183e996dde5ff37a8881e9c223a348de947bf890
[muen/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  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
6  *
7  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
8  *
9  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
10  *      (c) 2000 Manfred Spraul
11  *
12  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
13  *      (c) 2002 Manfred Spraul
14  *
15  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
16  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
17  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
18  * or with a little more detail in;
19  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
20  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
21  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
22  *
23  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
24  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
25  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
26  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
27  * initialized objects.
28  *
29  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
30  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
31  * kmem_cache_free.
32  *
33  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
34  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
35  * cache for that memory type.
36  *
37  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
38  *   full slabs with 0 free objects
39  *   partial slabs
40  *   empty slabs with no allocated objects
41  *
42  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
43  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
44  *
45  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
46  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
47  *
48  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
49  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
50  * of the entries in the array are given back into the global cache.
51  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
52  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
53  *
54  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
55  * it's changed with a smp_call_function().
56  *
57  * SMP synchronization:
58  *  constructors and destructors are called without any locking.
59  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
60  *      are accessed without any locking.
61  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
62  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
63  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
64  *
65  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
66  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
67  * his patch.
68  *
69  * Further notes from the original documentation:
70  *
71  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
72  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
73  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
74  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
75  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
76  *
77  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
78  *
79  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
80  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
81  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
82  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
83  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
84  *
85  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
86  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
87  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
88  */
89
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119 #include        <linux/sched/task_stack.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 #include        "slab.h"
132
133 /*
134  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
135  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
136  *
137  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
138  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
139  *
140  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
141  */
142
143 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
144 #define DEBUG           1
145 #define STATS           1
146 #define FORCED_DEBUG    1
147 #else
148 #define DEBUG           0
149 #define STATS           0
150 #define FORCED_DEBUG    0
151 #endif
152
153 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
154 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
155 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
156
157 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
158 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
159 #endif
160
161 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
162                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
163
164 #if FREELIST_BYTE_INDEX
165 typedef unsigned char freelist_idx_t;
166 #else
167 typedef unsigned short freelist_idx_t;
168 #endif
169
170 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
171
172 /*
173  * struct array_cache
174  *
175  * Purpose:
176  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
177  * - reduce the number of linked list operations
178  * - reduce spinlock operations
179  *
180  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
181  * footprint.
182  *
183  */
184 struct array_cache {
185         unsigned int avail;
186         unsigned int limit;
187         unsigned int batchcount;
188         unsigned int touched;
189         void *entry[];  /*
190                          * Must have this definition in here for the proper
191                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
192                          * the entries.
193                          */
194 };
195
196 struct alien_cache {
197         spinlock_t lock;
198         struct array_cache ac;
199 };
200
201 /*
202  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
203  */
204 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
205 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
206 #define CACHE_CACHE 0
207 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
208
209 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
210                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
211 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
212                         int node, struct list_head *list);
213 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
214 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
215 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
216
217 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
218                                                 void **list);
219 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
220                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
221                                 void **list);
222 static int slab_early_init = 1;
223
224 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
225
226 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
227 {
228         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
229         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
230         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
231         parent->total_slabs = 0;
232         parent->free_slabs = 0;
233         parent->shared = NULL;
234         parent->alien = NULL;
235         parent->colour_next = 0;
236         spin_lock_init(&parent->list_lock);
237         parent->free_objects = 0;
238         parent->free_touched = 0;
239 }
240
241 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
242         do {                                                            \
243                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
244                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
245         } while (0)
246
247 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
248         do {                                                            \
249         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
250         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
251         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
252         } while (0)
253
254 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
255 #define CFLGS_OFF_SLAB          ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
256 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
257 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
258
259 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
260 /*
261  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
262  * cpucache drain/refill cycles.
263  *
264  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
265  * which could lock up otherwise freeable slabs.
266  */
267 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
268 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
269
270 #if STATS
271 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
272 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
273 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
274 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
275 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
276 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
277         do {                                                            \
278                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
279                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
280         } while (0)
281 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
282 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
283 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
284 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
285 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
286         do {                                                            \
287                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
288                         (x)->max_freeable = i;                          \
289         } while (0)
290 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
291 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
292 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
293 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
294 #else
295 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
296 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
297 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
298 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
299 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
300 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
301 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
302 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
303 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
304 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
305 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
306 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
307 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
308 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
309 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
310 #endif
311
312 #if DEBUG
313
314 /*
315  * memory layout of objects:
316  * 0            : objp
317  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
318  *              the end of an object is aligned with the end of the real
319  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
320  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
321  *              redzone word.
322  * cachep->obj_offset: The real object.
323  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
324  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
325  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
326  */
327 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
328 {
329         return cachep->obj_offset;
330 }
331
332 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
333 {
334         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
335         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
336                                       sizeof(unsigned long long));
337 }
338
339 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
340 {
341         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
342         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
343                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
344                                               sizeof(unsigned long long) -
345                                               REDZONE_ALIGN);
346         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
347                                        sizeof(unsigned long long));
348 }
349
350 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
351 {
352         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
353         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
354 }
355
356 #else
357
358 #define obj_offset(x)                   0
359 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
360 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
361 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
362
363 #endif
364
365 #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 /*
410  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
411  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
412  *   we can replace (offset / cache->size) by
413  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
414  */
415 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
416                                         const struct page *page, void *obj)
417 {
418         u32 offset = (obj - page->s_mem);
419         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
420 }
421
422 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
423 /* internal cache of cache description objs */
424 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
425         .batchcount = 1,
426         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
427         .shared = 1,
428         .size = sizeof(struct kmem_cache),
429         .name = "kmem_cache",
430 };
431
432 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
433
434 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
435 {
436         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
437 }
438
439 /*
440  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
441  */
442 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
443                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
444 {
445         unsigned int num;
446         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
447
448         /*
449          * The slab management structure can be either off the slab or
450          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
451          * slab is used for:
452          *
453          * - @buffer_size bytes for each object
454          * - One freelist_idx_t for each object
455          *
456          * We don't need to consider alignment of freelist because
457          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
458          * at the correct alignment.
459          *
460          * If the slab management structure is off the slab, then the
461          * alignment will already be calculated into the size. Because
462          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
463          * correct alignment when allocated.
464          */
465         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
466                 num = slab_size / buffer_size;
467                 *left_over = slab_size % buffer_size;
468         } else {
469                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
470                 *left_over = slab_size %
471                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
472         }
473
474         return num;
475 }
476
477 #if DEBUG
478 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
479
480 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
481                         char *msg)
482 {
483         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
484                function, cachep->name, msg);
485         dump_stack();
486         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
487 }
488 #endif
489
490 /*
491  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
492  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
493  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
494  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
495  * line
496   */
497
498 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
499 static int __init noaliencache_setup(char *s)
500 {
501         use_alien_caches = 0;
502         return 1;
503 }
504 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
505
506 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
507 {
508         get_option(&str, &slab_max_order);
509         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
510                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
511         slab_max_order_set = true;
512
513         return 1;
514 }
515 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
516
517 #ifdef CONFIG_NUMA
518 /*
519  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
520  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
521  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
522  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
523  */
524 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
525
526 static void init_reap_node(int cpu)
527 {
528         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
529                                                     node_online_map);
530 }
531
532 static void next_reap_node(void)
533 {
534         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
535
536         node = next_node_in(node, node_online_map);
537         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
538 }
539
540 #else
541 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
542 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
543 #endif
544
545 /*
546  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
547  * via the workqueue/eventd.
548  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
549  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
550  * lock.
551  */
552 static void start_cpu_timer(int cpu)
553 {
554         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
555
556         if (reap_work->work.func == NULL) {
557                 init_reap_node(cpu);
558                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
559                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
560                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
561         }
562 }
563
564 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
565 {
566         /*
567          * The array_cache structures contain pointers to free object.
568          * However, when such objects are allocated or transferred to another
569          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
570          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
571          * not scan such objects.
572          */
573         kmemleak_no_scan(ac);
574         if (ac) {
575                 ac->avail = 0;
576                 ac->limit = limit;
577                 ac->batchcount = batch;
578                 ac->touched = 0;
579         }
580 }
581
582 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
583                                             int batchcount, gfp_t gfp)
584 {
585         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
586         struct array_cache *ac = NULL;
587
588         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
589         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
590         return ac;
591 }
592
593 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
594                                         struct page *page, void *objp)
595 {
596         struct kmem_cache_node *n;
597         int page_node;
598         LIST_HEAD(list);
599
600         page_node = page_to_nid(page);
601         n = get_node(cachep, page_node);
602
603         spin_lock(&n->list_lock);
604         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
605         spin_unlock(&n->list_lock);
606
607         slabs_destroy(cachep, &list);
608 }
609
610 /*
611  * Transfer objects in one arraycache to another.
612  * Locking must be handled by the caller.
613  *
614  * Return the number of entries transferred.
