]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slab.c
mm: update get_user_pages_longterm to migrate pages allocated from CMA region
[linux.git] / mm / slab.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/mm/slab.c
4  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
5  * ([email protected])
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 <[email protected]>.
81  *      Shobhit Dayal <[email protected]>
82  *      Alok N Kataria <[email protected]>
83  *      Christoph Lameter <[email protected]>
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 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
366
367 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
368 {
369         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
370 }
371
372 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
373 {
374         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
375 }
376
377 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
378 {
379         if (is_store_user_clean(cachep))
380                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
381 }
382
383 #else
384 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
385
386 #endif
387
388 /*
389  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
390  * overridden on the command line.
391  */
392 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
393 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
394 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
395 static bool slab_max_order_set __initdata;
396
397 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
398 {
399         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
400         return page->slab_cache;
401 }
402
403 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
404                                  unsigned int idx)
405 {
406         return page->s_mem + cache->size * idx;
407 }
408
409 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
410 /* internal cache of cache description objs */
411 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
412         .batchcount = 1,
413         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
414         .shared = 1,
415         .size = sizeof(struct kmem_cache),
416         .name = "kmem_cache",
417 };
418
419 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
420
421 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
422 {
423         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
424 }
425
426 /*
427  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
428  */
429 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
430                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
431 {
432         unsigned int num;
433         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
434
435         /*
436          * The slab management structure can be either off the slab or
437          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
438          * slab is used for:
439          *
440          * - @buffer_size bytes for each object
441          * - One freelist_idx_t for each object
442          *
443          * We don't need to consider alignment of freelist because
444          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
445          * at the correct alignment.
446          *
447          * If the slab management structure is off the slab, then the
448          * alignment will already be calculated into the size. Because
449          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
450          * correct alignment when allocated.
451          */
452         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
453                 num = slab_size / buffer_size;
454                 *left_over = slab_size % buffer_size;
455         } else {
456                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
457                 *left_over = slab_size %
458                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
459         }
460
461         return num;
462 }
463
464 #if DEBUG
465 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
466
467 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
468                         char *msg)
469 {
470         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
471                function, cachep->name, msg);
472         dump_stack();
473         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
474 }
475 #endif
476
477 /*
478  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
479  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
480  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
481  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
482  * line
483   */
484
485 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
486 static int __init noaliencache_setup(char *s)
487 {
488         use_alien_caches = 0;
489         return 1;
490 }
491 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
492
493 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
494 {
495         get_option(&str, &slab_max_order);
496         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
497                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
498         slab_max_order_set = true;
499
500         return 1;
501 }
502 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
503
504 #ifdef CONFIG_NUMA
505 /*
506  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
507  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
508  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
509  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
510  */
511 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
512
513 static void init_reap_node(int cpu)
514 {
515         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
516                                                     node_online_map);
517 }
518
519 static void next_reap_node(void)
520 {
521         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
522
523         node = next_node_in(node, node_online_map);
524         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
525 }
526
527 #else
528 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
529 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
530 #endif
531
532 /*
533  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
534  * via the workqueue/eventd.
535  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
536  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
537  * lock.
538  */
539 static void start_cpu_timer(int cpu)
540 {
541         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
542
543         if (reap_work->work.func == NULL) {
544                 init_reap_node(cpu);
545                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
546                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
547                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
548         }
549 }
550
551 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
552 {
553         if (ac) {
554                 ac->avail = 0;
555                 ac->limit = limit;
556                 ac->batchcount = batch;
557                 ac->touched = 0;
558         }
559 }
560
561 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
562                                             int batchcount, gfp_t gfp)
563 {
564         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
565         struct array_cache *ac = NULL;
566
567         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
568         /*
569          * The array_cache structures contain pointers to free object.
570          * However, when such objects are allocated or transferred to another
571          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
572          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
573          * not scan such objects.
574          */
575         kmemleak_no_scan(ac);
576         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
577         return ac;
578 }
579
580 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
581                                         struct page *page, void *objp)
582 {
583         struct kmem_cache_node *n;
584         int page_node;
585         LIST_HEAD(list);
586
587         page_node = page_to_nid(page);
588         n = get_node(cachep, page_node);
589
590         spin_lock(&n->list_lock);
591         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
592         spin_unlock(&n->list_lock);
593
594         slabs_destroy(cachep, &list);
595 }
596
597 /*
598  * Transfer objects in one arraycache to another.
599  * Locking must be handled by the caller.
600  *
601  * Return the number of entries transferred.
602  */
603 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
604                 struct array_cache *from, unsigned int max)
605 {
606         /* Figure out how many entries to transfer */
607         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
608
609         if (!nr)
610                 return 0;
611
612         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
613                         sizeof(void *) *nr);
614
615         from->avail -= nr;
616         to->avail += nr;
617         return nr;
618 }
619
620 #ifndef CONFIG_NUMA
621
622 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
623 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
624
625 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
626                                                 int limit, gfp_t gfp)
627 {
628         return NULL;
629 }
630
631 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
632 {
633 }
634
635 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
636 {
637         return 0;
638 }
639
640 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
641                 gfp_t flags)
642 {
643         return NULL;
644 }
645
646 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
647                  gfp_t flags, int nodeid)
648 {
649         return NULL;
650 }
651
652 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
653 {
654         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
655 }
656
657 #else   /* CONFIG_NUMA */
658
659 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
660 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
661
662 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
663                                                 int batch, gfp_t gfp)
664 {
665         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
666         struct alien_cache *alc = NULL;
667
668         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
669         if (alc) {
670                 kmemleak_no_scan(alc);
671                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
672                 spin_lock_init(&alc->lock);
673         }
674         return alc;
675 }
676
677 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
678 {
679         struct alien_cache **alc_ptr;
680         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
681         int i;
682
683         if (limit > 1)
684                 limit = 12;
685         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
686         if (!alc_ptr)
687                 return NULL;
688
689         for_each_node(i) {
690                 if (i == node || !node_online(i))
691                         continue;
692                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
693                 if (!alc_ptr[i]) {
694                         for (i--; i >= 0; i--)
695                                 kfree(alc_ptr[i]);
696                         kfree(alc_ptr);
697                         return NULL;
698                 }
699         }
700         return alc_ptr;
701 }
702
703 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
704 {
705         int i;
706
707         if (!alc_ptr)
708                 return;
709         for_each_node(i)
710             kfree(alc_ptr[i]);
711         kfree(alc_ptr);
712 }
713
714 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
715                                 struct array_cache *ac, int node,
716                                 struct list_head *list)
717 {
718         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
719
720         if (ac->avail) {
721                 spin_lock(&n->list_lock);
722                 /*
723                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
724                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
725                  * into the free lists and getting them back later.
726                  */
727                 if (n->shared)
728                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
729
730                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
731                 ac->avail = 0;
732                 spin_unlock(&n->list_lock);
733         }
734 }
735
736 /*
737  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
738  */
739 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
740 {
741         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
742
743         if (n->alien) {
744                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
745                 struct array_cache *ac;
746
747                 if (alc) {
748                         ac = &alc->ac;
749                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
750                                 LIST_HEAD(list);
751
752                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
753                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
754                                 slabs_destroy(cachep, &list);
755                         }
756                 }
757         }
758 }
759
760 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
761                                 struct alien_cache **alien)
762 {
763         int i = 0;
764         struct alien_cache *alc;
765         struct array_cache *ac;
766         unsigned long flags;
767
768         for_each_online_node(i) {
769                 alc = alien[i];
770                 if (alc) {
771                         LIST_HEAD(list);
772
773                         ac = &alc->ac;
774                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
775                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
776                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
777                         slabs_destroy(cachep, &list);
778                 }
779         }
780 }
781
782 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
783                                 int node, int page_node)
784 {
785         struct kmem_cache_node *n;
786         struct alien_cache *alien = NULL;
787         struct array_cache *ac;
788         LIST_HEAD(list);
789
790         n = get_node(cachep, node);
791         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
792         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
793                 alien = n->alien[page_node];
794                 ac = &alien->ac;
795                 spin_lock(&alien->lock);
796                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
797                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
798                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
799                 }
800                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
801                 spin_unlock(&alien->lock);
802                 slabs_destroy(cachep, &list);
803         } else {
804                 n = get_node(cachep, page_node);
805                 spin_lock(&n->list_lock);
806                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
807                 spin_unlock(&n->list_lock);
808                 slabs_destroy(cachep, &list);
809         }
810         return 1;
811 }
812
813 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
814 {
815         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
816         int node = numa_mem_id();
817         /*
818          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
819          * cache on this cpu.
820          */
821         if (likely(node == page_node))
822                 return 0;
823
824         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
825 }
826
827 /*
828  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
829  * warn about failures.
830  */
831 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
832 {
833         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
834 }
835 #endif
836
837 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
838 {
839         struct kmem_cache_node *n;
840
841         /*
842          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
843          * begin anything. Make sure some other cpu on this
844          * node has not already allocated this
845          */
846         n = get_node(cachep, node);
847         if (n) {
848                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
849                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
850                                 cachep->num;
851                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
852
853                 return 0;
854         }
855
856         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
857         if (!n)
858                 return -ENOMEM;
859
860         kmem_cache_node_init(n);
861         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
862                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
863
864         n->free_limit =
865                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
866
867         /*
868          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
869          * come and go.  slab_mutex is sufficient
870          * protection here.
871          */
872         cachep->node[node] = n;
873
874         return 0;
875 }
876
877 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
878 /*
879  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
880  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
881  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
882  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
883  * already in use.
884  *
885  * Must hold slab_mutex.
