list_lock);
2856         page = get_first_slab(n, true);
2857         if (!page) {
2858                 spin_unlock(&n->list_lock);
2859                 return NULL;
2860         }
2861
2862         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2863         n->free_objects--;
2864
2865         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2866
2867         spin_unlock(&n->list_lock);
2868         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2869
2870         return obj;
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2875  * or cache_grow_end() for new slab
2876  */
2877 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2878                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2879 {
2880         /*
2881          * There must be at least one object available for
2882          * allocation.
2883          */
2884         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2885
2886         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2887                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2888                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2889                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2890
2891                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2892         }
2893
2894         return batchcount;
2895 }
2896
2897 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2898 {
2899         int batchcount;
2900         struct kmem_cache_node *n;
2901         struct array_cache *ac, *shared;
2902         int node;
2903         void *list = NULL;
2904         struct page *page;
2905
2906         check_irq_off();
2907         node = numa_mem_id();
2908
2909         ac = cpu_cache_get(cachep);
2910         batchcount = ac->batchcount;
2911         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2912                 /*
2913                  * If there was little recent activity on this cache, then
2914                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2915                  * refill bouncing.
2916                  */
2917                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2918         }
2919         n = get_node(cachep, node);
2920
2921         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2922         shared = READ_ONCE(n->shared);
2923         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2924                 goto direct_grow;
2925
2926         spin_lock(&n->list_lock);
2927         shared = READ_ONCE(n->shared);
2928
2929         /* See if we can refill from the shared array */
2930         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
2931                 shared->touched = 1;
2932                 goto alloc_done;
2933         }
2934
2935         while (batchcount > 0) {
2936                 /* Get slab alloc is to come from. */
2937                 page = get_first_slab(n, false);
2938                 if (!page)
2939                         goto must_grow;
2940
2941                 check_spinlock_acquired(cachep);
2942
2943                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2944                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2945         }
2946
2947 must_grow:
2948         n->free_objects -= ac->avail;
2949 alloc_done:
2950         spin_unlock(&n->list_lock);
2951         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2952
2953 direct_grow:
2954         if (unlikely(!ac->avail)) {
2955                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2956                 if (sk_memalloc_socks()) {
2957                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2958
2959                         if (obj)
2960                                 return obj;
2961                 }
2962
2963                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
2964
2965                 /*
2966                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
2967                  * then ac could change.
2968                  */
2969                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2970                 if (!ac->avail && page)
2971                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2972                 cache_grow_end(cachep, page);
2973
2974                 if (!ac->avail)
2975                         return NULL;
2976         }
2977         ac->touched = 1;
2978
2979         return ac->entry[--ac->avail];
2980 }
2981
2982 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2983                                                 gfp_t flags)
2984 {
2985         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2986 }
2987
2988 #if DEBUG
2989 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2990                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2991 {
2992         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2993         if (!objp)
2994                 return objp;
2995         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2996                 check_poison_obj(cachep, objp);
2997                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
2998                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2999         }
3000         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3001                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3002
3003         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3004                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3005                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3006                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3007                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3008                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3009                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3010                 }
3011                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3012                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3013         }
3014
3015         objp += obj_offset(cachep);
3016         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3017                 cachep->ctor(objp);
3018         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3019             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3020                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3021                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3022         }
3023         return objp;
3024 }
3025 #else
3026 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3027 #endif
3028
3029 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3030 {
3031         void *objp;
3032         struct array_cache *ac;
3033
3034         check_irq_off();
3035
3036         ac = cpu_cache_get(cachep);
3037         if (likely(ac->avail)) {
3038                 ac->touched = 1;
3039                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3040
3041                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3042                 goto out;
3043         }
3044
3045         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3046         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3047         /*
3048          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3049          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3050          */
3051         ac = cpu_cache_get(cachep);
3052
3053 out:
3054         /*
3055          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3056          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3057          * treat the array pointers as a reference to the object.