615  */
616 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
617                 struct array_cache *from, unsigned int max)
618 {
619         /* Figure out how many entries to transfer */
620         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
621
622         if (!nr)
623                 return 0;
624
625         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
626                         sizeof(void *) *nr);
627
628         from->avail -= nr;
629         to->avail += nr;
630         return nr;
631 }
632
633 #ifndef CONFIG_NUMA
634
635 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
636 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
637
638 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
639                                                 int limit, gfp_t gfp)
640 {
641         return NULL;
642 }
643
644 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
645 {
646 }
647
648 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
649 {
650         return 0;
651 }
652
653 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
654                 gfp_t flags)
655 {
656         return NULL;
657 }
658
659 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
660                  gfp_t flags, int nodeid)
661 {
662         return NULL;
663 }
664
665 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
666 {
667         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
668 }
669
670 #else   /* CONFIG_NUMA */
671
672 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
673 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
674
675 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
676                                                 int batch, gfp_t gfp)
677 {
678         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
679         struct alien_cache *alc = NULL;
680
681         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
682         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
683         spin_lock_init(&alc->lock);
684         return alc;
685 }
686
687 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
688 {
689         struct alien_cache **alc_ptr;
690         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
691         int i;
692
693         if (limit > 1)
694                 limit = 12;
695         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
696         if (!alc_ptr)
697                 return NULL;
698
699         for_each_node(i) {
700                 if (i == node || !node_online(i))
701                         continue;
702                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
703                 if (!alc_ptr[i]) {
704                         for (i--; i >= 0; i--)
705                                 kfree(alc_ptr[i]);
706                         kfree(alc_ptr);
707                         return NULL;
708                 }
709         }
710         return alc_ptr;
711 }
712
713 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
714 {
715         int i;
716
717         if (!alc_ptr)
718                 return;
719         for_each_node(i)
720             kfree(alc_ptr[i]);
721         kfree(alc_ptr);
722 }
723
724 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
725                                 struct array_cache *ac, int node,
726                                 struct list_head *list)
727 {
728         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
729
730         if (ac->avail) {
731                 spin_lock(&n->list_lock);
732                 /*
733                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
734                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
735                  * into the free lists and getting them back later.
736                  */
737                 if (n->shared)
738                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
739
740                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
741                 ac->avail = 0;
742                 spin_unlock(&n->list_lock);
743         }
744 }
745
746 /*
747  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
748  */
749 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
750 {
751         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
752
753         if (n->alien) {
754                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
755                 struct array_cache *ac;
756
757                 if (alc) {
758                         ac = &alc->ac;
759                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
760                                 LIST_HEAD(list);
761
762                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
763                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
764                                 slabs_destroy(cachep, &list);
765                         }
766                 }
767         }
768 }
769
770 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
771                                 struct alien_cache **alien)
772 {
773         int i = 0;
774         struct alien_cache *alc;
775         struct array_cache *ac;
776         unsigned long flags;
777
778         for_each_online_node(i) {
779                 alc = alien[i];
780                 if (alc) {
781                         LIST_HEAD(list);
782
783                         ac = &alc->ac;
784                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
785                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
786                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
787                         slabs_destroy(cachep, &list);
788                 }
789         }
790 }
791
792 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
793                                 int node, int page_node)
794 {
795         struct kmem_cache_node *n;
796         struct alien_cache *alien = NULL;
797         struct array_cache *ac;
798         LIST_HEAD(list);
799
800         n = get_node(cachep, node);
801         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
802         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
803                 alien = n->alien[page_node];
804                 ac = &alien->ac;
805                 spin_lock(&alien->lock);
806                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
807                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
808                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
809                 }
810                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
811                 spin_unlock(&alien->lock);
812                 slabs_destroy(cachep, &list);
813         } else {
814                 n = get_node(cachep, page_node);
815                 spin_lock(&n->list_lock);
816                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
817                 spin_unlock(&n->list_lock);
818                 slabs_destroy(cachep, &list);
819         }
820         return 1;
821 }
822
823 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
824 {
825         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
826         int node = numa_mem_id();
827         /*
828          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
829          * cache on this cpu.
830          */
831         if (likely(node == page_node))
832                 return 0;
833
834         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
835 }
836
837 /*
838  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
839  * warn about failures.
840  */
841 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
842 {
843         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
844 }
845 #endif
846
847 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
848 {
849         struct kmem_cache_node *n;
850
851         /*
852          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
853          * begin anything. Make sure some other cpu on this
854          * node has not already allocated this
855          */
856         n = get_node(cachep, node);
857         if (n) {
858                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
859                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
860                                 cachep->num;
861                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
862
863                 return 0;
864         }
865
866         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
867         if (!n)
868                 return -ENOMEM;
869
870         kmem_cache_node_init(n);
871         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
872                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
873
874         n->free_limit =
875                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
876
877         /*
878          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
879          * come and go.  slab_mutex is sufficient
880          * protection here.
881          */
882         cachep->node[node] = n;
883
884         return 0;
885 }
886
887 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
888 /*
889  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
890  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
891  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
892  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
893  * already in use.
894  *
895  * Must hold slab_mutex.
896  */
897 static int init_cache_node_node(int node)
898 {
899         int ret;
900         struct kmem_cache *cachep;
901
902         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
903                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
904                 if (ret)
905                         return ret;
906         }
907
908         return 0;
909 }
910 #endif
911
912 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
913                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
914 {
915         int ret = -ENOMEM;
916         struct kmem_cache_node *n;
917         struct array_cache *old_shared = NULL;
918         struct array_cache *new_shared = NULL;
919         struct alien_cache **new_alien = NULL;
920         LIST_HEAD(list);
921
922         if (use_alien_caches) {
923                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
924                 if (!new_alien)
925                         goto fail;
926         }
927
928         if (cachep->shared) {
929                 new_shared = alloc_arraycache(node,
930                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
931                 if (!new_shared)
932                         goto fail;
933         }
934
935         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
936         if (ret)
937                 goto fail;
938
939         n = get_node(cachep, node);
940         spin_lock_irq(&n->list_lock);
941         if (n->shared && force_change) {
942                 free_block(cachep, n->shared->entry,
943                                 n->shared->avail, node, &list);
944                 n->shared->avail = 0;
945         }
946
947         if (!n->shared || force_change) {
948                 old_shared = n->shared;
949                 n->shared = new_shared;
950                 new_shared = NULL;
951         }
952
953         if (!n->alien) {
954                 n->alien = new_alien;
955                 new_alien = NULL;
956         }
957
958         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
959         slabs_destroy(cachep, &list);
960
961         /*
962          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
963          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
964          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
965          * freed after synchronize_sched().
966          */
967         if (old_shared && force_change)
968                 synchronize_sched();
969
970 fail:
971         kfree(old_shared);
972         kfree(new_shared);
973         free_alien_cache(new_alien);
974
975         return ret;
976 }
977
978 #ifdef CONFIG_SMP
979
980 static void cpuup_canceled(long cpu)
981 {
982         struct kmem_cache *cachep;
983         struct kmem_cache_node *n = NULL;
984         int node = cpu_to_mem(cpu);
985         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
986
987         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
988                 struct array_cache *nc;
989                 struct array_cache *shared;
990                 struct alien_cache **alien;
991                 LIST_HEAD(list);
992
993                 n = get_node(cachep, node);
994                 if (!n)
995                         continue;
996
997                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
998
999                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1000                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1001
1002                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1003                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
1004                 if (nc) {
1005                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1006                         nc->avail = 0;
1007                 }
1008
1009                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1010                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1011                         goto free_slab;
1012                 }
1013
1014                 shared = n->shared;
1015                 if (shared) {
1016                         free_block(cachep, shared->entry,
1017                                    shared->avail, node, &list);
1018                         n->shared = NULL;
1019                 }
1020
1021                 alien = n->alien;
1022                 n->alien = NULL;
1023
1024                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1025
1026                 kfree(shared);
1027                 if (alien) {
1028                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1029                         free_alien_cache(alien);
1030                 }
1031
1032 free_slab:
1033                 slabs_destroy(cachep, &list);
1034         }
1035         /*
1036          * In the previous loop, all the objects were freed to
1037          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1038          * shrink each nodelist to its limit.
1039          */
1040         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1041                 n = get_node(cachep, node);
1042                 if (!n)
1043                         continue;
1044                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1045         }
1046 }
1047
1048 static int cpuup_prepare(long cpu)
1049 {
1050         struct kmem_cache *cachep;
1051         int node = cpu_to_mem(cpu);
1052         int err;
1053
1054         /*
1055          * We need to do this right in the beginning since
1056          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1057          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1058          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1059          */
1060         err = init_cache_node_node(node);
1061         if (err < 0)
1062                 goto bad;
1063
1064         /*
1065          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1066          * array caches
1067          */
1068         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1069                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1070                 if (err)
1071                         goto bad;
1072         }
1073
1074         return 0;
1075 bad:
1076         cpuup_canceled(cpu);
1077         return -ENOMEM;
1078 }
1079
1080 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1081 {
1082         int err;
1083
1084         mutex_lock(&slab_mutex);
1085         err = cpuup_prepare(cpu);
1086         mutex_unlock(&slab_mutex);
1087         return err;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1092  * offline.
1093  *
1094  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1095  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1096  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1097  * the cpu going down.  The list3 structure is usually allocated from
1098  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1099  */
1100 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1101 {
1102         mutex_lock(&slab_mutex);
1103         cpuup_canceled(cpu);
1104         mutex_unlock(&slab_mutex);
1105         return 0;
1106 }
1107 #endif
1108
1109 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1110 {
1111         start_cpu_timer(cpu);
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1116 {
1117         /*
1118          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1119          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1120          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1121          * timer.
1122          */
1123         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1124         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1125         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1130 /*
1131  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1132  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1133  * removed.
1134  *
1135  * Must hold slab_mutex.
1136  */
1137 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1138 {
1139         struct kmem_cache *cachep;
1140         int ret = 0;
1141
1142         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1143                 struct kmem_cache_node *n;
1144
1145                 n = get_node(cachep, node);
1146                 if (!n)
1147                         continue;
1148
1149                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1150
1151                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1152                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1153                         ret = -EBUSY;
1154                         break;
1155                 }
1156         }
1157         return ret;
1158 }
1159
1160 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1161                                         unsigned long action, void *arg)
1162 {
1163         struct memory_notify *mnb = arg;
1164         int ret = 0;
1165         int nid;
1166
1167         nid = mnb->status_change_nid;
1168         if (nid < 0)
1169                 goto out;
1170
1171         switch (action) {
1172         case MEM_GOING_ONLINE:
1173                 mutex_lock(&slab_mutex);
1174                 ret = init_cache_node_node(nid);
1175                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1176                 break;
1177         case MEM_GOING_OFFLINE:
1178                 mutex_lock(&slab_mutex);
1179                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1180                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1181                 break;
1182         case MEM_ONLINE:
1183         case MEM_OFFLINE:
1184         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1185         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1186                 break;
1187         }
1188 out:
1189         return notifier_from_errno(ret);
1190 }
1191 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1192
1193 /*
1194  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1195  */
1196 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1197                                 int nodeid)
1198 {
1199         struct kmem_cache_node *ptr;
1200
1201         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1202         BUG_ON(!ptr);
1203
1204         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1205         /*
1206          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1207          */
1208         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1209
1210         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1211         cachep->node[nodeid] = ptr;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1216  * size of kmem_cache_node.