886  */
887 static int init_cache_node_node(int node)
888 {
889         int ret;
890         struct kmem_cache *cachep;
891
892         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
893                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
894                 if (ret)
895                         return ret;
896         }
897
898         return 0;
899 }
900 #endif
901
902 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
903                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
904 {
905         int ret = -ENOMEM;
906         struct kmem_cache_node *n;
907         struct array_cache *old_shared = NULL;
908         struct array_cache *new_shared = NULL;
909         struct alien_cache **new_alien = NULL;
910         LIST_HEAD(list);
911
912         if (use_alien_caches) {
913                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
914                 if (!new_alien)
915                         goto fail;
916         }
917
918         if (cachep->shared) {
919                 new_shared = alloc_arraycache(node,
920                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
921                 if (!new_shared)
922                         goto fail;
923         }
924
925         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
926         if (ret)
927                 goto fail;
928
929         n = get_node(cachep, node);
930         spin_lock_irq(&n->list_lock);
931         if (n->shared && force_change) {
932                 free_block(cachep, n->shared->entry,
933                                 n->shared->avail, node, &list);
934                 n->shared->avail = 0;
935         }
936
937         if (!n->shared || force_change) {
938                 old_shared = n->shared;
939                 n->shared = new_shared;
940                 new_shared = NULL;
941         }
942
943         if (!n->alien) {
944                 n->alien = new_alien;
945                 new_alien = NULL;
946         }
947
948         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
949         slabs_destroy(cachep, &list);
950
951         /*
952          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
953          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
954          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
955          * freed after synchronize_rcu().
956          */
957         if (old_shared && force_change)
958                 synchronize_rcu();
959
960 fail:
961         kfree(old_shared);
962         kfree(new_shared);
963         free_alien_cache(new_alien);
964
965         return ret;
966 }
967
968 #ifdef CONFIG_SMP
969
970 static void cpuup_canceled(long cpu)
971 {
972         struct kmem_cache *cachep;
973         struct kmem_cache_node *n = NULL;
974         int node = cpu_to_mem(cpu);
975         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
976
977         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
978                 struct array_cache *nc;
979                 struct array_cache *shared;
980                 struct alien_cache **alien;
981                 LIST_HEAD(list);
982
983                 n = get_node(cachep, node);
984                 if (!n)
985                         continue;
986
987                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
988
989                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
990                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
991
992                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
993                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
994                 if (nc) {
995                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
996                         nc->avail = 0;
997                 }
998
999                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1000                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1001                         goto free_slab;
1002                 }
1003
1004                 shared = n->shared;
1005                 if (shared) {
1006                         free_block(cachep, shared->entry,
1007                                    shared->avail, node, &list);
1008                         n->shared = NULL;
1009                 }
1010
1011                 alien = n->alien;
1012                 n->alien = NULL;
1013
1014                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1015
1016                 kfree(shared);
1017                 if (alien) {
1018                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1019                         free_alien_cache(alien);
1020                 }
1021
1022 free_slab:
1023                 slabs_destroy(cachep, &list);
1024         }
1025         /*
1026          * In the previous loop, all the objects were freed to
1027          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1028          * shrink each nodelist to its limit.
1029          */
1030         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1031                 n = get_node(cachep, node);
1032                 if (!n)
1033                         continue;
1034                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1035         }
1036 }
1037
1038 static int cpuup_prepare(long cpu)
1039 {
1040         struct kmem_cache *cachep;
1041         int node = cpu_to_mem(cpu);
1042         int err;
1043
1044         /*
1045          * We need to do this right in the beginning since
1046          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1047          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1048          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1049          */
1050         err = init_cache_node_node(node);
1051         if (err < 0)
1052                 goto bad;
1053
1054         /*
1055          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1056          * array caches
1057          */
1058         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1059                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1060                 if (err)
1061                         goto bad;
1062         }
1063
1064         return 0;
1065 bad:
1066         cpuup_canceled(cpu);
1067         return -ENOMEM;
1068 }
1069
1070 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1071 {
1072         int err;
1073
1074         mutex_lock(&slab_mutex);
1075         err = cpuup_prepare(cpu);
1076         mutex_unlock(&slab_mutex);
1077         return err;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1082  * offline.
1083  *
1084  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1085  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1086  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1087  * the cpu going down.  The list3 structure is usually allocated from
1088  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1089  */
1090 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1091 {
1092         mutex_lock(&slab_mutex);
1093         cpuup_canceled(cpu);
1094         mutex_unlock(&slab_mutex);
1095         return 0;
1096 }
1097 #endif
1098
1099 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1100 {
1101         start_cpu_timer(cpu);
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1106 {
1107         /*
1108          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1109          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1110          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1111          * timer.
1112          */
1113         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1114         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1115         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1120 /*
1121  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1122  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1123  * removed.
1124  *
1125  * Must hold slab_mutex.
1126  */
1127 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1128 {
1129         struct kmem_cache *cachep;
1130         int ret = 0;
1131
1132         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1133                 struct kmem_cache_node *n;
1134
1135                 n = get_node(cachep, node);
1136                 if (!n)
1137                         continue;
1138
1139                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1140
1141                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1142                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1143                         ret = -EBUSY;
1144                         break;
1145                 }
1146         }
1147         return ret;
1148 }
1149
1150 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1151                                         unsigned long action, void *arg)
1152 {
1153         struct memory_notify *mnb = arg;
1154         int ret = 0;
1155         int nid;
1156
1157         nid = mnb->status_change_nid;
1158         if (nid < 0)
1159                 goto out;
1160
1161         switch (action) {
1162         case MEM_GOING_ONLINE:
1163                 mutex_lock(&slab_mutex);
1164                 ret = init_cache_node_node(nid);
1165                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1166                 break;
1167         case MEM_GOING_OFFLINE:
1168                 mutex_lock(&slab_mutex);
1169                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1170                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1171                 break;
1172         case MEM_ONLINE:
1173         case MEM_OFFLINE:
1174         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1175         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1176                 break;
1177         }
1178 out:
1179         return notifier_from_errno(ret);
1180 }
1181 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1182
1183 /*
1184  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1185  */
1186 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1187                                 int nodeid)
1188 {
1189         struct kmem_cache_node *ptr;
1190
1191         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1192         BUG_ON(!ptr);
1193
1194         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1195         /*
1196          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1197          */
1198         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1199
1200         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1201         cachep->node[nodeid] = ptr;
1202 }
1203
1204 /*
1205  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1206  * size of kmem_cache_node.
1207  */
1208 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1209 {
1210         int node;
1211
1212         for_each_online_node(node) {
1213                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1214                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1215                     REAPTIMEOUT_NODE +
1216                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1217         }
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1222  * before smp_init().
1223  */
1224 void __init kmem_cache_init(void)
1225 {
1226         int i;
1227
1228         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1229
1230         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1231                 use_alien_caches = 0;
1232
1233         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1234                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1235
1236         /*
1237          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1238          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1239          * not overridden on the command line.
1240          */
1241         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1242                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1243
1244         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1245          * from caches that do not exist yet:
1246          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1247          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1248          *    kmem_cache is statically allocated.
1249          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1250          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1251          *    array at the end of the bootstrap.
1252          * 2) Create the first kmalloc cache.
1253          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1254          *    An __init data area is used for the head array.
1255          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1256          *    head arrays.
1257          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1258          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1259          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1260          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1261          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1262          */
1263
1264         /* 1) create the kmem_cache */
1265
1266         /*
1267          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1268          */
1269         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1270                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1271                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1272                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1273         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1274         memcg_link_cache(kmem_cache);
1275         slab_state = PARTIAL;
1276
1277         /*
1278          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1279          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1280          */
1281         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1282                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name,
1283                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS,
1284                                 0, kmalloc_size(INDEX_NODE));
1285         slab_state = PARTIAL_NODE;
1286         setup_kmalloc_cache_index_table();
1287
1288         slab_early_init = 0;
1289
1290         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1291         {
1292                 int nid;
1293
1294                 for_each_online_node(nid) {
1295                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1296
1297                         init_list(kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE],
1298                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1299                 }
1300         }
1301
1302         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1303 }
1304
1305 void __init kmem_cache_init_late(void)
1306 {
1307         struct kmem_cache *cachep;
1308
1309         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1310         mutex_lock(&slab_mutex);
1311         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1312                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1313                         BUG();
1314         mutex_unlock(&slab_mutex);
1315
1316         /* Done! */
1317         slab_state = FULL;
1318
1319 #ifdef CONFIG_NUMA
1320         /*
1321          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1322          * node.
1323          */
1324         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1325 #endif
1326
1327         /*
1328          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1329          * of the kernel is not yet operational.
1330          */
1331 }
1332
1333 static int __init cpucache_init(void)
1334 {
1335         int ret;
1336
1337         /*
1338          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1339          */
1340         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1341                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1342         WARN_ON(ret < 0);
1343
1344         return 0;
1345 }
1346 __initcall(cpucache_init);
1347
1348 static noinline void
1349 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1350 {
1351 #if DEBUG
1352         struct kmem_cache_node *n;
1353         unsigned long flags;
1354         int node;
1355         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1356                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1357
1358         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1359                 return;
1360
1361         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1362                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1363         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1364                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1365
1366         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1367                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1368
1369                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1370                 total_slabs = n->total_slabs;
1371                 free_slabs = n->free_slabs;
1372                 free_objs = n->free_objects;
1373                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1374
1375                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1376                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1377                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1378                         total_slabs * cachep->num);
1379         }
1380 #endif
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1385  * kmem_cache_node ->list_lock.