3058          */
3059         if (objp)
3060                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3061         return objp;
3062 }
3063
3064 #ifdef CONFIG_NUMA
3065 /*
3066  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3067  *
3068  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3069  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3070  */
3071 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3072 {
3073         int nid_alloc, nid_here;
3074
3075         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3076                 return NULL;
3077         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3078         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3079                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3080         else if (current->mempolicy)
3081                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3082         if (nid_alloc != nid_here)
3083                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3084         return NULL;
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3089  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3090  * available node for available objects. If that fails then we
3091  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3092  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3093  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3094  */
3095 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3096 {
3097         struct zonelist *zonelist;
3098         struct zoneref *z;
3099         struct zone *zone;
3100         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
3101         void *obj = NULL;
3102         struct page *page;
3103         int nid;
3104         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3105
3106         if (flags & __GFP_THISNODE)
3107                 return NULL;
3108
3109 retry_cpuset:
3110         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3111         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3112
3113 retry:
3114         /*
3115          * Look through allowed nodes for objects available
3116          * from existing per node queues.
3117          */
3118         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
3119                 nid = zone_to_nid(zone);
3120
3121                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3122                         get_node(cache, nid) &&
3123                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3124                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3125                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3126                                 if (obj)
3127                                         break;
3128                 }
3129         }
3130
3131         if (!obj) {
3132                 /*
3133                  * This allocation will be performed within the constraints
3134                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3135                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3136                  * set and go into memory reserves if necessary.
3137                  */
3138                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3139                 cache_grow_end(cache, page);
3140                 if (page) {
3141                         nid = page_to_nid(page);
3142                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3143                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3144
3145                         /*
3146                          * Another processor may allocate the objects in
3147                          * the slab since we are not holding any locks.
3148                          */
3149                         if (!obj)
3150                                 goto retry;
3151                 }
3152         }
3153
3154         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3155                 goto retry_cpuset;
3156         return obj;
3157 }
3158
3159 /*
3160  * A interface to enable slab creation on nodeid
3161  */
3162 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3163                                 int nodeid)
3164 {
3165         struct page *page;
3166         struct kmem_cache_node *n;
3167         void *obj = NULL;
3168         void *list = NULL;
3169
3170         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3171         n = get_node(cachep, nodeid);
3172         BUG_ON(!n);
3173
3174         check_irq_off();
3175         spin_lock(&n->list_lock);
3176         page = get_first_slab(n, false);
3177         if (!page)
3178                 goto must_grow;
3179
3180         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3181
3182         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3183         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3184         STATS_SET_HIGH(cachep);
3185
3186         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3187
3188         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3189         n->free_objects--;
3190
3191         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3192
3193         spin_unlock(&n->list_lock);
3194         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3195         return obj;
3196
3197 must_grow:
3198         spin_unlock(&n->list_lock);
3199         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3200         if (page) {
3201                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3202                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3203         }
3204         cache_grow_end(cachep, page);
3205
3206         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3207 }
3208
3209 static __always_inline void *
3210 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3211                    unsigned long caller)
3212 {
3213         unsigned long save_flags;
3214         void *ptr;
3215         int slab_node = numa_mem_id();
3216         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3217
3218         flags &= gfp_allowed_mask;
3219         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3220         if (unlikely(!cachep))
3221                 return NULL;
3222
3223         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3224         local_irq_save(save_flags);
3225
3226         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3227                 nodeid = slab_node;
3228
3229         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3230                 /* Node not bootstrapped yet */
3231                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3232                 goto out;
3233         }
3234
3235         if (nodeid == slab_node) {
3236                 /*
3237                  * Use the locally cached objects if possible.
3238                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3239                  * to other nodes. It may fail while we still have
3240                  * objects on other nodes available.
3241                  */
3242                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3243                 if (ptr)
3244                         goto out;
3245         }
3246         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3247         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3248   out:
3249         local_irq_restore(save_flags);
3250         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3251
3252         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && ptr)
3253                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3254
3255         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &ptr);
3256         return ptr;
3257 }
3258
3259 static __always_inline void *
3260 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3261 {
3262         void *objp;
3263
3264         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3265                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3266                 if (objp)
3267                         goto out;
3268         }
3269         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3270
3271         /*
3272          * We may just have run out of memory on the local node.