1217  */
1218 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1219 {
1220         int node;
1221
1222         for_each_online_node(node) {
1223                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1224                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1225                     REAPTIMEOUT_NODE +
1226                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1232  * before smp_init().
1233  */
1234 void __init kmem_cache_init(void)
1235 {
1236         int i;
1237
1238         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1239                                         sizeof(struct rcu_head));
1240         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1241
1242         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1243                 use_alien_caches = 0;
1244
1245         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1246                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1247
1248         /*
1249          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1250          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1251          * not overridden on the command line.
1252          */
1253         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1254                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1255
1256         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1257          * from caches that do not exist yet:
1258          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1259          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1260          *    kmem_cache is statically allocated.
1261          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1262          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1263          *    array at the end of the bootstrap.
1264          * 2) Create the first kmalloc cache.
1265          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1266          *    An __init data area is used for the head array.
1267          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1268          *    head arrays.
1269          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1270          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1271          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1272          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1273          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1274          */
1275
1276         /* 1) create the kmem_cache */
1277
1278         /*
1279          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1280          */
1281         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1282                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1283                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1284                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1285         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1286         slab_state = PARTIAL;
1287
1288         /*
1289          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1290          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1291          */
1292         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1293                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name,
1294                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1295         slab_state = PARTIAL_NODE;
1296         setup_kmalloc_cache_index_table();
1297
1298         slab_early_init = 0;
1299
1300         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1301         {
1302                 int nid;
1303
1304                 for_each_online_node(nid) {
1305                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1306
1307                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1308                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1309                 }
1310         }
1311
1312         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1313 }
1314
1315 void __init kmem_cache_init_late(void)
1316 {
1317         struct kmem_cache *cachep;
1318
1319         slab_state = UP;
1320
1321         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1322         mutex_lock(&slab_mutex);
1323         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1324                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1325                         BUG();
1326         mutex_unlock(&slab_mutex);
1327
1328         /* Done! */
1329         slab_state = FULL;
1330
1331 #ifdef CONFIG_NUMA
1332         /*
1333          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1334          * node.
1335          */
1336         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1337 #endif
1338
1339         /*
1340          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1341          * of the kernel is not yet operational.
1342          */
1343 }
1344
1345 static int __init cpucache_init(void)
1346 {
1347         int ret;
1348
1349         /*
1350          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1351          */
1352         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1353                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1354         WARN_ON(ret < 0);
1355
1356         /* Done! */
1357         slab_state = FULL;
1358         return 0;
1359 }
1360 __initcall(cpucache_init);
1361
1362 static noinline void
1363 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1364 {
1365 #if DEBUG
1366         struct kmem_cache_node *n;
1367         unsigned long flags;
1368         int node;
1369         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1370                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1371
1372         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1373                 return;
1374
1375         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1376                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1377         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1378                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1379
1380         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1381                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1382
1383                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1384                 total_slabs = n->total_slabs;
1385                 free_slabs = n->free_slabs;
1386                 free_objs = n->free_objects;
1387                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1388
1389                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1390                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1391                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1392                         total_slabs * cachep->num);
1393         }
1394 #endif
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1399  * kmem_cache_node ->list_lock.
1400  *
1401  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1402  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1403  * would be relatively rare and ignorable.
1404  */
1405 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1406                                                                 int nodeid)
1407 {
1408         struct page *page;
1409         int nr_pages;
1410
1411         flags |= cachep->allocflags;
1412
1413         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1414         if (!page) {
1415                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1416                 return NULL;
1417         }
1418
1419         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1420                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1421                 return NULL;
1422         }
1423
1424         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1425         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1426                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1427         else
1428                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1429
1430         __SetPageSlab(page);
1431         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1432         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1433                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1434
1435         return page;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Interface to system's page release.
1440  */
1441 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1442 {
1443         int order = cachep->gfporder;
1444         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1445
1446         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1447                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, -nr_freed);
1448         else
1449                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, -nr_freed);
1450
1451         BUG_ON(!PageSlab(page));
1452         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1453         __ClearPageSlab(page);
1454         page_mapcount_reset(page);
1455         page->mapping = NULL;
1456
1457         if (current->reclaim_state)
1458                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1459         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1460         __free_pages(page, order);
1461 }
1462
1463 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1464 {
1465         struct kmem_cache *cachep;
1466         struct page *page;
1467
1468         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1469         cachep = page->slab_cache;
1470
1471         kmem_freepages(cachep, page);
1472 }
1473
1474 #if DEBUG
1475 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1476 {
1477         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1478                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1479                 return true;
1480
1481         return false;
1482 }
1483
1484 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1485 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1486                             unsigned long caller)
1487 {
1488         int size = cachep->object_size;
1489
1490         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1491
1492         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1493                 return;
1494
1495         *addr++ = 0x12345678;
1496         *addr++ = caller;
1497         *addr++ = smp_processor_id();
1498         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1499         {
1500                 unsigned long *sptr = &caller;
1501                 unsigned long svalue;
1502
1503                 while (!kstack_end(sptr)) {
1504                         svalue = *sptr++;
1505                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1506                                 *addr++ = svalue;
1507                                 size -= sizeof(unsigned long);
1508                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1509                                         break;
1510                         }
1511                 }
1512
1513         }
1514         *addr++ = 0x87654321;
1515 }
1516
1517 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1518                                 int map, unsigned long caller)
1519 {
1520         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1521                 return;
1522
1523         if (caller)
1524                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1525
1526         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1527 }
1528
1529 #else
1530 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1531                                 int map, unsigned long caller) {}
1532
1533 #endif
1534
1535 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1536 {
1537         int size = cachep->object_size;
1538         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1539
1540         memset(addr, val, size);
1541         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1542 }
1543
1544 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1545 {
1546         int i;
1547         unsigned char error = 0;
1548         int bad_count = 0;
1549
1550         pr_err("%03x: ", offset);
1551         for (i = 0; i < limit; i++) {
1552                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1553                         error = data[offset + i];
1554                         bad_count++;
1555                 }
1556         }
1557         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1558                         &data[offset], limit, 1);
1559
1560         if (bad_count == 1) {
1561                 error ^= POISON_FREE;
1562                 if (!(error & (error - 1))) {
1563                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1564 #ifdef CONFIG_X86
1565                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1566 #else
1567                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1568 #endif
1569                 }
1570         }
1571 }
1572 #endif
1573
1574 #if DEBUG
1575
1576 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1577 {
1578         int i, size;
1579         char *realobj;
1580
1581         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1582                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1583                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1584                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1585         }
1586
1587         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1588                 pr_err("Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1589                        *dbg_userword(cachep, objp),
1590                        *dbg_userword(cachep, objp));
1591         }
1592         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1593         size = cachep->object_size;
1594         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1595                 int limit;
1596                 limit = 16;
1597                 if (i + limit > size)
1598                         limit = size - i;
1599                 dump_line(realobj, i, limit);
1600         }
1601 }
1602
1603 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1604 {
1605         char *realobj;
1606         int size, i;
1607         int lines = 0;
1608
1609         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1610                 return;
1611
1612         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1613         size = cachep->object_size;
1614
1615         for (i = 0; i < size; i++) {
1616                 char exp = POISON_FREE;
1617                 if (i == size - 1)
1618                         exp = POISON_END;
1619                 if (realobj[i] != exp) {
1620                         int limit;
1621                         /* Mismatch ! */
1622                         /* Print header */
1623                         if (lines == 0) {
1624                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1625                                        print_tainted(), cachep->name,
1626                                        realobj, size);
1627                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1628                         }
1629                         /* Hexdump the affected line */
1630                         i = (i / 16) * 16;
1631                         limit = 16;
1632                         if (i + limit > size)
1633                                 limit = size - i;
1634                         dump_line(realobj, i, limit);
1635                         i += 16;
1636                         lines++;
1637                         /* Limit to 5 lines */
1638                         if (lines > 5)
1639                                 break;
1640                 }
1641         }
1642         if (lines != 0) {
1643                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1644                  * exist:
1645                  */
1646                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1647                 unsigned int objnr;
1648
1649                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1650                 if (objnr) {
1651                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1652                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1653                         pr_err("Prev obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1654                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1655                 }
1656                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1657                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1658                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1659                         pr_err("Next obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1660                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1661                 }
1662         }
1663 }
1664 #endif
1665
1666 #if DEBUG
1667 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1668                                                 struct page *page)
1669 {
1670         int i;
1671
1672         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1673                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1674                         POISON_FREE);
1675         }
1676
1677         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1678                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1679
1680                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1681                         check_poison_obj(cachep, objp);
1682                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1683                 }
1684                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1685                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1686                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1687                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1688                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1689                 }
1690         }
1691 }
1692 #else
1693 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1694                                                 struct page *page)
1695 {
1696 }
1697 #endif
1698
1699 /**
1700  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1701  * @cachep: cache pointer being destroyed
1702  * @page: page pointer being destroyed
1703  *
1704  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1705  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1706  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1707  */
1708 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1709 {
1710         void *freelist;
1711
1712         freelist = page->freelist;
1713         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1714         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1715                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1716         else
1717                 kmem_freepages(cachep, page);
1718
1719         /*
1720          * From now on, we don't use freelist
1721          * although actual page can be freed in rcu context
1722          */
1723         if (OFF_SLAB(cachep))
1724                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1725 }
1726
1727 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1728 {
1729         struct page *page, *n;
1730
1731         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1732                 list_del(&page->lru);
1733                 slab_destroy(cachep, page);
1734         }
1735 }
1736
1737 /**
1738  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1739  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1740  * @size: size of objects to be created in this cache.