1386  *
1387  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1388  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1389  * would be relatively rare and ignorable.
1390  */
1391 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1392                                                                 int nodeid)
1393 {
1394         struct page *page;
1395         int nr_pages;
1396
1397         flags |= cachep->allocflags;
1398
1399         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1400         if (!page) {
1401                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1402                 return NULL;
1403         }
1404
1405         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1406                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1407                 return NULL;
1408         }
1409
1410         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1411         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1412                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1413         else
1414                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1415
1416         __SetPageSlab(page);
1417         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1418         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1419                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1420
1421         return page;
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Interface to system's page release.
1426  */
1427 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1428 {
1429         int order = cachep->gfporder;
1430         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1431
1432         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1433                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, -nr_freed);
1434         else
1435                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, -nr_freed);
1436
1437         BUG_ON(!PageSlab(page));
1438         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1439         __ClearPageSlab(page);
1440         page_mapcount_reset(page);
1441         page->mapping = NULL;
1442
1443         if (current->reclaim_state)
1444                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1445         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1446         __free_pages(page, order);
1447 }
1448
1449 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1450 {
1451         struct kmem_cache *cachep;
1452         struct page *page;
1453
1454         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1455         cachep = page->slab_cache;
1456
1457         kmem_freepages(cachep, page);
1458 }
1459
1460 #if DEBUG
1461 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1462 {
1463         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1464                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1465                 return true;
1466
1467         return false;
1468 }
1469
1470 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1471 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1472                             unsigned long caller)
1473 {
1474         int size = cachep->object_size;
1475
1476         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1477
1478         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1479                 return;
1480
1481         *addr++ = 0x12345678;
1482         *addr++ = caller;
1483         *addr++ = smp_processor_id();
1484         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1485         {
1486                 unsigned long *sptr = &caller;
1487                 unsigned long svalue;
1488
1489                 while (!kstack_end(sptr)) {
1490                         svalue = *sptr++;
1491                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1492                                 *addr++ = svalue;
1493                                 size -= sizeof(unsigned long);
1494                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1495                                         break;
1496                         }
1497                 }
1498
1499         }
1500         *addr++ = 0x87654321;
1501 }
1502
1503 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1504                                 int map, unsigned long caller)
1505 {
1506         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1507                 return;
1508
1509         if (caller)
1510                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1511
1512         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1513 }
1514
1515 #else
1516 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1517                                 int map, unsigned long caller) {}
1518
1519 #endif
1520
1521 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1522 {
1523         int size = cachep->object_size;
1524         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1525
1526         memset(addr, val, size);
1527         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1528 }
1529
1530 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1531 {
1532         int i;
1533         unsigned char error = 0;
1534         int bad_count = 0;
1535
1536         pr_err("%03x: ", offset);
1537         for (i = 0; i < limit; i++) {
1538                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1539                         error = data[offset + i];
1540                         bad_count++;
1541                 }
1542         }
1543         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1544                         &data[offset], limit, 1);
1545
1546         if (bad_count == 1) {
1547                 error ^= POISON_FREE;
1548                 if (!(error & (error - 1))) {
1549                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1550 #ifdef CONFIG_X86
1551                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1552 #else
1553                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1554 #endif
1555                 }
1556         }
1557 }
1558 #endif
1559
1560 #if DEBUG
1561
1562 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1563 {
1564         int i, size;
1565         char *realobj;
1566
1567         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1568                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1569                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1570                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1571         }
1572
1573         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1574                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1575         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1576         size = cachep->object_size;
1577         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1578                 int limit;
1579                 limit = 16;
1580                 if (i + limit > size)
1581                         limit = size - i;
1582                 dump_line(realobj, i, limit);
1583         }
1584 }
1585
1586 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1587 {
1588         char *realobj;
1589         int size, i;
1590         int lines = 0;
1591
1592         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1593                 return;
1594
1595         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1596         size = cachep->object_size;
1597
1598         for (i = 0; i < size; i++) {
1599                 char exp = POISON_FREE;
1600                 if (i == size - 1)
1601                         exp = POISON_END;
1602                 if (realobj[i] != exp) {
1603                         int limit;
1604                         /* Mismatch ! */
1605                         /* Print header */
1606                         if (lines == 0) {
1607                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1608                                        print_tainted(), cachep->name,
1609                                        realobj, size);
1610                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1611                         }
1612                         /* Hexdump the affected line */
1613                         i = (i / 16) * 16;
1614                         limit = 16;
1615                         if (i + limit > size)
1616                                 limit = size - i;
1617                         dump_line(realobj, i, limit);
1618                         i += 16;
1619                         lines++;
1620                         /* Limit to 5 lines */
1621                         if (lines > 5)
1622                                 break;
1623                 }
1624         }
1625         if (lines != 0) {
1626                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1627                  * exist:
1628                  */
1629                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1630                 unsigned int objnr;
1631
1632                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1633                 if (objnr) {
1634                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1635                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1636                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1637                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1638                 }
1639                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1640                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1641                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1642                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1643                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1644                 }
1645         }
1646 }
1647 #endif
1648
1649 #if DEBUG
1650 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1651                                                 struct page *page)
1652 {
1653         int i;
1654
1655         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1656                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1657                         POISON_FREE);
1658         }
1659
1660         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1661                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1662
1663                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1664                         check_poison_obj(cachep, objp);
1665                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1666                 }
1667                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1668                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1669                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1670                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1671                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1672                 }
1673         }
1674 }
1675 #else
1676 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1677                                                 struct page *page)
1678 {
1679 }
1680 #endif
1681
1682 /**
1683  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1684  * @cachep: cache pointer being destroyed
1685  * @page: page pointer being destroyed
1686  *
1687  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1688  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1689  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1690  */
1691 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1692 {
1693         void *freelist;
1694
1695         freelist = page->freelist;
1696         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1697         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1698                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1699         else
1700                 kmem_freepages(cachep, page);
1701
1702         /*
1703          * From now on, we don't use freelist
1704          * although actual page can be freed in rcu context
1705          */
1706         if (OFF_SLAB(cachep))
1707                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1708 }
1709
1710 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1711 {
1712         struct page *page, *n;
1713
1714         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1715                 list_del(&page->lru);
1716                 slab_destroy(cachep, page);
1717         }
1718 }
1719
1720 /**
1721  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1722  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1723  * @size: size of objects to be created in this cache.
1724  * @flags: slab allocation flags
1725  *
1726  * Also calculates the number of objects per slab.
1727  *
1728  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1729  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1730  * towards high-order requests, this should be changed.
1731  */
1732 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1733                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1734 {
1735         size_t left_over = 0;
1736         int gfporder;
1737
1738         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1739                 unsigned int num;
1740                 size_t remainder;
1741
1742                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1743                 if (!num)
1744                         continue;
1745
1746                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1747                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1748                         break;
1749
1750                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1751                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1752                         size_t freelist_size;
1753
1754                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1755                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1756                         if (!freelist_cache)
1757                                 continue;
1758
1759                         /*
1760                          * Needed to avoid possible looping condition
1761                          * in cache_grow_begin()
1762                          */
1763                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1764                                 continue;
1765
1766                         /* check if off slab has enough benefit */
1767                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1768                                 continue;
1769                 }
1770
1771                 /* Found something acceptable - save it away */
1772                 cachep->num = num;
1773                 cachep->gfporder = gfporder;
1774                 left_over = remainder;
1775
1776                 /*
1777                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1778                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1779                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1780                  */
1781                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1782                         break;
1783
1784                 /*
1785                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1786                  * currently bad for the gfp()s.
1787                  */
1788                 if (gfporder >= slab_max_order)
1789                         break;
1790
1791                 /*
1792                  * Acceptable internal fragmentation?
1793                  */
1794                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1795                         break;
1796         }
1797         return left_over;
1798 }
1799
1800 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1801                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1802 {
1803         int cpu;
1804         size_t size;
1805         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1806
1807         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1808         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1809
1810         if (!cpu_cache)
1811                 return NULL;
1812
1813         for_each_possible_cpu(cpu) {
1814                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1815                                 entries, batchcount);
1816         }
1817
1818         return cpu_cache;
1819 }
1820
1821 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1822 {
1823         if (slab_state >= FULL)
1824                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1825
1826         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1827         if (!cachep->cpu_cache)
1828                 return 1;
1829
1830         if (slab_state == DOWN) {
1831                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1832                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1833         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1834                 /* For kmem_cache_node */
1835                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1836         } else {
1837                 int node;
1838
1839                 for_each_online_node(node) {
1840                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1841                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1842                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1843                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1844                 }
1845         }
1846
1847         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1848                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1849                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1850
1851         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1852         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1853         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1854         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1855         cachep->batchcount = 1;
1856         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1857         return 0;
1858 }
1859
1860 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1861         slab_flags_t flags, const char *name,
1862         void (*ctor)(void *))
1863 {
1864         return flags;
1865 }
1866
1867 struct kmem_cache *
1868 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1869                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1870 {
1871         struct kmem_cache *cachep;
1872
1873         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1874         if (cachep) {
1875                 cachep->refcount++;
1876
1877                 /*
1878                  * Adjust the object sizes so that we clear
1879                  * the complete object on kzalloc.
1880                  */
1881                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1882         }
1883         return cachep;
1884 }
1885
1886 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1887                         size_t size, slab_flags_t flags)
1888 {
1889         size_t left;
1890
1891         cachep->num = 0;
1892
1893         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1894                 return false;
1895
1896         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1897                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1898         if (!cachep->num)
1899                 return false;
1900
1901         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1902                 return false;
1903
1904         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1905
1906         return true;
1907 }
1908
1909 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1910                         size_t size, slab_flags_t flags)
1911 {
1912         size_t left;
1913
1914         cachep->num = 0;
1915
1916         /*
1917          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1918          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1919          */
1920         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1921                 return false;
1922
1923         /*
1924          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1925          * off-slab (should allow better packing of objs).