3273          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3274          */
3275         if (!objp)
3276                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3277
3278   out:
3279         return objp;
3280 }
3281 #else
3282
3283 static __always_inline void *
3284 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3285 {
3286         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3287 }
3288
3289 #endif /* CONFIG_NUMA */
3290
3291 static __always_inline void *
3292 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3293 {
3294         unsigned long save_flags;
3295         void *objp;
3296         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3297
3298         flags &= gfp_allowed_mask;
3299         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3300         if (unlikely(!cachep))
3301                 return NULL;
3302
3303         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3304         local_irq_save(save_flags);
3305         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3306         local_irq_restore(save_flags);
3307         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3308         prefetchw(objp);
3309
3310         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && objp)
3311                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3312
3313         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &objp);
3314         return objp;
3315 }
3316
3317 /*
3318  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3319  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3320  */
3321 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3322                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3323 {
3324         int i;
3325         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3326         struct page *page;
3327
3328         n->free_objects += nr_objects;
3329
3330         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3331                 void *objp;
3332                 struct page *page;
3333
3334                 objp = objpp[i];
3335
3336                 page = virt_to_head_page(objp);
3337                 list_del(&page->slab_list);
3338                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3339                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3340                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3341
3342                 /* fixup slab chains */
3343                 if (page->active == 0) {
3344                         list_add(&page->slab_list, &n->slabs_free);
3345                         n->free_slabs++;
3346                 } else {
3347                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3348                          * partial list on free - maximum time for the
3349                          * other objects to be freed, too.
3350                          */
3351                         list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
3352                 }
3353         }
3354
3355         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3356                 n->free_objects -= cachep->num;
3357
3358                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, slab_list);
3359                 list_move(&page->slab_list, list);
3360                 n->free_slabs--;
3361                 n->total_slabs--;
3362         }
3363 }
3364
3365 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3366 {
3367         int batchcount;
3368         struct kmem_cache_node *n;
3369         int node = numa_mem_id();
3370         LIST_HEAD(list);
3371
3372         batchcount = ac->batchcount;
3373
3374         check_irq_off();
3375         n = get_node(cachep, node);
3376         spin_lock(&n->list_lock);
3377         if (n->shared) {
3378                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3379                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3380                 if (max) {
3381                         if (batchcount > max)
3382                                 batchcount = max;
3383                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3384                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3385                         shared_array->avail += batchcount;
3386                         goto free_done;
3387                 }
3388         }
3389
3390         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3391 free_done:
3392 #if STATS
3393         {
3394                 int i = 0;
3395                 struct page *page;
3396
3397                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
3398                         BUG_ON(page->active);
3399
3400                         i++;
3401                 }
3402                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3403         }
3404 #endif
3405         spin_unlock(&n->list_lock);
3406         ac->avail -= batchcount;
3407         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3408         slabs_destroy(cachep, &list);
3409 }
3410
3411 /*
3412  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3413  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3414  */
3415 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3416                                          unsigned long caller)
3417 {
3418         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3419         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3420                 return;
3421
3422         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
3423         if (!(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3424                 __kcsan_check_access(objp, cachep->object_size,
3425                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
3426
3427         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3428 }
3429
3430 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3431                 unsigned long caller)
3432 {
3433         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3434
3435         check_irq_off();
3436         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
3437                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3438         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3439         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3440         memcg_slab_free_hook(cachep, &objp, 1);
3441
3442         /*
3443          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3444          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3445          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3446          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3447          * the cache.
3448          */
3449         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3450                 return;
3451
3452         if (ac->avail < ac->limit) {
3453                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3454         } else {
3455                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3456                 cache_flusharray(cachep, ac);
3457         }
3458
3459         if (sk_memalloc_socks()) {
3460                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3461
3462                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3463                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3464                         return;
3465                 }
3466         }
3467
3468         __free_one(ac, objp);
3469 }
3470
3471 /**
3472  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3473  * @cachep: The cache to allocate from.
3474  * @flags: See kmalloc().
3475  *
3476  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3477  * if the cache has no available objects.