1741  * @flags: slab allocation flags
1742  *
1743  * Also calculates the number of objects per slab.
1744  *
1745  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1746  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1747  * towards high-order requests, this should be changed.
1748  */
1749 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1750                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1751 {
1752         size_t left_over = 0;
1753         int gfporder;
1754
1755         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1756                 unsigned int num;
1757                 size_t remainder;
1758
1759                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1760                 if (!num)
1761                         continue;
1762
1763                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1764                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1765                         break;
1766
1767                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1768                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1769                         size_t freelist_size;
1770
1771                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1772                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1773                         if (!freelist_cache)
1774                                 continue;
1775
1776                         /*
1777                          * Needed to avoid possible looping condition
1778                          * in cache_grow_begin()
1779                          */
1780                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1781                                 continue;
1782
1783                         /* check if off slab has enough benefit */
1784                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1785                                 continue;
1786                 }
1787
1788                 /* Found something acceptable - save it away */
1789                 cachep->num = num;
1790                 cachep->gfporder = gfporder;
1791                 left_over = remainder;
1792
1793                 /*
1794                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1795                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1796                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1797                  */
1798                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1799                         break;
1800
1801                 /*
1802                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1803                  * currently bad for the gfp()s.
1804                  */
1805                 if (gfporder >= slab_max_order)
1806                         break;
1807
1808                 /*
1809                  * Acceptable internal fragmentation?
1810                  */
1811                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1812                         break;
1813         }
1814         return left_over;
1815 }
1816
1817 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1818                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1819 {
1820         int cpu;
1821         size_t size;
1822         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1823
1824         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1825         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1826
1827         if (!cpu_cache)
1828                 return NULL;
1829
1830         for_each_possible_cpu(cpu) {
1831                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1832                                 entries, batchcount);
1833         }
1834
1835         return cpu_cache;
1836 }
1837
1838 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1839 {
1840         if (slab_state >= FULL)
1841                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1842
1843         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1844         if (!cachep->cpu_cache)
1845                 return 1;
1846
1847         if (slab_state == DOWN) {
1848                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1849                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1850         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1851                 /* For kmem_cache_node */
1852                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1853         } else {
1854                 int node;
1855
1856                 for_each_online_node(node) {
1857                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1858                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1859                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1860                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1861                 }
1862         }
1863
1864         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1865                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1866                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1867
1868         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1869         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1870         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1871         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1872         cachep->batchcount = 1;
1873         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1874         return 0;
1875 }
1876
1877 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1878         slab_flags_t flags, const char *name,
1879         void (*ctor)(void *))
1880 {
1881         return flags;
1882 }
1883
1884 struct kmem_cache *
1885 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1886                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1887 {
1888         struct kmem_cache *cachep;
1889
1890         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1891         if (cachep) {
1892                 cachep->refcount++;
1893
1894                 /*
1895                  * Adjust the object sizes so that we clear
1896                  * the complete object on kzalloc.
1897                  */
1898                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1899         }
1900         return cachep;
1901 }
1902
1903 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1904                         size_t size, slab_flags_t flags)
1905 {
1906         size_t left;
1907
1908         cachep->num = 0;
1909
1910         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1911                 return false;
1912
1913         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1914                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1915         if (!cachep->num)
1916                 return false;
1917
1918         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1919                 return false;
1920
1921         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1922
1923         return true;
1924 }
1925
1926 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1927                         size_t size, slab_flags_t flags)
1928 {
1929         size_t left;
1930
1931         cachep->num = 0;
1932
1933         /*
1934          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1935          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1936          */
1937         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1938                 return false;
1939
1940         /*
1941          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1942          * off-slab (should allow better packing of objs).
1943          */
1944         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1945         if (!cachep->num)
1946                 return false;
1947
1948         /*
1949          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1950          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1951          */
1952         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1953                 return false;
1954
1955         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1956
1957         return true;
1958 }
1959
1960 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1961                         size_t size, slab_flags_t flags)
1962 {
1963         size_t left;
1964
1965         cachep->num = 0;
1966
1967         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1968         if (!cachep->num)
1969                 return false;
1970
1971         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1972
1973         return true;
1974 }
1975
1976 /**
1977  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1978  * @cachep: cache management descriptor
1979  * @flags: SLAB flags
1980  *
1981  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1982  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1983  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1984  *
1985  * The flags are
1986  *
1987  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1988  * to catch references to uninitialised memory.
1989  *
1990  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1991  * for buffer overruns.
1992  *
1993  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1994  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1995  * as davem.
1996  */
1997 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1998 {
1999         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2000         gfp_t gfp;
2001         int err;
2002         size_t size = cachep->size;
2003
2004 #if DEBUG
2005 #if FORCED_DEBUG
2006         /*
2007          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2008          * large objects, if the increased size would increase the object size
2009          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2010          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2011          */
2012         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2013                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2014                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2015         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2016                 flags |= SLAB_POISON;
2017 #endif
2018 #endif
2019
2020         /*
2021          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2022          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2023          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2024          */
2025         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
2026
2027         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2028                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2029                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2030                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2031                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
2032         }
2033
2034         /* 3) caller mandated alignment */
2035         if (ralign < cachep->align) {
2036                 ralign = cachep->align;
2037         }
2038         /* disable debug if necessary */
2039         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2040                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2041         /*
2042          * 4) Store it.
2043          */
2044         cachep->align = ralign;
2045         cachep->colour_off = cache_line_size();
2046         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2047         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2048                 cachep->colour_off = cachep->align;
2049
2050         if (slab_is_available())
2051                 gfp = GFP_KERNEL;
2052         else
2053                 gfp = GFP_NOWAIT;
2054
2055 #if DEBUG
2056
2057         /*
2058          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2059          * into align above.
2060          */
2061         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2062                 /* add space for red zone words */
2063                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2064                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2065         }
2066         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2067                 /* user store requires one word storage behind the end of
2068                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2069                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2070                  */
2071                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2072                         size += REDZONE_ALIGN;
2073                 else
2074                         size += BYTES_PER_WORD;
2075         }
2076 #endif
2077
2078         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2079
2080         size = ALIGN(size, cachep->align);
2081         /*
2082          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2083          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2084          */
2085         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2086                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2087
2088 #if DEBUG
2089         /*
2090          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2091          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2092          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2093          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2094          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2095          */
2096         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2097                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2098                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2099                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2100
2101                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2102                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2103                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2104                                 size = tmp_size;
2105                                 goto done;
2106                         }
2107                 }
2108         }
2109 #endif
2110
2111         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2112                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2113                 goto done;
2114         }
2115
2116         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2117                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2118                 goto done;
2119         }
2120
2121         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2122                 goto done;
2123
2124         return -E2BIG;
2125
2126 done:
2127         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2128         cachep->flags = flags;
2129         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2130         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2131                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2132         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2133                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2134         cachep->size = size;
2135         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2136
2137 #if DEBUG
2138         /*
2139          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2140          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2141          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2142          */
2143         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2144                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2145                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2146                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2147 #endif
2148
2149         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2150                 cachep->freelist_cache =
2151                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2152         }
2153
2154         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2155         if (err) {
2156                 __kmem_cache_release(cachep);
2157                 return err;
2158         }
2159
2160         return 0;
2161 }
2162
2163 #if DEBUG
2164 static void check_irq_off(void)
2165 {
2166         BUG_ON(!irqs_disabled());
2167 }
2168
2169 static void check_irq_on(void)
2170 {
2171         BUG_ON(irqs_disabled());
2172 }
2173
2174 static void check_mutex_acquired(void)
2175 {
2176         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2177 }
2178
2179 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2180 {
2181 #ifdef CONFIG_SMP
2182         check_irq_off();
2183         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2184 #endif
2185 }
2186
2187 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2188 {
2189 #ifdef CONFIG_SMP
2190         check_irq_off();
2191         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2192 #endif
2193 }
2194
2195 #else
2196 #define check_irq_off() do { } while(0)
2197 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2198 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2199 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2200 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2201 #endif
2202
2203 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2204                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2205 {
2206         int tofree;
2207
2208         if (!ac || !ac->avail)
2209                 return;
2210
2211         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2212         if (tofree > ac->avail)
2213                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2214
2215         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2216         ac->avail -= tofree;
2217         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2218 }
2219
2220 static void do_drain(void *arg)
2221 {
2222         struct kmem_cache *cachep = arg;
2223         struct array_cache *ac;
2224         int node = numa_mem_id();
2225         struct kmem_cache_node *n;
2226         LIST_HEAD(list);
2227
2228         check_irq_off();
2229         ac = cpu_cache_get(cachep);
2230         n = get_node(cachep, node);
2231         spin_lock(&n->list_lock);
2232         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2233         spin_unlock(&n->list_lock);
2234         slabs_destroy(cachep, &list);
2235         ac->avail = 0;
2236 }
2237
2238 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2239 {
2240         struct kmem_cache_node *n;
2241         int node;
2242         LIST_HEAD(list);
2243
2244         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2245         check_irq_on();
2246         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2247                 if (n->alien)
2248                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2249
2250         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2251                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2252                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2253                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2254
2255                 slabs_destroy(cachep, &list);
2256         }
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Remove slabs from the list of free slabs.