1926          */
1927         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1928         if (!cachep->num)
1929                 return false;
1930
1931         /*
1932          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1933          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1934          */
1935         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1936                 return false;
1937
1938         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1939
1940         return true;
1941 }
1942
1943 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1944                         size_t size, slab_flags_t flags)
1945 {
1946         size_t left;
1947
1948         cachep->num = 0;
1949
1950         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1951         if (!cachep->num)
1952                 return false;
1953
1954         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1955
1956         return true;
1957 }
1958
1959 /**
1960  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1961  * @cachep: cache management descriptor
1962  * @flags: SLAB flags
1963  *
1964  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1965  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1966  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1967  *
1968  * The flags are
1969  *
1970  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1971  * to catch references to uninitialised memory.
1972  *
1973  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1974  * for buffer overruns.
1975  *
1976  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1977  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1978  * as davem.
1979  */
1980 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1981 {
1982         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1983         gfp_t gfp;
1984         int err;
1985         unsigned int size = cachep->size;
1986
1987 #if DEBUG
1988 #if FORCED_DEBUG
1989         /*
1990          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1991          * large objects, if the increased size would increase the object size
1992          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1993          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1994          */
1995         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
1996                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
1997                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1998         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1999                 flags |= SLAB_POISON;
2000 #endif
2001 #endif
2002
2003         /*
2004          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2005          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2006          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2007          */
2008         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
2009
2010         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2011                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2012                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2013                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2014                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
2015         }
2016
2017         /* 3) caller mandated alignment */
2018         if (ralign < cachep->align) {
2019                 ralign = cachep->align;
2020         }
2021         /* disable debug if necessary */
2022         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2023                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2024         /*
2025          * 4) Store it.
2026          */
2027         cachep->align = ralign;
2028         cachep->colour_off = cache_line_size();
2029         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2030         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2031                 cachep->colour_off = cachep->align;
2032
2033         if (slab_is_available())
2034                 gfp = GFP_KERNEL;
2035         else
2036                 gfp = GFP_NOWAIT;
2037
2038 #if DEBUG
2039
2040         /*
2041          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2042          * into align above.
2043          */
2044         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2045                 /* add space for red zone words */
2046                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2047                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2048         }
2049         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2050                 /* user store requires one word storage behind the end of
2051                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2052                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2053                  */
2054                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2055                         size += REDZONE_ALIGN;
2056                 else
2057                         size += BYTES_PER_WORD;
2058         }
2059 #endif
2060
2061         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2062
2063         size = ALIGN(size, cachep->align);
2064         /*
2065          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2066          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2067          */
2068         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2069                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2070
2071 #if DEBUG
2072         /*
2073          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2074          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2075          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2076          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2077          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2078          */
2079         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2080                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2081                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2082                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2083
2084                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2085                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2086                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2087                                 size = tmp_size;
2088                                 goto done;
2089                         }
2090                 }
2091         }
2092 #endif
2093
2094         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2095                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2096                 goto done;
2097         }
2098
2099         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2100                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2101                 goto done;
2102         }
2103
2104         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2105                 goto done;
2106
2107         return -E2BIG;
2108
2109 done:
2110         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2111         cachep->flags = flags;
2112         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2113         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2114                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2115         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2116                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2117         cachep->size = size;
2118         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2119
2120 #if DEBUG
2121         /*
2122          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2123          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2124          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2125          */
2126         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2127                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2128                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2129                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2130 #endif
2131
2132         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2133                 cachep->freelist_cache =
2134                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2135         }
2136
2137         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2138         if (err) {
2139                 __kmem_cache_release(cachep);
2140                 return err;
2141         }
2142
2143         return 0;
2144 }
2145
2146 #if DEBUG
2147 static void check_irq_off(void)
2148 {
2149         BUG_ON(!irqs_disabled());
2150 }
2151
2152 static void check_irq_on(void)
2153 {
2154         BUG_ON(irqs_disabled());
2155 }
2156
2157 static void check_mutex_acquired(void)
2158 {
2159         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2160 }
2161
2162 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2163 {
2164 #ifdef CONFIG_SMP
2165         check_irq_off();
2166         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2167 #endif
2168 }
2169
2170 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2171 {
2172 #ifdef CONFIG_SMP
2173         check_irq_off();
2174         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2175 #endif
2176 }
2177
2178 #else
2179 #define check_irq_off() do { } while(0)
2180 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2181 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2182 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2183 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2184 #endif
2185
2186 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2187                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2188 {
2189         int tofree;
2190
2191         if (!ac || !ac->avail)
2192                 return;
2193
2194         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2195         if (tofree > ac->avail)
2196                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2197
2198         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2199         ac->avail -= tofree;
2200         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2201 }
2202
2203 static void do_drain(void *arg)
2204 {
2205         struct kmem_cache *cachep = arg;
2206         struct array_cache *ac;
2207         int node = numa_mem_id();
2208         struct kmem_cache_node *n;
2209         LIST_HEAD(list);
2210
2211         check_irq_off();
2212         ac = cpu_cache_get(cachep);
2213         n = get_node(cachep, node);
2214         spin_lock(&n->list_lock);
2215         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2216         spin_unlock(&n->list_lock);
2217         slabs_destroy(cachep, &list);
2218         ac->avail = 0;
2219 }
2220
2221 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2222 {
2223         struct kmem_cache_node *n;
2224         int node;
2225         LIST_HEAD(list);
2226
2227         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2228         check_irq_on();
2229         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2230                 if (n->alien)
2231                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2232
2233         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2234                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2235                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2236                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2237
2238                 slabs_destroy(cachep, &list);
2239         }
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Remove slabs from the list of free slabs.
2244  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2245  *
2246  * Returns the actual number of slabs released.
2247  */
2248 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2249                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2250 {
2251         struct list_head *p;
2252         int nr_freed;
2253         struct page *page;
2254
2255         nr_freed = 0;
2256         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2257
2258                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2259                 p = n->slabs_free.prev;
2260                 if (p == &n->slabs_free) {
2261                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2262                         goto out;
2263                 }
2264
2265                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2266                 list_del(&page->lru);
2267                 n->free_slabs--;
2268                 n->total_slabs--;
2269                 /*
2270                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2271                  * to the cache.
2272                  */
2273                 n->free_objects -= cache->num;
2274                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2275                 slab_destroy(cache, page);
2276                 nr_freed++;
2277         }
2278 out:
2279         return nr_freed;
2280 }
2281
2282 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2283 {
2284         int node;
2285         struct kmem_cache_node *n;
2286
2287         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2288                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2289                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2290                         return false;
2291         return true;
2292 }
2293
2294 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2295 {
2296         int ret = 0;
2297         int node;
2298         struct kmem_cache_node *n;
2299
2300         drain_cpu_caches(cachep);
2301
2302         check_irq_on();
2303         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2304                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2305
2306                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2307                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2308         }
2309         return (ret ? 1 : 0);
2310 }
2311
2312 #ifdef CONFIG_MEMCG
2313 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *cachep)
2314 {
2315         __kmem_cache_shrink(cachep);
2316 }
2317 #endif
2318
2319 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2320 {
2321         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2322 }
2323
2324 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2325 {
2326         int i;
2327         struct kmem_cache_node *n;
2328
2329         cache_random_seq_destroy(cachep);
2330
2331         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2332
2333         /* NUMA: free the node structures */
2334         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2335                 kfree(n->shared);
2336                 free_alien_cache(n->alien);
2337                 kfree(n);
2338                 cachep->node[i] = NULL;
2339         }
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Get the memory for a slab management obj.
2344  *
2345  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2346  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2347  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2348  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2349  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2350  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2351  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2352  *
2353  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2354  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2355  */
2356 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2357                                    struct page *page, int colour_off,
2358                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2359 {
2360         void *freelist;
2361         void *addr = page_address(page);
2362
2363         page->s_mem = addr + colour_off;
2364         page->active = 0;
2365
2366         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2367                 freelist = NULL;
2368         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2369                 /* Slab management obj is off-slab. */
2370                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2371                                               local_flags, nodeid);
2372                 freelist = kasan_reset_tag(freelist);
2373                 if (!freelist)
2374                         return NULL;
2375         } else {
2376                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2377                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2378                                 cachep->freelist_size;
2379         }
2380
2381         return freelist;
2382 }
2383
2384 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2385 {
2386         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2387 }
2388
2389 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2390                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2391 {
2392         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2393 }
2394
2395 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2396 {
2397 #if DEBUG
2398         int i;
2399
2400         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2401                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2402
2403                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2404                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2405
2406                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2407                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2408                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2409                 }
2410                 /*
2411                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2412                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2413                  * They must also be threaded.
