slab, slub: skip unnecessary kasan_cache_shutdown()
[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, 0, 0);
1285         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1286         memcg_link_cache(kmem_cache);
1287         slab_state = PARTIAL;
1288
1289         /*
1290          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1291          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1292          */
1293         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1294                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name,
1295                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS,
1296                                 0, kmalloc_size(INDEX_NODE));
1297         slab_state = PARTIAL_NODE;
1298         setup_kmalloc_cache_index_table();
1299
1300         slab_early_init = 0;
1301
1302         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1303         {
1304                 int nid;
1305
1306                 for_each_online_node(nid) {
1307                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1308
1309                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1310                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1311                 }
1312         }
1313
1314         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1315 }
1316
1317 void __init kmem_cache_init_late(void)
1318 {
1319         struct kmem_cache *cachep;
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         return 0;
1357 }
1358 __initcall(cpucache_init);
1359
1360 static noinline void
1361 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1362 {
1363 #if DEBUG
1364         struct kmem_cache_node *n;
1365         unsigned long flags;
1366         int node;
1367         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1368                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1369
1370         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1371                 return;
1372
1373         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1374                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1375         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1376                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1377
1378         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1379                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1380
1381                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1382                 total_slabs = n->total_slabs;
1383                 free_slabs = n->free_slabs;
1384                 free_objs = n->free_objects;
1385                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1386
1387                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1388                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1389                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1390                         total_slabs * cachep->num);
1391         }
1392 #endif
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1397  * kmem_cache_node ->list_lock.
1398  *
1399  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1400  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1401  * would be relatively rare and ignorable.
1402  */
1403 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1404                                                                 int nodeid)
1405 {
1406         struct page *page;
1407         int nr_pages;
1408
1409         flags |= cachep->allocflags;
1410
1411         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1412         if (!page) {
1413                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1414                 return NULL;
1415         }
1416
1417         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1418                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1419                 return NULL;
1420         }
1421
1422         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1423         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1424                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1425         else
1426                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1427
1428         __SetPageSlab(page);
1429         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1430         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1431                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1432
1433         return page;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Interface to system's page release.
1438  */
1439 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1440 {
1441         int order = cachep->gfporder;
1442         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1443
1444         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1445                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_RECLAIMABLE, -nr_freed);
1446         else
1447                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, -nr_freed);
1448
1449         BUG_ON(!PageSlab(page));
1450         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1451         __ClearPageSlab(page);
1452         page_mapcount_reset(page);
1453         page->mapping = NULL;
1454
1455         if (current->reclaim_state)
1456                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1457         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1458         __free_pages(page, order);
1459 }
1460
1461 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1462 {
1463         struct kmem_cache *cachep;
1464         struct page *page;
1465
1466         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1467         cachep = page->slab_cache;
1468
1469         kmem_freepages(cachep, page);
1470 }
1471
1472 #if DEBUG
1473 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1474 {
1475         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1476                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1477                 return true;
1478
1479         return false;
1480 }
1481
1482 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1483 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1484                             unsigned long caller)
1485 {
1486         int size = cachep->object_size;
1487
1488         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1489
1490         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1491                 return;
1492
1493         *addr++ = 0x12345678;
1494         *addr++ = caller;
1495         *addr++ = smp_processor_id();
1496         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1497         {
1498                 unsigned long *sptr = &caller;
1499                 unsigned long svalue;
1500
1501                 while (!kstack_end(sptr)) {
1502                         svalue = *sptr++;
1503                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1504                                 *addr++ = svalue;
1505                                 size -= sizeof(unsigned long);
1506                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1507                                         break;
1508                         }
1509                 }
1510
1511         }
1512         *addr++ = 0x87654321;
1513 }
1514
1515 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1516                                 int map, unsigned long caller)
1517 {
1518         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1519                 return;
1520
1521         if (caller)
1522                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1523
1524         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1525 }
1526
1527 #else
1528 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1529                                 int map, unsigned long caller) {}
1530
1531 #endif
1532
1533 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1534 {
1535         int size = cachep->object_size;