2261  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2262  *
2263  * Returns the actual number of slabs released.
2264  */
2265 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2266                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2267 {
2268         struct list_head *p;
2269         int nr_freed;
2270         struct page *page;
2271
2272         nr_freed = 0;
2273         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2274
2275                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2276                 p = n->slabs_free.prev;
2277                 if (p == &n->slabs_free) {
2278                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2279                         goto out;
2280                 }
2281
2282                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2283                 list_del(&page->lru);
2284                 n->free_slabs--;
2285                 n->total_slabs--;
2286                 /*
2287                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2288                  * to the cache.
2289                  */
2290                 n->free_objects -= cache->num;
2291                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2292                 slab_destroy(cache, page);
2293                 nr_freed++;
2294         }
2295 out:
2296         return nr_freed;
2297 }
2298
2299 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2300 {
2301         int ret = 0;
2302         int node;
2303         struct kmem_cache_node *n;
2304
2305         drain_cpu_caches(cachep);
2306
2307         check_irq_on();
2308         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2309                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2310
2311                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2312                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2313         }
2314         return (ret ? 1 : 0);
2315 }
2316
2317 #ifdef CONFIG_MEMCG
2318 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *cachep)
2319 {
2320         __kmem_cache_shrink(cachep);
2321 }
2322 #endif
2323
2324 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2325 {
2326         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2327 }
2328
2329 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2330 {
2331         int i;
2332         struct kmem_cache_node *n;
2333
2334         cache_random_seq_destroy(cachep);
2335
2336         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2337
2338         /* NUMA: free the node structures */
2339         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2340                 kfree(n->shared);
2341                 free_alien_cache(n->alien);
2342                 kfree(n);
2343                 cachep->node[i] = NULL;
2344         }
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Get the memory for a slab management obj.
2349  *
2350  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2351  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2352  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2353  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2354  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2355  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2356  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2357  *
2358  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2359  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2360  */
2361 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2362                                    struct page *page, int colour_off,
2363                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2364 {
2365         void *freelist;
2366         void *addr = page_address(page);
2367
2368         page->s_mem = addr + colour_off;
2369         page->active = 0;
2370
2371         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2372                 freelist = NULL;
2373         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2374                 /* Slab management obj is off-slab. */
2375                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2376                                               local_flags, nodeid);
2377                 if (!freelist)
2378                         return NULL;
2379         } else {
2380                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2381                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2382                                 cachep->freelist_size;
2383         }
2384
2385         return freelist;
2386 }
2387
2388 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2389 {
2390         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2391 }
2392
2393 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2394                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2395 {
2396         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2397 }
2398
2399 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2400 {
2401 #if DEBUG
2402         int i;
2403
2404         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2405                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2406
2407                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2408                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2409
2410                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2411                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2412                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2413                 }
2414                 /*
2415                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2416                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2417                  * They must also be threaded.
2418                  */
2419                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2420                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2421                                                    objp + obj_offset(cachep));
2422                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2423                         kasan_poison_object_data(
2424                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2425                 }
2426
2427                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2428                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2429                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2430                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2431                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2432                 }
2433                 /* need to poison the objs? */
2434                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2435                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2436                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2437                 }
2438         }
2439 #endif
2440 }
2441
2442 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2443 /* Hold information during a freelist initialization */
2444 union freelist_init_state {
2445         struct {
2446                 unsigned int pos;
2447                 unsigned int *list;
2448                 unsigned int count;
2449         };
2450         struct rnd_state rnd_state;
2451 };
2452
2453 /*
2454  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2455  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2456  */
2457 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2458                                 struct kmem_cache *cachep,
2459                                 unsigned int count)
2460 {
2461         bool ret;
2462         unsigned int rand;
2463
2464         /* Use best entropy available to define a random shift */
2465         rand = get_random_int();
2466
2467         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2468         if (!cachep->random_seq) {
2469                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2470                 ret = false;
2471         } else {
2472                 state->list = cachep->random_seq;
2473                 state->count = count;
2474                 state->pos = rand % count;
2475                 ret = true;
2476         }
2477         return ret;
2478 }
2479
2480 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2481 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2482 {
2483         if (state->pos >= state->count)
2484                 state->pos = 0;
2485         return state->list[state->pos++];
2486 }
2487
2488 /* Swap two freelist entries */
2489 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2490 {
2491         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2492                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2497  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2498  */
2499 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2500 {
2501         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2502         union freelist_init_state state;
2503         bool precomputed;
2504
2505         if (count < 2)
2506                 return false;
2507
2508         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2509
2510         /* Take a random entry as the objfreelist */
2511         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2512                 if (!precomputed)
2513                         objfreelist = count - 1;
2514                 else
2515                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2516                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2517                                                 obj_offset(cachep);
2518                 count--;
2519         }
2520
2521         /*
2522          * On early boot, generate the list dynamically.
2523          * Later use a pre-computed list for speed.
2524          */
2525         if (!precomputed) {
2526                 for (i = 0; i < count; i++)
2527                         set_free_obj(page, i, i);
2528
2529                 /* Fisher-Yates shuffle */
2530                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2531                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2532                         rand %= (i + 1);
2533                         swap_free_obj(page, i, rand);
2534                 }
2535         } else {
2536                 for (i = 0; i < count; i++)
2537                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2538         }
2539
2540         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2541                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2542
2543         return true;
2544 }
2545 #else
2546 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2547                                 struct page *page)
2548 {
2549         return false;
2550 }
2551 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2552
2553 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2554                             struct page *page)
2555 {
2556         int i;
2557         void *objp;
2558         bool shuffled;
2559
2560         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2561
2562         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2563         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2564
2565         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2566                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2567                                                 obj_offset(cachep);
2568         }
2569
2570         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2571                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2572                 kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2573
2574                 /* constructor could break poison info */
2575                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2576                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2577                         cachep->ctor(objp);
2578                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2579                 }
2580
2581                 if (!shuffled)
2582                         set_free_obj(page, i, i);
2583         }
2584 }
2585
2586 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2587 {
2588         void *objp;
2589
2590         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2591         page->active++;
2592
2593 #if DEBUG
2594         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2595                 set_store_user_dirty(cachep);
2596 #endif
2597
2598         return objp;
2599 }
2600
2601 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2602                         struct page *page, void *objp)
2603 {
2604         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2605 #if DEBUG
2606         unsigned int i;
2607
2608         /* Verify double free bug */
2609         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2610                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2611                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2612                                cachep->name, objp);
2613                         BUG();
2614                 }
2615         }
2616 #endif
2617         page->active--;
2618         if (!page->freelist)
2619                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2620
2621         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2626  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2627  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2628  */
2629 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2630                            void *freelist)
2631 {
2632         page->slab_cache = cache;
2633         page->freelist = freelist;
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2638  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2639  */
2640 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2641                                 gfp_t flags, int nodeid)
2642 {
2643         void *freelist;
2644         size_t offset;
2645         gfp_t local_flags;
2646         int page_node;
2647         struct kmem_cache_node *n;
2648         struct page *page;
2649
2650         /*
2651          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2652          * critical path in kmem_cache_alloc().
2653          */
2654         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2655                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
2656                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
2657                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
2658                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
2659                 dump_stack();
2660         }
2661         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2662
2663         check_irq_off();
2664         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2665                 local_irq_enable();
2666
2667         /*
2668          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2669          * 'nodeid'.
2670          */
2671         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2672         if (!page)
2673                 goto failed;
2674
2675         page_node = page_to_nid(page);
2676         n = get_node(cachep, page_node);
2677
2678         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2679         n->colour_next++;
2680         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2681                 n->colour_next = 0;
2682
2683         offset = n->colour_next;
2684         if (offset >= cachep->colour)
2685                 offset = 0;
2686
2687         offset *= cachep->colour_off;
2688
2689         /* Get slab management. */
2690         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2691                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2692         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2693                 goto opps1;
2694
2695         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2696
2697         kasan_poison_slab(page);
2698         cache_init_objs(cachep, page);
2699
2700         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2701                 local_irq_disable();
2702
2703         return page;
2704
2705 opps1:
2706         kmem_freepages(cachep, page);
2707 failed:
2708         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2709                 local_irq_disable();
2710         return NULL;
2711 }
2712
2713 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2714 {
2715         struct kmem_cache_node *n;
2716         void *list = NULL;
2717
2718         check_irq_off();
2719
2720         if (!page)
2721                 return;
2722
2723         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2724         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2725
2726         spin_lock(&n->list_lock);
2727         n->total_slabs++;
2728         if (!page->active) {
2729                 list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2730                 n->free_slabs++;
2731         } else
2732                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2733
2734         STATS_INC_GROWN(cachep);
2735         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2736         spin_unlock(&n->list_lock);
2737
2738         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2739 }
2740
2741 #if DEBUG
2742
2743 /*
2744  * Perform extra freeing checks:
2745  * - detect bad pointers.
2746  * - POISON/RED_ZONE checking
2747  */
2748 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2749 {
2750         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2751                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2752                        (unsigned long)objp);
2753                 BUG();
2754         }
2755 }
2756
2757 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2758 {
2759         unsigned long long redzone1, redzone2;
2760
2761         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2762         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2763
2764         /*
2765          * Redzone is ok.