2414                  */
2415                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2416                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2417                                                    objp + obj_offset(cachep));
2418                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2419                         kasan_poison_object_data(
2420                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2421                 }
2422
2423                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2424                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2425                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2426                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2427                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2428                 }
2429                 /* need to poison the objs? */
2430                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2431                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2432                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2433                 }
2434         }
2435 #endif
2436 }
2437
2438 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2439 /* Hold information during a freelist initialization */
2440 union freelist_init_state {
2441         struct {
2442                 unsigned int pos;
2443                 unsigned int *list;
2444                 unsigned int count;
2445         };
2446         struct rnd_state rnd_state;
2447 };
2448
2449 /*
2450  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2451  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2452  */
2453 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2454                                 struct kmem_cache *cachep,
2455                                 unsigned int count)
2456 {
2457         bool ret;
2458         unsigned int rand;
2459
2460         /* Use best entropy available to define a random shift */
2461         rand = get_random_int();
2462
2463         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2464         if (!cachep->random_seq) {
2465                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2466                 ret = false;
2467         } else {
2468                 state->list = cachep->random_seq;
2469                 state->count = count;
2470                 state->pos = rand % count;
2471                 ret = true;
2472         }
2473         return ret;
2474 }
2475
2476 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2477 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2478 {
2479         if (state->pos >= state->count)
2480                 state->pos = 0;
2481         return state->list[state->pos++];
2482 }
2483
2484 /* Swap two freelist entries */
2485 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2486 {
2487         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2488                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2493  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2494  */
2495 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2496 {
2497         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2498         union freelist_init_state state;
2499         bool precomputed;
2500
2501         if (count < 2)
2502                 return false;
2503
2504         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2505
2506         /* Take a random entry as the objfreelist */
2507         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2508                 if (!precomputed)
2509                         objfreelist = count - 1;
2510                 else
2511                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2512                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2513                                                 obj_offset(cachep);
2514                 count--;
2515         }
2516
2517         /*
2518          * On early boot, generate the list dynamically.
2519          * Later use a pre-computed list for speed.
2520          */
2521         if (!precomputed) {
2522                 for (i = 0; i < count; i++)
2523                         set_free_obj(page, i, i);
2524
2525                 /* Fisher-Yates shuffle */
2526                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2527                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2528                         rand %= (i + 1);
2529                         swap_free_obj(page, i, rand);
2530                 }
2531         } else {
2532                 for (i = 0; i < count; i++)
2533                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2534         }
2535
2536         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2537                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2538
2539         return true;
2540 }
2541 #else
2542 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2543                                 struct page *page)
2544 {
2545         return false;
2546 }
2547 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2548
2549 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2550                             struct page *page)
2551 {
2552         int i;
2553         void *objp;
2554         bool shuffled;
2555
2556         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2557
2558         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2559         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2560
2561         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2562                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2563                                                 obj_offset(cachep);
2564         }
2565
2566         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2567                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2568                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2569
2570                 /* constructor could break poison info */
2571                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2572                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2573                         cachep->ctor(objp);
2574                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2575                 }
2576
2577                 if (!shuffled)
2578                         set_free_obj(page, i, i);
2579         }
2580 }
2581
2582 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2583 {
2584         void *objp;
2585
2586         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2587         page->active++;
2588
2589 #if DEBUG
2590         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2591                 set_store_user_dirty(cachep);
2592 #endif
2593
2594         return objp;
2595 }
2596
2597 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2598                         struct page *page, void *objp)
2599 {
2600         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2601 #if DEBUG
2602         unsigned int i;
2603
2604         /* Verify double free bug */
2605         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2606                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2607                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2608                                cachep->name, objp);
2609                         BUG();
2610                 }
2611         }
2612 #endif
2613         page->active--;
2614         if (!page->freelist)
2615                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2616
2617         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2622  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2623  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2624  */
2625 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2626                            void *freelist)
2627 {
2628         page->slab_cache = cache;
2629         page->freelist = freelist;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2634  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2635  */
2636 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2637                                 gfp_t flags, int nodeid)
2638 {
2639         void *freelist;
2640         size_t offset;
2641         gfp_t local_flags;
2642         int page_node;
2643         struct kmem_cache_node *n;
2644         struct page *page;
2645
2646         /*
2647          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2648          * critical path in kmem_cache_alloc().
2649          */
2650         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2651                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
2652                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
2653                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
2654                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
2655                 dump_stack();
2656         }
2657         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2658         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2659
2660         check_irq_off();
2661         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2662                 local_irq_enable();
2663
2664         /*
2665          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2666          * 'nodeid'.
2667          */
2668         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2669         if (!page)
2670                 goto failed;
2671
2672         page_node = page_to_nid(page);
2673         n = get_node(cachep, page_node);
2674
2675         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2676         n->colour_next++;
2677         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2678                 n->colour_next = 0;
2679
2680         offset = n->colour_next;
2681         if (offset >= cachep->colour)
2682                 offset = 0;
2683
2684         offset *= cachep->colour_off;
2685
2686         /*
2687          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2688          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2689          * as it should be for slab pages.
2690          */
2691         kasan_poison_slab(page);
2692
2693         /* Get slab management. */
2694         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2695                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2696         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2697                 goto opps1;
2698
2699         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2700
2701         cache_init_objs(cachep, page);
2702
2703         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2704                 local_irq_disable();
2705
2706         return page;
2707
2708 opps1:
2709         kmem_freepages(cachep, page);
2710 failed:
2711         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2712                 local_irq_disable();
2713         return NULL;
2714 }
2715
2716 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2717 {
2718         struct kmem_cache_node *n;
2719         void *list = NULL;
2720
2721         check_irq_off();
2722
2723         if (!page)
2724                 return;
2725
2726         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2727         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2728
2729         spin_lock(&n->list_lock);
2730         n->total_slabs++;
2731         if (!page->active) {
2732                 list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2733                 n->free_slabs++;
2734         } else
2735                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2736
2737         STATS_INC_GROWN(cachep);
2738         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2739         spin_unlock(&n->list_lock);
2740
2741         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2742 }
2743
2744 #if DEBUG
2745
2746 /*
2747  * Perform extra freeing checks:
2748  * - detect bad pointers.
2749  * - POISON/RED_ZONE checking
2750  */
2751 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2752 {
2753         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2754                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2755                        (unsigned long)objp);
2756                 BUG();
2757         }
2758 }
2759
2760 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2761 {
2762         unsigned long long redzone1, redzone2;
2763
2764         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2765         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2766
2767         /*
2768          * Redzone is ok.
2769          */
2770         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2771                 return;
2772
2773         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2774                 slab_error(cache, "double free detected");
2775         else
2776                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2777
2778         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2779                obj, redzone1, redzone2);
2780 }
2781
2782 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2783                                    unsigned long caller)
2784 {
2785         unsigned int objnr;
2786         struct page *page;
2787
2788         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2789
2790         objp -= obj_offset(cachep);
2791         kfree_debugcheck(objp);
2792         page = virt_to_head_page(objp);
2793
2794         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2795                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2796                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2797                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2798         }
2799         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2800                 set_store_user_dirty(cachep);
2801                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2802         }
2803
2804         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2805
2806         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2807         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2808
2809         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2810                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2811                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2812         }
2813         return objp;
2814 }
2815
2816 #else
2817 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2818 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2819 #endif
2820
2821 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2822                                                 void **list)
2823 {
2824 #if DEBUG
2825         void *next = *list;
2826         void *objp;
2827
2828         while (next) {
2829                 objp = next - obj_offset(cachep);
2830                 next = *(void **)next;
2831                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2832         }
2833 #endif
2834 }
2835
2836 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2837                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2838                                 void **list)
2839 {
2840         /* move slabp to correct slabp list: */
2841         list_del(&page->lru);
2842         if (page->active == cachep->num) {
2843                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2844                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2845 #if DEBUG
2846                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2847                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2848                                 void **objp = page->freelist;
2849
2850                                 *objp = *list;
2851                                 *list = objp;
2852                         }
2853 #endif
2854                         page->freelist = NULL;
2855                 }
2856         } else
2857                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2858 }
2859
2860 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2861 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2862                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2863 {
2864         if (!page)
2865                 return NULL;
2866
2867         if (pfmemalloc)
2868                 return page;
2869
2870         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2871                 return page;
2872
2873         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2874         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2875                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2876                 return page;
2877         }
2878
2879         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2880         list_del(&page->lru);
2881         if (!page->active) {
2882                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2883                 n->free_slabs++;
2884         } else
2885                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2886
2887         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2888                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2889                         return page;
2890         }
2891
2892         n->free_touched = 1;
2893         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2894                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2895                         n->free_slabs--;
2896                         return page;
2897                 }
2898         }
2899
2900         return NULL;
2901 }
2902
2903 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2904 {
2905         struct page *page;
2906
2907         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2908         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page, lru);
2909         if (!page) {
2910                 n->free_touched = 1;
2911                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2912                                                 lru);
2913                 if (page)
2914                         n->free_slabs--;
2915         }
2916
2917         if (sk_memalloc_socks())
2918                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2919
2920         return page;
2921 }
2922
2923 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2924                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2925 {
2926         struct page *page;
2927         void *obj;
2928         void *list = NULL;
2929
2930         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2931                 return NULL;
2932
2933         spin_lock(&n->list_lock);
2934         page = get_first_slab(n, true);
2935         if (!page) {
2936                 spin_unlock(&n->list_lock);
2937                 return NULL;
2938         }
2939
2940         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2941         n->free_objects--;
2942
2943         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2944
2945         spin_unlock(&n->list_lock);
2946         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2947
2948         return obj;
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2953  * or cache_grow_end() for new slab
2954  */
2955 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2956                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2957 {
2958         /*
2959          * There must be at least one object available for
2960          * allocation.
2961          */
2962         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2963
2964         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2965                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2966                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2967                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2968
2969                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2970         }
2971
2972         return batchcount;
2973 }
2974
2975 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2976 {
2977         int batchcount;
2978         struct kmem_cache_node *n;
2979         struct array_cache *ac, *shared;
2980         int node;
2981         void *list = NULL;
2982         struct page *page;
2983
2984         check_irq_off();
2985         node = numa_mem_id();
2986
2987         ac = cpu_cache_get(cachep);
2988         batchcount = ac->batchcount;
2989         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2990                 /*
2991                  * If there was little recent activity on this cache, then
2992                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2993                  * refill bouncing.