1536         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1537
1538         memset(addr, val, size);
1539         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1540 }
1541
1542 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1543 {
1544         int i;
1545         unsigned char error = 0;
1546         int bad_count = 0;
1547
1548         pr_err("%03x: ", offset);
1549         for (i = 0; i < limit; i++) {
1550                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1551                         error = data[offset + i];
1552                         bad_count++;
1553                 }
1554         }
1555         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1556                         &data[offset], limit, 1);
1557
1558         if (bad_count == 1) {
1559                 error ^= POISON_FREE;
1560                 if (!(error & (error - 1))) {
1561                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1562 #ifdef CONFIG_X86
1563                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1564 #else
1565                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1566 #endif
1567                 }
1568         }
1569 }
1570 #endif
1571
1572 #if DEBUG
1573
1574 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1575 {
1576         int i, size;
1577         char *realobj;
1578
1579         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1580                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1581                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1582                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1583         }
1584
1585         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1586                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1587         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1588         size = cachep->object_size;
1589         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1590                 int limit;
1591                 limit = 16;
1592                 if (i + limit > size)
1593                         limit = size - i;
1594                 dump_line(realobj, i, limit);
1595         }
1596 }
1597
1598 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1599 {
1600         char *realobj;
1601         int size, i;
1602         int lines = 0;
1603
1604         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1605                 return;
1606
1607         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1608         size = cachep->object_size;
1609
1610         for (i = 0; i < size; i++) {
1611                 char exp = POISON_FREE;
1612                 if (i == size - 1)
1613                         exp = POISON_END;
1614                 if (realobj[i] != exp) {
1615                         int limit;
1616                         /* Mismatch ! */
1617                         /* Print header */
1618                         if (lines == 0) {
1619                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1620                                        print_tainted(), cachep->name,
1621                                        realobj, size);
1622                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1623                         }
1624                         /* Hexdump the affected line */
1625                         i = (i / 16) * 16;
1626                         limit = 16;
1627                         if (i + limit > size)
1628                                 limit = size - i;
1629                         dump_line(realobj, i, limit);
1630                         i += 16;
1631                         lines++;
1632                         /* Limit to 5 lines */
1633                         if (lines > 5)
1634                                 break;
1635                 }
1636         }
1637         if (lines != 0) {
1638                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1639                  * exist:
1640                  */
1641                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1642                 unsigned int objnr;
1643
1644                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1645                 if (objnr) {
1646                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1647                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1648                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1649                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1650                 }
1651                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1652                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1653                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1654                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1655                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1656                 }
1657         }
1658 }
1659 #endif
1660
1661 #if DEBUG
1662 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1663                                                 struct page *page)
1664 {
1665         int i;
1666
1667         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1668                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1669                         POISON_FREE);
1670         }
1671
1672         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1673                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1674
1675                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1676                         check_poison_obj(cachep, objp);
1677                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1678                 }
1679                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1680                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1681                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1682                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1683                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1684                 }
1685         }
1686 }
1687 #else
1688 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1689                                                 struct page *page)
1690 {
1691 }
1692 #endif
1693
1694 /**
1695  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1696  * @cachep: cache pointer being destroyed
1697  * @page: page pointer being destroyed
1698  *
1699  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1700  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1701  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1702  */
1703 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1704 {
1705         void *freelist;
1706
1707         freelist = page->freelist;
1708         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1709         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1710                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1711         else
1712                 kmem_freepages(cachep, page);
1713
1714         /*
1715          * From now on, we don't use freelist
1716          * although actual page can be freed in rcu context
1717          */
1718         if (OFF_SLAB(cachep))
1719                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1720 }
1721
1722 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1723 {
1724         struct page *page, *n;
1725
1726         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1727                 list_del(&page->lru);
1728                 slab_destroy(cachep, page);
1729         }
1730 }
1731
1732 /**
1733  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1734  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1735  * @size: size of objects to be created in this cache.
1736  * @flags: slab allocation flags
1737  *
1738  * Also calculates the number of objects per slab.
1739  *
1740  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1741  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1742  * towards high-order requests, this should be changed.