2766          */
2767         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2768                 return;
2769
2770         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2771                 slab_error(cache, "double free detected");
2772         else
2773                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2774
2775         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2776                obj, redzone1, redzone2);
2777 }
2778
2779 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2780                                    unsigned long caller)
2781 {
2782         unsigned int objnr;
2783         struct page *page;
2784
2785         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2786
2787         objp -= obj_offset(cachep);
2788         kfree_debugcheck(objp);
2789         page = virt_to_head_page(objp);
2790
2791         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2792                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2793                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2794                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2795         }
2796         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2797                 set_store_user_dirty(cachep);
2798                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2799         }
2800
2801         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2802
2803         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2804         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2805
2806         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2807                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2808                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2809         }
2810         return objp;
2811 }
2812
2813 #else
2814 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2815 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2816 #endif
2817
2818 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2819                                                 void **list)
2820 {
2821 #if DEBUG
2822         void *next = *list;
2823         void *objp;
2824
2825         while (next) {
2826                 objp = next - obj_offset(cachep);
2827                 next = *(void **)next;
2828                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2829         }
2830 #endif
2831 }
2832
2833 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2834                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2835                                 void **list)
2836 {
2837         /* move slabp to correct slabp list: */
2838         list_del(&page->lru);
2839         if (page->active == cachep->num) {
2840                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2841                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2842 #if DEBUG
2843                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2844                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2845                                 void **objp = page->freelist;
2846
2847                                 *objp = *list;
2848                                 *list = objp;
2849                         }
2850 #endif
2851                         page->freelist = NULL;
2852                 }
2853         } else
2854                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2855 }
2856
2857 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2858 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2859                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2860 {
2861         if (!page)
2862                 return NULL;
2863
2864         if (pfmemalloc)
2865                 return page;
2866
2867         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2868                 return page;
2869
2870         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2871         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2872                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2873                 return page;
2874         }
2875
2876         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2877         list_del(&page->lru);
2878         if (!page->active) {
2879                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2880                 n->free_slabs++;
2881         } else
2882                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2883
2884         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2885                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2886                         return page;
2887         }
2888
2889         n->free_touched = 1;
2890         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2891                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2892                         n->free_slabs--;
2893                         return page;
2894                 }
2895         }
2896
2897         return NULL;
2898 }
2899
2900 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2901 {
2902         struct page *page;
2903
2904         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2905         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page, lru);
2906         if (!page) {
2907                 n->free_touched = 1;
2908                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2909                                                 lru);
2910                 if (page)
2911                         n->free_slabs--;
2912         }
2913
2914         if (sk_memalloc_socks())
2915                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2916
2917         return page;
2918 }
2919
2920 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2921                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2922 {
2923         struct page *page;
2924         void *obj;
2925         void *list = NULL;
2926
2927         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2928                 return NULL;
2929
2930         spin_lock(&n->list_lock);
2931         page = get_first_slab(n, true);
2932         if (!page) {
2933                 spin_unlock(&n->list_lock);
2934                 return NULL;
2935         }
2936
2937         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2938         n->free_objects--;
2939
2940         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2941
2942         spin_unlock(&n->list_lock);
2943         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2944
2945         return obj;
2946 }
2947
2948 /*
2949  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2950  * or cache_grow_end() for new slab
2951  */
2952 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2953                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2954 {
2955         /*
2956          * There must be at least one object available for
2957          * allocation.
2958          */
2959         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2960
2961         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2962                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2963                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2964                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2965
2966                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2967         }
2968
2969         return batchcount;
2970 }
2971
2972 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2973 {
2974         int batchcount;
2975         struct kmem_cache_node *n;
2976         struct array_cache *ac, *shared;
2977         int node;
2978         void *list = NULL;
2979         struct page *page;
2980
2981         check_irq_off();
2982         node = numa_mem_id();
2983
2984         ac = cpu_cache_get(cachep);
2985         batchcount = ac->batchcount;
2986         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2987                 /*
2988                  * If there was little recent activity on this cache, then
2989                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2990                  * refill bouncing.
2991                  */
2992                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2993         }
2994         n = get_node(cachep, node);
2995
2996         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2997         shared = READ_ONCE(n->shared);
2998         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2999                 goto direct_grow;
3000
3001         spin_lock(&n->list_lock);
3002         shared = READ_ONCE(n->shared);
3003
3004         /* See if we can refill from the shared array */
3005         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
3006                 shared->touched = 1;
3007                 goto alloc_done;
3008         }
3009
3010         while (batchcount > 0) {
3011                 /* Get slab alloc is to come from. */
3012                 page = get_first_slab(n, false);
3013                 if (!page)
3014                         goto must_grow;
3015
3016                 check_spinlock_acquired(cachep);
3017
3018                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
3019                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3020         }
3021
3022 must_grow:
3023         n->free_objects -= ac->avail;
3024 alloc_done:
3025         spin_unlock(&n->list_lock);
3026         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3027
3028 direct_grow:
3029         if (unlikely(!ac->avail)) {
3030                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
3031                 if (sk_memalloc_socks()) {
3032                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
3033
3034                         if (obj)
3035                                 return obj;
3036                 }
3037
3038                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
3039
3040                 /*
3041                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
3042                  * then ac could change.
3043                  */
3044                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3045                 if (!ac->avail && page)
3046                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
3047                 cache_grow_end(cachep, page);
3048
3049                 if (!ac->avail)
3050                         return NULL;
3051         }
3052         ac->touched = 1;
3053
3054         return ac->entry[--ac->avail];
3055 }
3056
3057 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3058                                                 gfp_t flags)
3059 {
3060         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
3061 }
3062
3063 #if DEBUG
3064 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3065                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3066 {
3067         if (!objp)
3068                 return objp;
3069         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3070                 check_poison_obj(cachep, objp);
3071                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
3072                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3073         }
3074         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3075                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3076
3077         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3078                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3079                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3080                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3081                         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3082                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3083                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3084                 }
3085                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3086                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3087         }
3088
3089         objp += obj_offset(cachep);
3090         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3091                 cachep->ctor(objp);
3092         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3093             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3094                 pr_err("0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3095                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3096         }
3097         return objp;
3098 }
3099 #else
3100 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3101 #endif
3102
3103 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3104 {
3105         void *objp;
3106         struct array_cache *ac;
3107
3108         check_irq_off();
3109
3110         ac = cpu_cache_get(cachep);
3111         if (likely(ac->avail)) {
3112                 ac->touched = 1;
3113                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3114
3115                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3116                 goto out;
3117         }
3118
3119         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3120         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3121         /*
3122          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3123          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3124          */
3125         ac = cpu_cache_get(cachep);
3126
3127 out:
3128         /*
3129          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3130          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3131          * treat the array pointers as a reference to the object.
3132          */
3133         if (objp)
3134                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3135         return objp;
3136 }
3137
3138 #ifdef CONFIG_NUMA
3139 /*
3140  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3141  *
3142  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3143  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3144  */
3145 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3146 {
3147         int nid_alloc, nid_here;
3148
3149         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3150                 return NULL;
3151         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3152         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3153                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3154         else if (current->mempolicy)
3155                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3156         if (nid_alloc != nid_here)
3157                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3158         return NULL;
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3163  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3164  * available node for available objects. If that fails then we
3165  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3166  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3167  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3168  */
3169 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3170 {
3171         struct zonelist *zonelist;
3172         struct zoneref *z;
3173         struct zone *zone;
3174         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3175         void *obj = NULL;
3176         struct page *page;
3177         int nid;
3178         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3179
3180         if (flags & __GFP_THISNODE)
3181                 return NULL;
3182
3183 retry_cpuset:
3184         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3185         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3186
3187 retry:
3188         /*
3189          * Look through allowed nodes for objects available
3190          * from existing per node queues.
3191          */
3192         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3193                 nid = zone_to_nid(zone);
3194
3195                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3196                         get_node(cache, nid) &&
3197                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3198                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3199                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3200                                 if (obj)
3201                                         break;
3202                 }
3203         }
3204
3205         if (!obj) {
3206                 /*
3207                  * This allocation will be performed within the constraints
3208                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3209                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3210                  * set and go into memory reserves if necessary.
3211                  */
3212                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3213                 cache_grow_end(cache, page);
3214                 if (page) {
3215                         nid = page_to_nid(page);
3216                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3217                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3218
3219                         /*
3220                          * Another processor may allocate the objects in
3221                          * the slab since we are not holding any locks.
3222                          */
3223                         if (!obj)
3224                                 goto retry;
3225                 }
3226         }
3227
3228         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3229                 goto retry_cpuset;
3230         return obj;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * A interface to enable slab creation on nodeid
3235  */
3236 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3237                                 int nodeid)
3238 {
3239         struct page *page;
3240         struct kmem_cache_node *n;
3241         void *obj = NULL;
3242         void *list = NULL;
3243
3244         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3245         n = get_node(cachep, nodeid);
3246         BUG_ON(!n);
3247
3248         check_irq_off();
3249         spin_lock(&n->list_lock);
3250         page = get_first_slab(n, false);
3251         if (!page)
3252                 goto must_grow;
3253
3254         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3255
3256         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3257         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3258         STATS_SET_HIGH(cachep);
3259
3260         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3261
3262         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3263         n->free_objects--;
3264
3265         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3266
3267         spin_unlock(&n->list_lock);
3268         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3269         return obj;
3270
3271 must_grow:
3272         spin_unlock(&n->list_lock);
3273         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3274         if (page) {
3275                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3276                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3277         }
3278         cache_grow_end(cachep, page);
3279
3280         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3281 }
3282
3283 static __always_inline void *
3284 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3285                    unsigned long caller)
3286 {
3287         unsigned long save_flags;
3288         void *ptr;
3289         int slab_node = numa_mem_id();
3290
3291         flags &= gfp_allowed_mask;
3292         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3293         if (unlikely(!cachep))
3294                 return NULL;
3295
3296         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3297         local_irq_save(save_flags);
3298
3299         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3300                 nodeid = slab_node;
3301
3302         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3303                 /* Node not bootstrapped yet */
3304                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3305                 goto out;
3306         }
3307
3308         if (nodeid == slab_node) {
3309                 /*
3310                  * Use the locally cached objects if possible.