3478  *
3479  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3480  */
3481 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3482 {
3483         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3484
3485         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3486                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3487
3488         return ret;
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3491
3492 static __always_inline void
3493 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3494                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3495 {
3496         size_t i;
3497
3498         for (i = 0; i < size; i++)
3499                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3500 }
3501
3502 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3503                           void **p)
3504 {
3505         size_t i;
3506         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3507
3508         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3509         if (!s)
3510                 return 0;
3511
3512         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3513
3514         local_irq_disable();
3515         for (i = 0; i < size; i++) {
3516                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3517
3518                 if (unlikely(!objp))
3519                         goto error;
3520                 p[i] = objp;
3521         }
3522         local_irq_enable();
3523
3524         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3525
3526         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3527         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s)))
3528                 for (i = 0; i < size; i++)
3529                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3530
3531         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3532         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3533         return size;
3534 error:
3535         local_irq_enable();
3536         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3537         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3538         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3539         return 0;
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3542
3543 #ifdef CONFIG_TRACING
3544 void *
3545 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3546 {
3547         void *ret;
3548
3549         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3550
3551         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3552         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3553                       size, cachep->size, flags);
3554         return ret;
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3557 #endif
3558
3559 #ifdef CONFIG_NUMA
3560 /**
3561  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3562  * @cachep: The cache to allocate from.
3563  * @flags: See kmalloc().
3564  * @nodeid: node number of the target node.
3565  *
3566  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3567  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3568  *
3569  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3570  *
3571  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3572  */
3573 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3574 {
3575         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3576
3577         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3578                                     cachep->object_size, cachep->size,
3579                                     flags, nodeid);
3580
3581         return ret;
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3584
3585 #ifdef CONFIG_TRACING
3586 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3587                                   gfp_t flags,
3588                                   int nodeid,
3589                                   size_t size)
3590 {
3591         void *ret;
3592
3593         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3594
3595         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3596         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3597                            size, cachep->size,
3598                            flags, nodeid);
3599         return ret;
3600 }
3601 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3602 #endif
3603
3604 static __always_inline void *
3605 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3606 {
3607         struct kmem_cache *cachep;
3608         void *ret;
3609
3610         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3611                 return NULL;
3612         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3613         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3614                 return cachep;
3615         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3616         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3617
3618         return ret;
3619 }
3620
3621 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3622 {
3623         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3626
3627 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3628                 int node, unsigned long caller)
3629 {
3630         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3633 #endif /* CONFIG_NUMA */
3634
3635 /**
3636  * __do_kmalloc - allocate memory
3637  * @size: how many bytes of memory are required.
3638  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3639  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3640  *
3641  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3642  */
3643 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3644                                           unsigned long caller)
3645 {
3646         struct kmem_cache *cachep;
3647         void *ret;
3648
3649         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3650                 return NULL;
3651         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3652         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3653                 return cachep;
3654         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3655
3656         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3657         trace_kmalloc(caller, ret,
3658                       size, cachep->size, flags);
3659
3660         return ret;
3661 }
3662
3663 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3664 {
3665         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3666 }
3667 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3668
3669 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3670 {
3671         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3672 }
3673 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3674
3675 /**
3676  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3677  * @cachep: The cache the allocation was from.
3678  * @objp: The previously allocated object.
3679  *
3680  * Free an object which was previously allocated from this
3681  * cache.
3682  */
3683 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3684 {
3685         unsigned long flags;
3686         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3687         if (!cachep)
3688                 return;
3689
3690         local_irq_save(flags);
3691         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3692         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3693                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3694         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3695         local_irq_restore(flags);
3696
3697         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3698 }
3699 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3700
3701 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3702 {
3703         struct kmem_cache *s;
3704         size_t i;
3705
3706         local_irq_disable();
3707         for (i = 0; i < size; i++) {
3708                 void *objp = p[i];
3709
3710                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3711                         s = virt_to_cache(objp);
3712                 else
3713                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3714                 if (!s)
3715                         continue;
3716
3717                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3718                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3719                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3720
3721                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3722         }
3723         local_irq_enable();
3724
3725         /* FIXME: add tracing */
3726 }
3727 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3728
3729 /**
3730  * kfree - free previously allocated memory
3731  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3732  *
3733  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3734  *
3735  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3736  * or you will run into trouble.