2994                  */
2995                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2996         }
2997         n = get_node(cachep, node);
2998
2999         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
3000         shared = READ_ONCE(n->shared);
3001         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
3002                 goto direct_grow;
3003
3004         spin_lock(&n->list_lock);
3005         shared = READ_ONCE(n->shared);
3006
3007         /* See if we can refill from the shared array */
3008         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
3009                 shared->touched = 1;
3010                 goto alloc_done;
3011         }
3012
3013         while (batchcount > 0) {
3014                 /* Get slab alloc is to come from. */
3015                 page = get_first_slab(n, false);
3016                 if (!page)
3017                         goto must_grow;
3018
3019                 check_spinlock_acquired(cachep);
3020
3021                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
3022                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3023         }
3024
3025 must_grow:
3026         n->free_objects -= ac->avail;
3027 alloc_done:
3028         spin_unlock(&n->list_lock);
3029         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3030
3031 direct_grow:
3032         if (unlikely(!ac->avail)) {
3033                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
3034                 if (sk_memalloc_socks()) {
3035                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
3036
3037                         if (obj)
3038                                 return obj;
3039                 }
3040
3041                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
3042
3043                 /*
3044                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
3045                  * then ac could change.
3046                  */
3047                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3048                 if (!ac->avail && page)
3049                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
3050                 cache_grow_end(cachep, page);
3051
3052                 if (!ac->avail)
3053                         return NULL;
3054         }
3055         ac->touched = 1;
3056
3057         return ac->entry[--ac->avail];
3058 }
3059
3060 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3061                                                 gfp_t flags)
3062 {
3063         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
3064 }
3065
3066 #if DEBUG
3067 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3068                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3069 {
3070         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
3071         if (!objp)
3072                 return objp;
3073         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3074                 check_poison_obj(cachep, objp);
3075                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
3076                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3077         }
3078         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3079                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3080
3081         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3082                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3083                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3084                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3085                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3086                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3087                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3088                 }
3089                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3090                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3091         }
3092
3093         objp += obj_offset(cachep);
3094         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3095                 cachep->ctor(objp);
3096         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3097             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3098                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3099                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3100         }
3101         return objp;
3102 }
3103 #else
3104 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3105 #endif
3106
3107 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3108 {
3109         void *objp;
3110         struct array_cache *ac;
3111
3112         check_irq_off();
3113
3114         ac = cpu_cache_get(cachep);
3115         if (likely(ac->avail)) {
3116                 ac->touched = 1;
3117                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3118
3119                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3120                 goto out;
3121         }
3122
3123         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3124         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3125         /*
3126          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3127          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3128          */
3129         ac = cpu_cache_get(cachep);
3130
3131 out:
3132         /*
3133          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3134          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3135          * treat the array pointers as a reference to the object.
3136          */
3137         if (objp)
3138                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3139         return objp;
3140 }
3141
3142 #ifdef CONFIG_NUMA
3143 /*
3144  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3145  *
3146  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3147  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3148  */
3149 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3150 {
3151         int nid_alloc, nid_here;
3152
3153         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3154                 return NULL;
3155         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3156         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3157                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3158         else if (current->mempolicy)
3159                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3160         if (nid_alloc != nid_here)
3161                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3162         return NULL;
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3167  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3168  * available node for available objects. If that fails then we
3169  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3170  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3171  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3172  */
3173 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3174 {
3175         struct zonelist *zonelist;
3176         struct zoneref *z;
3177         struct zone *zone;
3178         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3179         void *obj = NULL;
3180         struct page *page;
3181         int nid;
3182         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3183
3184         if (flags & __GFP_THISNODE)
3185                 return NULL;
3186
3187 retry_cpuset:
3188         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3189         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3190
3191 retry:
3192         /*
3193          * Look through allowed nodes for objects available
3194          * from existing per node queues.
3195          */
3196         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3197                 nid = zone_to_nid(zone);
3198
3199                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3200                         get_node(cache, nid) &&
3201                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3202                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3203                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3204                                 if (obj)
3205                                         break;
3206                 }
3207         }
3208
3209         if (!obj) {
3210                 /*
3211                  * This allocation will be performed within the constraints
3212                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3213                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3214                  * set and go into memory reserves if necessary.
3215                  */
3216                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3217                 cache_grow_end(cache, page);
3218                 if (page) {
3219                         nid = page_to_nid(page);
3220                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3221                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3222
3223                         /*
3224                          * Another processor may allocate the objects in
3225                          * the slab since we are not holding any locks.
3226                          */
3227                         if (!obj)
3228                                 goto retry;
3229                 }
3230         }
3231
3232         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3233                 goto retry_cpuset;
3234         return obj;
3235 }
3236
3237 /*
3238  * A interface to enable slab creation on nodeid
3239  */
3240 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3241                                 int nodeid)
3242 {
3243         struct page *page;
3244         struct kmem_cache_node *n;
3245         void *obj = NULL;
3246         void *list = NULL;
3247
3248         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3249         n = get_node(cachep, nodeid);
3250         BUG_ON(!n);
3251
3252         check_irq_off();
3253         spin_lock(&n->list_lock);
3254         page = get_first_slab(n, false);
3255         if (!page)
3256                 goto must_grow;
3257
3258         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3259
3260         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3261         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3262         STATS_SET_HIGH(cachep);
3263
3264         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3265
3266         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3267         n->free_objects--;
3268
3269         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3270
3271         spin_unlock(&n->list_lock);
3272         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3273         return obj;
3274
3275 must_grow:
3276         spin_unlock(&n->list_lock);
3277         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3278         if (page) {
3279                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3280                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3281         }
3282         cache_grow_end(cachep, page);
3283
3284         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3285 }
3286
3287 static __always_inline void *
3288 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3289                    unsigned long caller)
3290 {
3291         unsigned long save_flags;
3292         void *ptr;
3293         int slab_node = numa_mem_id();
3294
3295         flags &= gfp_allowed_mask;
3296         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3297         if (unlikely(!cachep))
3298                 return NULL;
3299
3300         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3301         local_irq_save(save_flags);
3302
3303         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3304                 nodeid = slab_node;
3305
3306         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3307                 /* Node not bootstrapped yet */
3308                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3309                 goto out;
3310         }
3311
3312         if (nodeid == slab_node) {
3313                 /*
3314                  * Use the locally cached objects if possible.
3315                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3316                  * to other nodes. It may fail while we still have
3317                  * objects on other nodes available.
3318                  */
3319                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3320                 if (ptr)
3321                         goto out;
3322         }
3323         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3324         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3325   out:
3326         local_irq_restore(save_flags);
3327         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3328
3329         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3330                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3331
3332         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3333         return ptr;
3334 }
3335
3336 static __always_inline void *
3337 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3338 {
3339         void *objp;
3340
3341         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3342                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3343                 if (objp)
3344                         goto out;
3345         }
3346         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3347
3348         /*
3349          * We may just have run out of memory on the local node.
3350          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3351          */
3352         if (!objp)
3353                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3354
3355   out:
3356         return objp;
3357 }
3358 #else
3359
3360 static __always_inline void *
3361 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3362 {
3363         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3364 }
3365
3366 #endif /* CONFIG_NUMA */
3367
3368 static __always_inline void *
3369 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3370 {
3371         unsigned long save_flags;
3372         void *objp;
3373
3374         flags &= gfp_allowed_mask;
3375         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3376         if (unlikely(!cachep))
3377                 return NULL;
3378
3379         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3380         local_irq_save(save_flags);
3381         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3382         local_irq_restore(save_flags);
3383         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3384         prefetchw(objp);
3385
3386         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3387                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3388
3389         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3390         return objp;
3391 }
3392
3393 /*
3394  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3395  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3396  */
3397 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3398                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3399 {
3400         int i;
3401         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3402         struct page *page;
3403
3404         n->free_objects += nr_objects;
3405
3406         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3407                 void *objp;
3408                 struct page *page;
3409
3410                 objp = objpp[i];
3411
3412                 page = virt_to_head_page(objp);
3413                 list_del(&page->lru);
3414                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3415                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3416                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3417
3418                 /* fixup slab chains */
3419                 if (page->active == 0) {
3420                         list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3421                         n->free_slabs++;
3422                 } else {
3423                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3424                          * partial list on free - maximum time for the
3425                          * other objects to be freed, too.
3426                          */
3427                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3428                 }
3429         }
3430
3431         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3432                 n->free_objects -= cachep->num;
3433
3434                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, lru);
3435                 list_move(&page->lru, list);
3436                 n->free_slabs--;
3437                 n->total_slabs--;
3438         }
3439 }
3440
3441 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3442 {
3443         int batchcount;
3444         struct kmem_cache_node *n;
3445         int node = numa_mem_id();
3446         LIST_HEAD(list);
3447
3448         batchcount = ac->batchcount;
3449
3450         check_irq_off();
3451         n = get_node(cachep, node);
3452         spin_lock(&n->list_lock);
3453         if (n->shared) {
3454                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3455                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3456                 if (max) {
3457                         if (batchcount > max)
3458                                 batchcount = max;
3459                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3460                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3461                         shared_array->avail += batchcount;
3462                         goto free_done;
3463                 }
3464         }
3465
3466         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3467 free_done:
3468 #if STATS
3469         {
3470                 int i = 0;
3471                 struct page *page;
3472
3473                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3474                         BUG_ON(page->active);
3475
3476                         i++;
3477                 }
3478                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3479         }
3480 #endif
3481         spin_unlock(&n->list_lock);
3482         slabs_destroy(cachep, &list);
3483         ac->avail -= batchcount;
3484         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3489  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3490  */
3491 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3492                                          unsigned long caller)
3493 {
3494         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3495         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3496                 return;
3497
3498         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3499 }
3500
3501 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3502                 unsigned long caller)
3503 {
3504         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3505
3506         check_irq_off();
3507         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3508         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3509
3510         /*
3511          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3512          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3513          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3514          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3515          * the cache.