3311                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3312                  * to other nodes. It may fail while we still have
3313                  * objects on other nodes available.
3314                  */
3315                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3316                 if (ptr)
3317                         goto out;
3318         }
3319         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3320         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3321   out:
3322         local_irq_restore(save_flags);
3323         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3324
3325         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3326                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3327
3328         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3329         return ptr;
3330 }
3331
3332 static __always_inline void *
3333 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3334 {
3335         void *objp;
3336
3337         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3338                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3339                 if (objp)
3340                         goto out;
3341         }
3342         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3343
3344         /*
3345          * We may just have run out of memory on the local node.
3346          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3347          */
3348         if (!objp)
3349                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3350
3351   out:
3352         return objp;
3353 }
3354 #else
3355
3356 static __always_inline void *
3357 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3358 {
3359         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3360 }
3361
3362 #endif /* CONFIG_NUMA */
3363
3364 static __always_inline void *
3365 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3366 {
3367         unsigned long save_flags;
3368         void *objp;
3369
3370         flags &= gfp_allowed_mask;
3371         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3372         if (unlikely(!cachep))
3373                 return NULL;
3374
3375         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3376         local_irq_save(save_flags);
3377         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3378         local_irq_restore(save_flags);
3379         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3380         prefetchw(objp);
3381
3382         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3383                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3384
3385         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3386         return objp;
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3391  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3392  */
3393 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3394                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3395 {
3396         int i;
3397         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3398         struct page *page;
3399
3400         n->free_objects += nr_objects;
3401
3402         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3403                 void *objp;
3404                 struct page *page;
3405
3406                 objp = objpp[i];
3407
3408                 page = virt_to_head_page(objp);
3409                 list_del(&page->lru);
3410                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3411                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3412                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3413
3414                 /* fixup slab chains */
3415                 if (page->active == 0) {
3416                         list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3417                         n->free_slabs++;
3418                 } else {
3419                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3420                          * partial list on free - maximum time for the
3421                          * other objects to be freed, too.
3422                          */
3423                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3424                 }
3425         }
3426
3427         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3428                 n->free_objects -= cachep->num;
3429
3430                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, lru);
3431                 list_move(&page->lru, list);
3432                 n->free_slabs--;
3433                 n->total_slabs--;
3434         }
3435 }
3436
3437 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3438 {
3439         int batchcount;
3440         struct kmem_cache_node *n;
3441         int node = numa_mem_id();
3442         LIST_HEAD(list);
3443
3444         batchcount = ac->batchcount;
3445
3446         check_irq_off();
3447         n = get_node(cachep, node);
3448         spin_lock(&n->list_lock);
3449         if (n->shared) {
3450                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3451                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3452                 if (max) {
3453                         if (batchcount > max)
3454                                 batchcount = max;
3455                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3456                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3457                         shared_array->avail += batchcount;
3458                         goto free_done;
3459                 }
3460         }
3461
3462         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3463 free_done:
3464 #if STATS
3465         {
3466                 int i = 0;
3467                 struct page *page;
3468
3469                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3470                         BUG_ON(page->active);
3471
3472                         i++;
3473                 }
3474                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3475         }
3476 #endif
3477         spin_unlock(&n->list_lock);
3478         slabs_destroy(cachep, &list);
3479         ac->avail -= batchcount;
3480         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3485  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3486  */
3487 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3488                                 unsigned long caller)
3489 {
3490         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3491         if (kasan_slab_free(cachep, objp))
3492                 return;
3493
3494         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3495 }
3496
3497 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3498                 unsigned long caller)
3499 {
3500         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3501
3502         check_irq_off();
3503         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3504         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3505
3506         /*
3507          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3508          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3509          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3510          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3511          * the cache.
3512          */
3513         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3514                 return;
3515
3516         if (ac->avail < ac->limit) {
3517                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3518         } else {
3519                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3520                 cache_flusharray(cachep, ac);
3521         }
3522
3523         if (sk_memalloc_socks()) {
3524                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3525
3526                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3527                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3528                         return;
3529                 }
3530         }
3531
3532         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3533 }
3534
3535 /**
3536  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3537  * @cachep: The cache to allocate from.
3538  * @flags: See kmalloc().
3539  *
3540  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3541  * if the cache has no available objects.
3542  */
3543 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3544 {
3545         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3546
3547         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3548         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3549                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3550
3551         return ret;
3552 }
3553 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3554
3555 static __always_inline void
3556 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3557                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3558 {
3559         size_t i;
3560
3561         for (i = 0; i < size; i++)
3562                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3563 }
3564
3565 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3566                           void **p)
3567 {
3568         size_t i;
3569
3570         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3571         if (!s)
3572                 return 0;
3573
3574         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3575
3576         local_irq_disable();
3577         for (i = 0; i < size; i++) {
3578                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3579
3580                 if (unlikely(!objp))
3581                         goto error;
3582                 p[i] = objp;
3583         }
3584         local_irq_enable();
3585
3586         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3587
3588         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3589         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3590                 for (i = 0; i < size; i++)
3591                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3592
3593         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3594         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3595         return size;
3596 error:
3597         local_irq_enable();
3598         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3599         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3600         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3601         return 0;
3602 }
3603 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3604
3605 #ifdef CONFIG_TRACING
3606 void *
3607 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3608 {
3609         void *ret;
3610
3611         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3612
3613         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3614         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3615                       size, cachep->size, flags);
3616         return ret;
3617 }
3618 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3619 #endif
3620
3621 #ifdef CONFIG_NUMA
3622 /**
3623  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3624  * @cachep: The cache to allocate from.
3625  * @flags: See kmalloc().
3626  * @nodeid: node number of the target node.
3627  *
3628  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3629  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3630  *
3631  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3632  */
3633 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3634 {
3635         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3636
3637         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3638         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3639                                     cachep->object_size, cachep->size,
3640                                     flags, nodeid);
3641
3642         return ret;
3643 }
3644 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3645
3646 #ifdef CONFIG_TRACING
3647 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3648                                   gfp_t flags,
3649                                   int nodeid,
3650                                   size_t size)
3651 {
3652         void *ret;
3653
3654         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3655
3656         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3657         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3658                            size, cachep->size,
3659                            flags, nodeid);
3660         return ret;
3661 }
3662 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3663 #endif
3664
3665 static __always_inline void *
3666 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3667 {
3668         struct kmem_cache *cachep;
3669         void *ret;
3670
3671         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3672         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3673                 return cachep;
3674         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3675         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3676
3677         return ret;
3678 }
3679
3680 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3681 {
3682         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3685
3686 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3687                 int node, unsigned long caller)
3688 {
3689         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3690 }
3691 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3692 #endif /* CONFIG_NUMA */
3693
3694 /**
3695  * __do_kmalloc - allocate memory
3696  * @size: how many bytes of memory are required.
3697  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3698  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3699  */
3700 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3701                                           unsigned long caller)
3702 {
3703         struct kmem_cache *cachep;
3704         void *ret;
3705
3706         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3707         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3708                 return cachep;
3709         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3710
3711         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3712         trace_kmalloc(caller, ret,
3713                       size, cachep->size, flags);
3714
3715         return ret;
3716 }
3717
3718 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3719 {
3720         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3723
3724 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3725 {
3726         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3727 }
3728 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3729
3730 /**
3731  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3732  * @cachep: The cache the allocation was from.
3733  * @objp: The previously allocated object.
3734  *
3735  * Free an object which was previously allocated from this
3736  * cache.
3737  */
3738 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3739 {
3740         unsigned long flags;
3741         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3742         if (!cachep)
3743                 return;
3744
3745         local_irq_save(flags);
3746         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3747         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3748                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3749         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3750         local_irq_restore(flags);
3751
3752         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3753 }
3754 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3755
3756 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3757 {
3758         struct kmem_cache *s;
3759         size_t i;
3760
3761         local_irq_disable();
3762         for (i = 0; i < size; i++) {
3763                 void *objp = p[i];
3764
3765                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3766                         s = virt_to_cache(objp);
3767                 else
3768                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3769
3770                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3771                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3772                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3773
3774                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3775         }
3776         local_irq_enable();
3777
3778         /* FIXME: add tracing */
3779 }
3780 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3781
3782 /**
3783  * kfree - free previously allocated memory
3784  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3785  *
3786  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3787  *
3788  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3789  * or you will run into trouble.
3790  */
3791 void kfree(const void *objp)
3792 {
3793         struct kmem_cache *c;
3794         unsigned long flags;
3795
3796         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3797
3798         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3799                 return;
3800         local_irq_save(flags);
3801         kfree_debugcheck(objp);
3802         c = virt_to_cache(objp);
3803         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3804
3805         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3806         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3807         local_irq_restore(flags);
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3810
3811 /*
3812  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3813  */
3814 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3815 {
3816         int ret;
3817         int node;
3818         struct kmem_cache_node *n;
3819
3820         for_each_online_node(node) {
3821                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3822                 if (ret)
3823                         goto fail;
3824
3825         }
3826
3827         return 0;
3828
3829 fail:
3830         if (!cachep->list.next) {
3831                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3832                 node--;
3833                 while (node >= 0) {
3834                         n = get_node(cachep, node);
3835                         if (n) {
3836                                 kfree(n->shared);
3837                                 free_alien_cache(n->alien);
3838                                 kfree(n);
3839                                 cachep->node[node] = NULL;
3840                         }
3841                         node--;
3842                 }
3843         }
3844         return -ENOMEM;
3845 }
3846
3847 /* Always called with the slab_mutex held */
3848 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3849                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3850 {
3851         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3852         int cpu;
3853
3854         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3855         if (!cpu_cache)
3856                 return -ENOMEM;
3857
3858         prev = cachep->cpu_cache;
3859         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3860         /*
3861          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3862          * cpus, so skip the IPIs.