1743  */
1744 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1745                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1746 {
1747         size_t left_over = 0;
1748         int gfporder;
1749
1750         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1751                 unsigned int num;
1752                 size_t remainder;
1753
1754                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1755                 if (!num)
1756                         continue;
1757
1758                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1759                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1760                         break;
1761
1762                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1763                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1764                         size_t freelist_size;
1765
1766                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1767                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1768                         if (!freelist_cache)
1769                                 continue;
1770
1771                         /*
1772                          * Needed to avoid possible looping condition
1773                          * in cache_grow_begin()
1774                          */
1775                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1776                                 continue;
1777
1778                         /* check if off slab has enough benefit */
1779                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1780                                 continue;
1781                 }
1782
1783                 /* Found something acceptable - save it away */
1784                 cachep->num = num;
1785                 cachep->gfporder = gfporder;
1786                 left_over = remainder;
1787
1788                 /*
1789                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1790                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1791                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1792                  */
1793                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1794                         break;
1795
1796                 /*
1797                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1798                  * currently bad for the gfp()s.
1799                  */
1800                 if (gfporder >= slab_max_order)
1801                         break;
1802
1803                 /*
1804                  * Acceptable internal fragmentation?
1805                  */
1806                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1807                         break;
1808         }
1809         return left_over;
1810 }
1811
1812 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1813                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1814 {
1815         int cpu;
1816         size_t size;
1817         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1818
1819         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1820         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1821
1822         if (!cpu_cache)
1823                 return NULL;
1824
1825         for_each_possible_cpu(cpu) {
1826                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1827                                 entries, batchcount);
1828         }
1829
1830         return cpu_cache;
1831 }
1832
1833 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1834 {
1835         if (slab_state >= FULL)
1836                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1837
1838         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1839         if (!cachep->cpu_cache)
1840                 return 1;
1841
1842         if (slab_state == DOWN) {
1843                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1844                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1845         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1846                 /* For kmem_cache_node */
1847                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1848         } else {
1849                 int node;
1850
1851                 for_each_online_node(node) {
1852                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1853                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1854                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1855                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1856                 }
1857         }
1858
1859         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1860                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1861                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1862
1863         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1864         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1865         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1866         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1867         cachep->batchcount = 1;
1868         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1869         return 0;
1870 }
1871
1872 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1873         slab_flags_t flags, const char *name,
1874         void (*ctor)(void *))
1875 {
1876         return flags;
1877 }
1878
1879 struct kmem_cache *
1880 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1881                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1882 {
1883         struct kmem_cache *cachep;
1884
1885         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1886         if (cachep) {
1887                 cachep->refcount++;
1888
1889                 /*
1890                  * Adjust the object sizes so that we clear
1891                  * the complete object on kzalloc.
1892                  */
1893                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1894         }
1895         return cachep;
1896 }
1897
1898 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1899                         size_t size, slab_flags_t flags)
1900 {
1901         size_t left;
1902
1903         cachep->num = 0;
1904
1905         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1906                 return false;
1907
1908         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1909                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1910         if (!cachep->num)
1911                 return false;
1912
1913         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1914                 return false;
1915
1916         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1917
1918         return true;
1919 }
1920
1921 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1922                         size_t size, slab_flags_t flags)
1923 {
1924         size_t left;
1925
1926         cachep->num = 0;
1927
1928         /*
1929          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1930          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1931          */
1932         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1933                 return false;
1934
1935         /*
1936          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1937          * off-slab (should allow better packing of objs).
1938          */
1939         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1940         if (!cachep->num)
1941                 return false;
1942
1943         /*
1944          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1945          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1946          */
1947         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1948                 return false;
1949
1950         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1951
1952         return true;
1953 }
1954
1955 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1956                         size_t size, slab_flags_t flags)
1957 {
1958         size_t left;
1959
1960         cachep->num = 0;
1961
1962         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1963         if (!cachep->num)
1964                 return false;
1965
1966         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1967
1968         return true;
1969 }
1970
1971 /**
1972  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1973  * @cachep: cache management descriptor
1974  * @flags: SLAB flags
1975  *
1976  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1977  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1978  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1979  *
1980  * The flags are
1981  *
1982  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1983  * to catch references to uninitialised memory.
1984  *
1985  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1986  * for buffer overruns.
1987  *
1988  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1989  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1990  * as davem.