3516          */
3517         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3518                 return;
3519
3520         if (ac->avail < ac->limit) {
3521                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3522         } else {
3523                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3524                 cache_flusharray(cachep, ac);
3525         }
3526
3527         if (sk_memalloc_socks()) {
3528                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3529
3530                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3531                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3532                         return;
3533                 }
3534         }
3535
3536         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3537 }
3538
3539 /**
3540  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3541  * @cachep: The cache to allocate from.
3542  * @flags: See kmalloc().
3543  *
3544  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3545  * if the cache has no available objects.
3546  */
3547 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3548 {
3549         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3550
3551         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3552                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3553
3554         return ret;
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3557
3558 static __always_inline void
3559 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3560                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3561 {
3562         size_t i;
3563
3564         for (i = 0; i < size; i++)
3565                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3566 }
3567
3568 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3569                           void **p)
3570 {
3571         size_t i;
3572
3573         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3574         if (!s)
3575                 return 0;
3576
3577         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3578
3579         local_irq_disable();
3580         for (i = 0; i < size; i++) {
3581                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3582
3583                 if (unlikely(!objp))
3584                         goto error;
3585                 p[i] = objp;
3586         }
3587         local_irq_enable();
3588
3589         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3590
3591         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3592         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3593                 for (i = 0; i < size; i++)
3594                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3595
3596         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3597         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3598         return size;
3599 error:
3600         local_irq_enable();
3601         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3602         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3603         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3604         return 0;
3605 }
3606 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3607
3608 #ifdef CONFIG_TRACING
3609 void *
3610 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3611 {
3612         void *ret;
3613
3614         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3615
3616         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3617         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3618                       size, cachep->size, flags);
3619         return ret;
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3622 #endif
3623
3624 #ifdef CONFIG_NUMA
3625 /**
3626  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3627  * @cachep: The cache to allocate from.
3628  * @flags: See kmalloc().
3629  * @nodeid: node number of the target node.
3630  *
3631  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3632  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3633  *
3634  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3635  */
3636 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3637 {
3638         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3639
3640         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3641                                     cachep->object_size, cachep->size,
3642                                     flags, nodeid);
3643
3644         return ret;
3645 }
3646 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3647
3648 #ifdef CONFIG_TRACING
3649 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3650                                   gfp_t flags,
3651                                   int nodeid,
3652                                   size_t size)
3653 {
3654         void *ret;
3655
3656         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3657
3658         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3659         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3660                            size, cachep->size,
3661                            flags, nodeid);
3662         return ret;
3663 }
3664 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3665 #endif
3666
3667 static __always_inline void *
3668 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3669 {
3670         struct kmem_cache *cachep;
3671         void *ret;
3672
3673         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3674                 return NULL;
3675         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3676         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3677                 return cachep;
3678         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3679         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3680
3681         return ret;
3682 }
3683
3684 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3685 {
3686         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3689
3690 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3691                 int node, unsigned long caller)
3692 {
3693         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3694 }
3695 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3696 #endif /* CONFIG_NUMA */
3697
3698 /**
3699  * __do_kmalloc - allocate memory
3700  * @size: how many bytes of memory are required.
3701  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3702  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3703  */
3704 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3705                                           unsigned long caller)
3706 {
3707         struct kmem_cache *cachep;
3708         void *ret;
3709
3710         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3711                 return NULL;
3712         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3713         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3714                 return cachep;
3715         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3716
3717         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3718         trace_kmalloc(caller, ret,
3719                       size, cachep->size, flags);
3720
3721         return ret;
3722 }
3723
3724 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3725 {
3726         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3727 }
3728 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3729
3730 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3731 {
3732         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3733 }
3734 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3735
3736 /**
3737  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3738  * @cachep: The cache the allocation was from.
3739  * @objp: The previously allocated object.
3740  *
3741  * Free an object which was previously allocated from this
3742  * cache.
3743  */
3744 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3745 {
3746         unsigned long flags;
3747         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3748         if (!cachep)
3749                 return;
3750
3751         local_irq_save(flags);
3752         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3753         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3754                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3755         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3756         local_irq_restore(flags);
3757
3758         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3759 }
3760 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3761
3762 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3763 {
3764         struct kmem_cache *s;
3765         size_t i;
3766
3767         local_irq_disable();
3768         for (i = 0; i < size; i++) {
3769                 void *objp = p[i];
3770
3771                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3772                         s = virt_to_cache(objp);
3773                 else
3774                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3775
3776                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3777                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3778                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3779
3780                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3781         }
3782         local_irq_enable();
3783
3784         /* FIXME: add tracing */
3785 }
3786 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3787
3788 /**
3789  * kfree - free previously allocated memory
3790  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3791  *
3792  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3793  *
3794  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3795  * or you will run into trouble.
3796  */
3797 void kfree(const void *objp)
3798 {
3799         struct kmem_cache *c;
3800         unsigned long flags;
3801
3802         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3803
3804         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3805                 return;
3806         local_irq_save(flags);
3807         kfree_debugcheck(objp);
3808         c = virt_to_cache(objp);
3809         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3810
3811         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3812         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3813         local_irq_restore(flags);
3814 }
3815 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3816
3817 /*
3818  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3819  */
3820 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3821 {
3822         int ret;
3823         int node;
3824         struct kmem_cache_node *n;
3825
3826         for_each_online_node(node) {
3827                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3828                 if (ret)
3829                         goto fail;
3830
3831         }
3832
3833         return 0;
3834
3835 fail:
3836         if (!cachep->list.next) {
3837                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3838                 node--;
3839                 while (node >= 0) {
3840                         n = get_node(cachep, node);
3841                         if (n) {
3842                                 kfree(n->shared);
3843                                 free_alien_cache(n->alien);
3844                                 kfree(n);
3845                                 cachep->node[node] = NULL;
3846                         }
3847                         node--;
3848                 }
3849         }
3850         return -ENOMEM;
3851 }
3852
3853 /* Always called with the slab_mutex held */
3854 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3855                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3856 {
3857         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3858         int cpu;
3859
3860         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3861         if (!cpu_cache)
3862                 return -ENOMEM;
3863
3864         prev = cachep->cpu_cache;
3865         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3866         /*
3867          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3868          * cpus, so skip the IPIs.
3869          */
3870         if (prev)
3871                 kick_all_cpus_sync();
3872
3873         check_irq_on();
3874         cachep->batchcount = batchcount;
3875         cachep->limit = limit;
3876         cachep->shared = shared;
3877
3878         if (!prev)
3879                 goto setup_node;
3880
3881         for_each_online_cpu(cpu) {
3882                 LIST_HEAD(list);
3883                 int node;
3884                 struct kmem_cache_node *n;
3885                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3886
3887                 node = cpu_to_mem(cpu);
3888                 n = get_node(cachep, node);
3889                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3890                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3891                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3892                 slabs_destroy(cachep, &list);
3893         }
3894         free_percpu(prev);
3895
3896 setup_node:
3897         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3898 }
3899
3900 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3901                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3902 {
3903         int ret;
3904         struct kmem_cache *c;
3905
3906         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3907
3908         if (slab_state < FULL)
3909                 return ret;
3910
3911         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3912                 return ret;
3913
3914         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3915         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3916                 /* return value determined by the root cache only */
3917                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3918         }
3919
3920         return ret;
3921 }
3922
3923 /* Called with slab_mutex held always */
3924 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3925 {
3926         int err;
3927         int limit = 0;
3928         int shared = 0;
3929         int batchcount = 0;
3930
3931         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3932         if (err)
3933                 goto end;
3934
3935         if (!is_root_cache(cachep)) {
3936                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3937                 limit = root->limit;
3938                 shared = root->shared;
3939                 batchcount = root->batchcount;
3940         }
3941
3942         if (limit && shared && batchcount)
3943                 goto skip_setup;
3944         /*
3945          * The head array serves three purposes:
3946          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3947          * - reduce the number of spinlock operations.
3948          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3949          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3950          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3951          * Bonwick.
3952          */
3953         if (cachep->size > 131072)
3954                 limit = 1;
3955         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3956                 limit = 8;
3957         else if (cachep->size > 1024)
3958                 limit = 24;
3959         else if (cachep->size > 256)
3960                 limit = 54;
3961         else
3962                 limit = 120;
3963
3964         /*
3965          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3966          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3967          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3968          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3969          * replaces Bonwick's magazine layer.
3970          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3971          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3972          */
3973         shared = 0;
3974         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3975                 shared = 8;
3976
3977 #if DEBUG
3978         /*
3979          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3980          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3981          */
3982         if (limit > 32)
3983                 limit = 32;
3984 #endif
3985         batchcount = (limit + 1) / 2;
3986 skip_setup:
3987         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3988 end:
3989         if (err)
3990                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3991                        cachep->name, -err);
3992         return err;
3993 }
3994
3995 /*
3996  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3997  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3998  * if drain_array() is used on the shared array.