3737  */
3738 void kfree(const void *objp)
3739 {
3740         struct kmem_cache *c;
3741         unsigned long flags;
3742
3743         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3744
3745         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3746                 return;
3747         local_irq_save(flags);
3748         kfree_debugcheck(objp);
3749         c = virt_to_cache(objp);
3750         if (!c) {
3751                 local_irq_restore(flags);
3752                 return;
3753         }
3754         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3755
3756         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3757         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3758         local_irq_restore(flags);
3759 }
3760 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3761
3762 /*
3763  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3764  */
3765 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3766 {
3767         int ret;
3768         int node;
3769         struct kmem_cache_node *n;
3770
3771         for_each_online_node(node) {
3772                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3773                 if (ret)
3774                         goto fail;
3775
3776         }
3777
3778         return 0;
3779
3780 fail:
3781         if (!cachep->list.next) {
3782                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3783                 node--;
3784                 while (node >= 0) {
3785                         n = get_node(cachep, node);
3786                         if (n) {
3787                                 kfree(n->shared);
3788                                 free_alien_cache(n->alien);
3789                                 kfree(n);
3790                                 cachep->node[node] = NULL;
3791                         }
3792                         node--;
3793                 }
3794         }
3795         return -ENOMEM;
3796 }
3797
3798 /* Always called with the slab_mutex held */
3799 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3800                             int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3801 {
3802         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3803         int cpu;
3804
3805         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3806         if (!cpu_cache)
3807                 return -ENOMEM;
3808
3809         prev = cachep->cpu_cache;
3810         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3811         /*
3812          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3813          * cpus, so skip the IPIs.
3814          */
3815         if (prev)
3816                 kick_all_cpus_sync();
3817
3818         check_irq_on();
3819         cachep->batchcount = batchcount;
3820         cachep->limit = limit;
3821         cachep->shared = shared;
3822
3823         if (!prev)
3824                 goto setup_node;
3825
3826         for_each_online_cpu(cpu) {
3827                 LIST_HEAD(list);
3828                 int node;
3829                 struct kmem_cache_node *n;
3830                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3831
3832                 node = cpu_to_mem(cpu);
3833                 n = get_node(cachep, node);
3834                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3835                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3836                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3837                 slabs_destroy(cachep, &list);
3838         }
3839         free_percpu(prev);
3840
3841 setup_node:
3842         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3843 }
3844
3845 /* Called with slab_mutex held always */
3846 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3847 {
3848         int err;
3849         int limit = 0;
3850         int shared = 0;
3851         int batchcount = 0;
3852
3853         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3854         if (err)
3855                 goto end;
3856
3857         if (limit && shared && batchcount)
3858                 goto skip_setup;
3859         /*
3860          * The head array serves three purposes:
3861          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3862          * - reduce the number of spinlock operations.
3863          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3864          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3865          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3866          * Bonwick.
3867          */
3868         if (cachep->size > 131072)
3869                 limit = 1;
3870         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3871                 limit = 8;
3872         else if (cachep->size > 1024)
3873                 limit = 24;
3874         else if (cachep->size > 256)
3875                 limit = 54;
3876         else
3877                 limit = 120;
3878
3879         /*
3880          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3881          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3882          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3883          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3884          * replaces Bonwick's magazine layer.
3885          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3886          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3887          */
3888         shared = 0;
3889         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3890                 shared = 8;
3891
3892 #if DEBUG
3893         /*
3894          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3895          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3896          */
3897         if (limit > 32)
3898                 limit = 32;
3899 #endif
3900         batchcount = (limit + 1) / 2;
3901 skip_setup:
3902         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3903 end:
3904         if (err)
3905                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3906                        cachep->name, -err);
3907         return err;
3908 }
3909
3910 /*
3911  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3912  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3913  * if drain_array() is used on the shared array.
3914  */
3915 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3916                          struct array_cache *ac, int node)
3917 {
3918         LIST_HEAD(list);
3919
3920         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3921         check_mutex_acquired();
3922
3923         if (!ac || !ac->avail)
3924                 return;
3925
3926         if (ac->touched) {
3927                 ac->touched = 0;
3928                 return;
3929         }
3930
3931         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3932         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3933         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3934
3935         slabs_destroy(cachep, &list);
3936 }
3937
3938 /**
3939  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3940  * @w: work descriptor
3941  *
3942  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3943  * Purpose:
3944  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3945  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3946  *
3947  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3948  * again on the next iteration.