1991  */
1992 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1993 {
1994         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1995         gfp_t gfp;
1996         int err;
1997         unsigned int size = cachep->size;
1998
1999 #if DEBUG
2000 #if FORCED_DEBUG
2001         /*
2002          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2003          * large objects, if the increased size would increase the object size
2004          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2005          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2006          */
2007         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2008                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2009                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2010         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2011                 flags |= SLAB_POISON;
2012 #endif
2013 #endif
2014
2015         /*
2016          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2017          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2018          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2019          */
2020         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
2021
2022         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2023                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2024                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2025                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2026                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
2027         }
2028
2029         /* 3) caller mandated alignment */
2030         if (ralign < cachep->align) {
2031                 ralign = cachep->align;
2032         }
2033         /* disable debug if necessary */
2034         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2035                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2036         /*
2037          * 4) Store it.
2038          */
2039         cachep->align = ralign;
2040         cachep->colour_off = cache_line_size();
2041         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2042         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2043                 cachep->colour_off = cachep->align;
2044
2045         if (slab_is_available())
2046                 gfp = GFP_KERNEL;
2047         else
2048                 gfp = GFP_NOWAIT;
2049
2050 #if DEBUG
2051
2052         /*
2053          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2054          * into align above.
2055          */
2056         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2057                 /* add space for red zone words */
2058                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2059                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2060         }
2061         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2062                 /* user store requires one word storage behind the end of
2063                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2064                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2065                  */
2066                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2067                         size += REDZONE_ALIGN;
2068                 else
2069                         size += BYTES_PER_WORD;
2070         }
2071 #endif
2072
2073         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2074
2075         size = ALIGN(size, cachep->align);
2076         /*
2077          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2078          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2079          */
2080         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2081                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2082
2083 #if DEBUG
2084         /*
2085          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2086          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2087          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2088          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2089          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2090          */
2091         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2092                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2093                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2094                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2095
2096                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2097                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2098                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2099                                 size = tmp_size;
2100                                 goto done;
2101                         }
2102                 }
2103         }
2104 #endif
2105
2106         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2107                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2108                 goto done;
2109         }
2110
2111         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2112                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2113                 goto done;
2114         }
2115
2116         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2117                 goto done;
2118
2119         return -E2BIG;
2120
2121 done:
2122         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2123         cachep->flags = flags;
2124         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2125         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2126                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2127         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2128                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2129         cachep->size = size;
2130         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2131
2132 #if DEBUG
2133         /*
2134          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2135          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2136          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2137          */
2138         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2139                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2140                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2141                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2142 #endif
2143
2144         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2145                 cachep->freelist_cache =
2146                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2147         }
2148
2149         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2150         if (err) {
2151                 __kmem_cache_release(cachep);
2152                 return err;
2153         }
2154
2155         return 0;
2156 }
2157
2158 #if DEBUG
2159 static void check_irq_off(void)
2160 {
2161         BUG_ON(!irqs_disabled());
2162 }
2163
2164 static void check_irq_on(void)
2165 {
2166         BUG_ON(irqs_disabled());
2167 }
2168
2169 static void check_mutex_acquired(void)
2170 {
2171         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2172 }
2173
2174 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2175 {
2176 #ifdef CONFIG_SMP
2177         check_irq_off();
2178         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2179 #endif
2180 }
2181
2182 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2183 {
2184 #ifdef CONFIG_SMP
2185         check_irq_off();
2186         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2187 #endif
2188 }
2189
2190 #else
2191 #define check_irq_off() do { } while(0)
2192 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2193 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2194 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2195 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2196 #endif
2197
2198 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2199                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2200 {
2201         int tofree;
2202
2203         if (!ac || !ac->avail)
2204                 return;
2205
2206         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2207         if (tofree > ac->avail)
2208                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2209
2210         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2211         ac->avail -= tofree;
2212         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2213 }
2214
2215 static void do_drain(void *arg)
2216 {
2217         struct kmem_cache *cachep = arg;
2218         struct array_cache *ac;
2219         int node = numa_mem_id();
2220         struct kmem_cache_node *n;
2221         LIST_HEAD(list);
2222
2223         check_irq_off();
2224         ac = cpu_cache_get(cachep);
2225         n = get_node(cachep, node);
2226         spin_lock(&n->list_lock);
2227         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2228         spin_unlock(&n->list_lock);
2229         slabs_destroy(cachep, &list);
2230         ac->avail = 0;
2231 }
2232
2233 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2234 {
2235         struct kmem_cache_node *n;
2236         int node;
2237         LIST_HEAD(list);
2238
2239         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2240         check_irq_on();
2241         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2242                 if (n->alien)
2243                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2244
2245         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2246                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2247                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2248                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2249
2250                 slabs_destroy(cachep, &list);
2251         }
2252 }
2253
2254 /*
2255  * Remove slabs from the list of free slabs.