3999  */
4000 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
4001                          struct array_cache *ac, int node)
4002 {
4003         LIST_HEAD(list);
4004
4005         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
4006         check_mutex_acquired();
4007
4008         if (!ac || !ac->avail)
4009                 return;
4010
4011         if (ac->touched) {
4012                 ac->touched = 0;
4013                 return;
4014         }
4015
4016         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4017         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
4018         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4019
4020         slabs_destroy(cachep, &list);
4021 }
4022
4023 /**
4024  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4025  * @w: work descriptor
4026  *
4027  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4028  * Purpose:
4029  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4030  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4031  *
4032  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4033  * again on the next iteration.
4034  */
4035 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4036 {
4037         struct kmem_cache *searchp;
4038         struct kmem_cache_node *n;
4039         int node = numa_mem_id();
4040         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4041
4042         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4043                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4044                 goto out;
4045
4046         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4047                 check_irq_on();
4048
4049                 /*
4050                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4051                  * have established with reasonable certainty that
4052                  * we can do some work if the lock was obtained.
4053                  */
4054                 n = get_node(searchp, node);
4055
4056                 reap_alien(searchp, n);
4057
4058                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
4059
4060                 /*
4061                  * These are racy checks but it does not matter
4062                  * if we skip one check or scan twice.
4063                  */
4064                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4065                         goto next;
4066
4067                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4068
4069                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4070
4071                 if (n->free_touched)
4072                         n->free_touched = 0;
4073                 else {
4074                         int freed;
4075
4076                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4077                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4078                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4079                 }
4080 next:
4081                 cond_resched();
4082         }
4083         check_irq_on();
4084         mutex_unlock(&slab_mutex);
4085         next_reap_node();
4086 out:
4087         /* Set up the next iteration */
4088         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4089                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4090 }
4091
4092 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4093 {
4094         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4095         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4096         unsigned long free_slabs = 0;
4097         int node;
4098         struct kmem_cache_node *n;
4099
4100         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4101                 check_irq_on();
4102                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4103
4104                 total_slabs += n->total_slabs;
4105                 free_slabs += n->free_slabs;
4106                 free_objs += n->free_objects;
4107
4108                 if (n->shared)
4109                         shared_avail += n->shared->avail;
4110
4111                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4112         }
4113         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4114         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4115         active_objs = num_objs - free_objs;
4116
4117         sinfo->active_objs = active_objs;
4118         sinfo->num_objs = num_objs;
4119         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4120         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4121         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4122         sinfo->limit = cachep->limit;
4123         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4124         sinfo->shared = cachep->shared;
4125         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4126         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4127 }
4128
4129 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4130 {
4131 #if STATS
4132         {                       /* node stats */
4133                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4134                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4135                 unsigned long grown = cachep->grown;
4136                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4137                 unsigned long errors = cachep->errors;
4138                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4139                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4140                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4141                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4142
4143                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4144                            allocs, high, grown,
4145                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4146                            node_frees, overflows);
4147         }
4148         /* cpu stats */
4149         {
4150                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4151                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4152                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4153                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4154
4155                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4156                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4157         }
4158 #endif
4159 }
4160
4161 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4162 /**
4163  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4164  * @file: unused
4165  * @buffer: user buffer
4166  * @count: data length
4167  * @ppos: unused
4168  */
4169 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4170                        size_t count, loff_t *ppos)
4171 {
4172         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4173         int limit, batchcount, shared, res;
4174         struct kmem_cache *cachep;
4175
4176         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4177                 return -EINVAL;
4178         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4179                 return -EFAULT;
4180         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4181
4182         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4183         if (!tmp)
4184                 return -EINVAL;
4185         *tmp = '\0';
4186         tmp++;
4187         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4188                 return -EINVAL;
4189
4190         /* Find the cache in the chain of caches. */
4191         mutex_lock(&slab_mutex);
4192         res = -EINVAL;
4193         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4194                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4195                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4196                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4197                                 res = 0;
4198                         } else {
4199                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4200                                                        batchcount, shared,
4201                                                        GFP_KERNEL);
4202                         }
4203                         break;
4204                 }
4205         }
4206         mutex_unlock(&slab_mutex);
4207         if (res >= 0)
4208                 res = count;
4209         return res;
4210 }
4211
4212 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4213
4214 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4215 {
4216         unsigned long *p;
4217         int l;
4218         if (!v)
4219                 return 1;
4220         l = n[1];
4221         p = n + 2;
4222         while (l) {
4223                 int i = l/2;
4224                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4225                 if (*q == v) {
4226                         q[1]++;
4227                         return 1;
4228                 }
4229                 if (*q > v) {
4230                         l = i;
4231                 } else {
4232                         p = q + 2;
4233                         l -= i + 1;
4234                 }
4235         }
4236         if (++n[1] == n[0])
4237                 return 0;
4238         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4239         p[0] = v;
4240         p[1] = 1;
4241         return 1;
4242 }
4243
4244 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4245                                                 struct page *page)
4246 {
4247         void *p;
4248         int i, j;
4249         unsigned long v;
4250
4251         if (n[0] == n[1])
4252                 return;
4253         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4254                 bool active = true;
4255
4256                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4257                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4258                                 active = false;
4259                                 break;
4260                         }
4261                 }
4262
4263                 if (!active)
4264                         continue;
4265
4266                 /*
4267                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4268                  * mapping is established when actual object allocation and
4269                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4270                  * cache.
4271                  */
4272                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4273                         continue;
4274
4275                 if (!add_caller(n, v))
4276                         return;
4277         }
4278 }
4279
4280 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4281 {
4282 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4283         unsigned long offset, size;
4284         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4285
4286         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4287                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4288                 if (modname[0])
4289                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4290                 return;
4291         }
4292 #endif
4293         seq_printf(m, "%px", (void *)address);
4294 }
4295
4296 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4297 {
4298         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4299         struct page *page;
4300         struct kmem_cache_node *n;
4301         const char *name;
4302         unsigned long *x = m->private;
4303         int node;
4304         int i;
4305
4306         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4307                 return 0;
4308         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4309                 return 0;
4310
4311         /*
4312          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4313          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4314          * during the processing, information would be wrong so restart
4315          * whole processing.
4316          */
4317         do {
4318                 set_store_user_clean(cachep);
4319                 drain_cpu_caches(cachep);
4320
4321                 x[1] = 0;
4322
4323                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4324
4325                         check_irq_on();
4326                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4327
4328                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4329                                 handle_slab(x, cachep, page);
4330                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4331                                 handle_slab(x, cachep, page);
4332                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4333                 }
4334         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4335
4336         name = cachep->name;
4337         if (x[0] == x[1]) {
4338                 /* Increase the buffer size */
4339                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4340                 m->private = kcalloc(x[0] * 4, sizeof(unsigned long),
4341                                      GFP_KERNEL);
4342                 if (!m->private) {
4343                         /* Too bad, we are really out */
4344                         m->private = x;
4345                         mutex_lock(&slab_mutex);
4346                         return -ENOMEM;
4347                 }
4348                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4349                 kfree(x);
4350                 mutex_lock(&slab_mutex);
4351                 /* Now make sure this entry will be retried */
4352                 m->count = m->size;
4353                 return 0;
4354         }
4355         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4356                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4357                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4358                 seq_putc(m, '\n');
4359         }
4360
4361         return 0;
4362 }
4363
4364 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4365         .start = slab_start,
4366         .next = slab_next,
4367         .stop = slab_stop,
4368         .show = leaks_show,
4369 };
4370
4371 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4372 {
4373         unsigned long *n;
4374
4375         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4376         if (!n)
4377                 return -ENOMEM;
4378
4379         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4380
4381         return 0;
4382 }
4383
4384 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4385         .open           = slabstats_open,
4386         .read           = seq_read,
4387         .llseek         = seq_lseek,
4388         .release        = seq_release_private,
4389 };
4390 #endif
4391
4392 static int __init slab_proc_init(void)
4393 {
4394 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4395         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4396 #endif
4397         return 0;
4398 }
4399 module_init(slab_proc_init);
4400
4401 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4402 /*
4403  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4404  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4405  * cache's usercopy region.
4406  *
4407  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4408  * to indicate an error.
4409  */
4410 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4411                          bool to_user)
4412 {
4413         struct kmem_cache *cachep;
4414         unsigned int objnr;
4415         unsigned long offset;
4416
4417         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4418
4419         /* Find and validate object. */
4420         cachep = page->slab_cache;
4421         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4422         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4423
4424         /* Find offset within object. */
4425         offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4426
4427         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4428         if (offset >= cachep->useroffset &&
4429             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4430             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4431                 return;
4432
4433         /*
4434          * If the copy is still within the allocated object, produce
4435          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4436          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4437          * whitelists.
4438          */
4439         if (usercopy_fallback &&
4440             offset <= cachep->object_size &&
4441             n <= cachep->object_size - offset) {
4442                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4443                 return;
4444         }
4445
4446         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4447 }
4448 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4449
4450 /**
4451  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4452  * @objp: Pointer to the object
4453  *
4454  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4455  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4456  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4457  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4458  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4459  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4460  * must not be freed during the duration of the call.
4461  */
4462 size_t ksize(const void *objp)
4463 {
4464         size_t size;
4465
4466         BUG_ON(!objp);
4467         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4468                 return 0;
4469
4470         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4471         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4472          * so we need to unpoison this area.
4473          */
4474         kasan_unpoison_shadow(objp, size);
4475
4476         return size;
4477 }
4478 EXPORT_SYMBOL(ksize);
This page took 0.27523 seconds and 4 git commands to generate.