3949  */
3950 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3951 {
3952         struct kmem_cache *searchp;
3953         struct kmem_cache_node *n;
3954         int node = numa_mem_id();
3955         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3956
3957         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3958                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3959                 goto out;
3960
3961         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3962                 check_irq_on();
3963
3964                 /*
3965                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3966                  * have established with reasonable certainty that
3967                  * we can do some work if the lock was obtained.
3968                  */
3969                 n = get_node(searchp, node);
3970
3971                 reap_alien(searchp, n);
3972
3973                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
3974
3975                 /*
3976                  * These are racy checks but it does not matter
3977                  * if we skip one check or scan twice.
3978                  */
3979                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3980                         goto next;
3981
3982                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3983
3984                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
3985
3986                 if (n->free_touched)
3987                         n->free_touched = 0;
3988                 else {
3989                         int freed;
3990
3991                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3992                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3993                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3994                 }
3995 next:
3996                 cond_resched();
3997         }
3998         check_irq_on();
3999         mutex_unlock(&slab_mutex);
4000         next_reap_node();
4001 out:
4002         /* Set up the next iteration */
4003         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4004                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4005 }
4006
4007 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4008 {
4009         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4010         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4011         unsigned long free_slabs = 0;
4012         int node;
4013         struct kmem_cache_node *n;
4014
4015         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4016                 check_irq_on();
4017                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4018
4019                 total_slabs += n->total_slabs;
4020                 free_slabs += n->free_slabs;
4021                 free_objs += n->free_objects;
4022
4023                 if (n->shared)
4024                         shared_avail += n->shared->avail;
4025
4026                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4027         }
4028         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4029         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4030         active_objs = num_objs - free_objs;
4031
4032         sinfo->active_objs = active_objs;
4033         sinfo->num_objs = num_objs;
4034         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4035         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4036         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4037         sinfo->limit = cachep->limit;
4038         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4039         sinfo->shared = cachep->shared;
4040         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4041         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4042 }
4043
4044 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4045 {
4046 #if STATS
4047         {                       /* node stats */
4048                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4049                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4050                 unsigned long grown = cachep->grown;
4051                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4052                 unsigned long errors = cachep->errors;
4053                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4054                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4055                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4056                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4057
4058                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4059                            allocs, high, grown,
4060                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4061                            node_frees, overflows);
4062         }
4063         /* cpu stats */
4064         {
4065                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4066                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4067                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4068                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4069
4070                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4071                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4072         }
4073 #endif
4074 }
4075
4076 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4077 /**
4078  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4079  * @file: unused
4080  * @buffer: user buffer
4081  * @count: data length
4082  * @ppos: unused
4083  *
4084  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
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_HARDENED_USERCOPY
4130 /*
4131  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4132  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4133  * cache's usercopy region.
4134  *
4135  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4136  * to indicate an error.
4137  */
4138 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4139                          bool to_user)
4140 {
4141         struct kmem_cache *cachep;
4142         unsigned int objnr;
4143         unsigned long offset;
4144
4145         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4146
4147         /* Find and validate object. */
4148         cachep = page->slab_cache;
4149         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4150         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4151
4152         /* Find offset within object. */
4153         offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4154
4155         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4156         if (offset >= cachep->useroffset &&
4157             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4158             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4159                 return;
4160
4161         /*
4162          * If the copy is still within the allocated object, produce
4163          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4164          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4165          * whitelists.
4166          */
4167         if (usercopy_fallback &&
4168             offset <= cachep->object_size &&
4169             n <= cachep->object_size - offset) {
4170                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4171                 return;
4172         }
4173
4174         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4175 }
4176 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4177
4178 /**
4179  * __ksize -- Uninstrumented ksize.
4180  * @objp: pointer to the object
4181  *
4182  * Unlike ksize(), __ksize() is uninstrumented, and does not provide the same
4183  * safety checks as ksize() with KASAN instrumentation enabled.
4184  *
4185  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
4186  */
4187 size_t __ksize(const void *objp)
4188 {
4189         struct kmem_cache *c;
4190         size_t size;
4191
4192         BUG_ON(!objp);
4193         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4194                 return 0;
4195
4196         c = virt_to_cache(objp);
4197         size = c ? c->object_size : 0;
4198
4199         return size;
4200 }
4201 EXPORT_SYMBOL(__ksize);