3863          */
3864         if (prev)
3865                 kick_all_cpus_sync();
3866
3867         check_irq_on();
3868         cachep->batchcount = batchcount;
3869         cachep->limit = limit;
3870         cachep->shared = shared;
3871
3872         if (!prev)
3873                 goto setup_node;
3874
3875         for_each_online_cpu(cpu) {
3876                 LIST_HEAD(list);
3877                 int node;
3878                 struct kmem_cache_node *n;
3879                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3880
3881                 node = cpu_to_mem(cpu);
3882                 n = get_node(cachep, node);
3883                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3884                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3885                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3886                 slabs_destroy(cachep, &list);
3887         }
3888         free_percpu(prev);
3889
3890 setup_node:
3891         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3892 }
3893
3894 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3895                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3896 {
3897         int ret;
3898         struct kmem_cache *c;
3899
3900         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3901
3902         if (slab_state < FULL)
3903                 return ret;
3904
3905         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3906                 return ret;
3907
3908         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3909         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3910                 /* return value determined by the root cache only */
3911                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3912         }
3913
3914         return ret;
3915 }
3916
3917 /* Called with slab_mutex held always */
3918 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3919 {
3920         int err;
3921         int limit = 0;
3922         int shared = 0;
3923         int batchcount = 0;
3924
3925         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3926         if (err)
3927                 goto end;
3928
3929         if (!is_root_cache(cachep)) {
3930                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3931                 limit = root->limit;
3932                 shared = root->shared;
3933                 batchcount = root->batchcount;
3934         }
3935
3936         if (limit && shared && batchcount)
3937                 goto skip_setup;
3938         /*
3939          * The head array serves three purposes:
3940          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3941          * - reduce the number of spinlock operations.
3942          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3943          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3944          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3945          * Bonwick.
3946          */
3947         if (cachep->size > 131072)
3948                 limit = 1;
3949         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3950                 limit = 8;
3951         else if (cachep->size > 1024)
3952                 limit = 24;
3953         else if (cachep->size > 256)
3954                 limit = 54;
3955         else
3956                 limit = 120;
3957
3958         /*
3959          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3960          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3961          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3962          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3963          * replaces Bonwick's magazine layer.
3964          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3965          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3966          */
3967         shared = 0;
3968         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3969                 shared = 8;
3970
3971 #if DEBUG
3972         /*
3973          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3974          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3975          */
3976         if (limit > 32)
3977                 limit = 32;
3978 #endif
3979         batchcount = (limit + 1) / 2;
3980 skip_setup:
3981         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3982 end:
3983         if (err)
3984                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3985                        cachep->name, -err);
3986         return err;
3987 }
3988
3989 /*
3990  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3991  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3992  * if drain_array() is used on the shared array.
3993  */
3994 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3995                          struct array_cache *ac, int node)
3996 {
3997         LIST_HEAD(list);
3998
3999         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
4000         check_mutex_acquired();
4001
4002         if (!ac || !ac->avail)
4003                 return;
4004
4005         if (ac->touched) {
4006                 ac->touched = 0;
4007                 return;
4008         }
4009
4010         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4011         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
4012         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4013
4014         slabs_destroy(cachep, &list);
4015 }
4016
4017 /**
4018  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4019  * @w: work descriptor
4020  *
4021  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4022  * Purpose:
4023  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4024  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4025  *
4026  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4027  * again on the next iteration.
4028  */
4029 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4030 {
4031         struct kmem_cache *searchp;
4032         struct kmem_cache_node *n;
4033         int node = numa_mem_id();
4034         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4035
4036         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4037                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4038                 goto out;
4039
4040         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4041                 check_irq_on();
4042
4043                 /*
4044                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4045                  * have established with reasonable certainty that
4046                  * we can do some work if the lock was obtained.
4047                  */
4048                 n = get_node(searchp, node);
4049
4050                 reap_alien(searchp, n);
4051
4052                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
4053
4054                 /*
4055                  * These are racy checks but it does not matter
4056                  * if we skip one check or scan twice.
4057                  */
4058                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4059                         goto next;
4060
4061                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4062
4063                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4064
4065                 if (n->free_touched)
4066                         n->free_touched = 0;
4067                 else {
4068                         int freed;
4069
4070                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4071                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4072                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4073                 }
4074 next:
4075                 cond_resched();
4076         }
4077         check_irq_on();
4078         mutex_unlock(&slab_mutex);
4079         next_reap_node();
4080 out:
4081         /* Set up the next iteration */
4082         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4083 }
4084
4085 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4086 {
4087         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4088         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4089         unsigned long free_slabs = 0;
4090         int node;
4091         struct kmem_cache_node *n;
4092
4093         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4094                 check_irq_on();
4095                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4096
4097                 total_slabs += n->total_slabs;
4098                 free_slabs += n->free_slabs;
4099                 free_objs += n->free_objects;
4100
4101                 if (n->shared)
4102                         shared_avail += n->shared->avail;
4103
4104                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4105         }
4106         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4107         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4108         active_objs = num_objs - free_objs;
4109
4110         sinfo->active_objs = active_objs;
4111         sinfo->num_objs = num_objs;
4112         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4113         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4114         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4115         sinfo->limit = cachep->limit;
4116         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4117         sinfo->shared = cachep->shared;
4118         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4119         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4120 }
4121
4122 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4123 {
4124 #if STATS
4125         {                       /* node stats */
4126                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4127                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4128                 unsigned long grown = cachep->grown;
4129                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4130                 unsigned long errors = cachep->errors;
4131                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4132                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4133                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4134                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4135
4136                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4137                            allocs, high, grown,
4138                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4139                            node_frees, overflows);
4140         }
4141         /* cpu stats */
4142         {
4143                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4144                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4145                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4146                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4147
4148                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4149                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4150         }
4151 #endif
4152 }
4153
4154 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4155 /**
4156  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4157  * @file: unused
4158  * @buffer: user buffer
4159  * @count: data length
4160  * @ppos: unused
4161  */
4162 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4163                        size_t count, loff_t *ppos)
4164 {
4165         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4166         int limit, batchcount, shared, res;
4167         struct kmem_cache *cachep;
4168
4169         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4170                 return -EINVAL;
4171         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4172                 return -EFAULT;
4173         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4174
4175         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4176         if (!tmp)
4177                 return -EINVAL;
4178         *tmp = '\0';
4179         tmp++;
4180         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4181                 return -EINVAL;
4182
4183         /* Find the cache in the chain of caches. */
4184         mutex_lock(&slab_mutex);
4185         res = -EINVAL;
4186         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4187                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4188                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4189                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4190                                 res = 0;
4191                         } else {
4192                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4193                                                        batchcount, shared,
4194                                                        GFP_KERNEL);
4195                         }
4196                         break;
4197                 }
4198         }
4199         mutex_unlock(&slab_mutex);
4200         if (res >= 0)
4201                 res = count;
4202         return res;
4203 }
4204
4205 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4206
4207 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4208 {
4209         unsigned long *p;
4210         int l;
4211         if (!v)
4212                 return 1;
4213         l = n[1];
4214         p = n + 2;
4215         while (l) {
4216                 int i = l/2;
4217                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4218                 if (*q == v) {
4219                         q[1]++;
4220                         return 1;
4221                 }
4222                 if (*q > v) {
4223                         l = i;
4224                 } else {
4225                         p = q + 2;
4226                         l -= i + 1;
4227                 }
4228         }
4229         if (++n[1] == n[0])
4230                 return 0;
4231         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4232         p[0] = v;
4233         p[1] = 1;
4234         return 1;
4235 }
4236
4237 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4238                                                 struct page *page)
4239 {
4240         void *p;
4241         int i, j;
4242         unsigned long v;
4243
4244         if (n[0] == n[1])
4245                 return;
4246         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4247                 bool active = true;
4248
4249                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4250                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4251                                 active = false;
4252                                 break;
4253                         }
4254                 }
4255
4256                 if (!active)
4257                         continue;
4258
4259                 /*
4260                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4261                  * mapping is established when actual object allocation and
4262                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4263                  * cache.
4264                  */
4265                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4266                         continue;
4267
4268                 if (!add_caller(n, v))
4269                         return;
4270         }
4271 }
4272
4273 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4274 {
4275 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4276         unsigned long offset, size;
4277         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4278
4279         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4280                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4281                 if (modname[0])
4282                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4283                 return;
4284         }
4285 #endif
4286         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4287 }
4288
4289 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4290 {
4291         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4292         struct page *page;
4293         struct kmem_cache_node *n;
4294         const char *name;
4295         unsigned long *x = m->private;
4296         int node;
4297         int i;
4298
4299         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4300                 return 0;
4301         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4302                 return 0;
4303
4304         /*
4305          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4306          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4307          * during the processing, information would be wrong so restart
4308          * whole processing.
4309          */
4310         do {
4311                 set_store_user_clean(cachep);
4312                 drain_cpu_caches(cachep);
4313
4314                 x[1] = 0;
4315
4316                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4317
4318                         check_irq_on();
4319                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4320
4321                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4322                                 handle_slab(x, cachep, page);
4323                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4324                                 handle_slab(x, cachep, page);
4325                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4326                 }
4327         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4328
4329         name = cachep->name;
4330         if (x[0] == x[1]) {
4331                 /* Increase the buffer size */
4332                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4333                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4334                 if (!m->private) {
4335                         /* Too bad, we are really out */
4336                         m->private = x;
4337                         mutex_lock(&slab_mutex);
4338                         return -ENOMEM;
4339                 }
4340                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4341                 kfree(x);
4342                 mutex_lock(&slab_mutex);
4343                 /* Now make sure this entry will be retried */
4344                 m->count = m->size;
4345                 return 0;
4346         }
4347         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4348                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4349                 show_symbol(m, x[2*i+2]);