2256  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2257  *
2258  * Returns the actual number of slabs released.
2259  */
2260 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2261                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2262 {
2263         struct list_head *p;
2264         int nr_freed;
2265         struct page *page;
2266
2267         nr_freed = 0;
2268         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2269
2270                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2271                 p = n->slabs_free.prev;
2272                 if (p == &n->slabs_free) {
2273                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2274                         goto out;
2275                 }
2276
2277                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2278                 list_del(&page->lru);
2279                 n->free_slabs--;
2280                 n->total_slabs--;
2281                 /*
2282                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2283                  * to the cache.
2284                  */
2285                 n->free_objects -= cache->num;
2286                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2287                 slab_destroy(cache, page);
2288                 nr_freed++;
2289         }
2290 out:
2291         return nr_freed;
2292 }
2293
2294 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2295 {
2296         int node;
2297         struct kmem_cache_node *n;
2298
2299         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2300                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2301                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2302                         return false;
2303         return true;
2304 }
2305
2306 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2307 {
2308         int ret = 0;
2309         int node;
2310         struct kmem_cache_node *n;
2311
2312         drain_cpu_caches(cachep);
2313
2314         check_irq_on();
2315         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2316                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2317
2318                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2319                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2320         }
2321         return (ret ? 1 : 0);
2322 }
2323
2324 #ifdef CONFIG_MEMCG
2325 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *cachep)
2326 {
2327         __kmem_cache_shrink(cachep);
2328 }
2329 #endif
2330
2331 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2332 {
2333         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2334 }
2335
2336 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2337 {
2338         int i;
2339         struct kmem_cache_node *n;
2340
2341         cache_random_seq_destroy(cachep);
2342
2343         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2344
2345         /* NUMA: free the node structures */
2346         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2347                 kfree(n->shared);
2348                 free_alien_cache(n->alien);
2349                 kfree(n);
2350                 cachep->node[i] = NULL;
2351         }
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Get the memory for a slab management obj.
2356  *
2357  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2358  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2359  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2360  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2361  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2362  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2363  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2364  *
2365  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2366  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2367  */
2368 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2369                                    struct page *page, int colour_off,
2370                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2371 {
2372         void *freelist;
2373         void *addr = page_address(page);
2374
2375         page->s_mem = addr + colour_off;
2376         page->active = 0;
2377
2378         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2379                 freelist = NULL;
2380         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2381                 /* Slab management obj is off-slab. */
2382                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2383                                               local_flags, nodeid);
2384                 if (!freelist)
2385                         return NULL;
2386         } else {
2387                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2388                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2389                                 cachep->freelist_size;
2390         }
2391
2392         return freelist;
2393 }
2394
2395 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2396 {
2397         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2398 }
2399
2400 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2401                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2402 {
2403         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2404 }
2405
2406 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2407 {
2408 #if DEBUG
2409         int i;
2410
2411         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2412                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2413
2414                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2415                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2416
2417                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2418                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2419                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2420                 }
2421                 /*
2422                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2423                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2424                  * They must also be threaded.
2425                  */
2426                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2427                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2428                                                    objp + obj_offset(cachep));
2429                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2430                         kasan_poison_object_data(
2431                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2432                 }
2433
2434                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2435                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2436                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2437                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2438                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2439                 }
2440                 /* need to poison the objs? */
2441                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2442                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2443                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2444                 }
2445         }
2446 #endif
2447 }
2448
2449 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2450 /* Hold information during a freelist initialization */
2451 union freelist_init_state {
2452         struct {
2453                 unsigned int pos;
2454                 unsigned int *list;
2455                 unsigned int count;
2456         };
2457         struct rnd_state rnd_state;
2458 };
2459
2460 /*
2461  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2462  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2463  */
2464 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2465                                 struct kmem_cache *cachep,
2466                                 unsigned int count)
2467 {
2468         bool ret;
2469         unsigned int rand;
2470
2471         /* Use best entropy available to define a random shift */
2472         rand = get_random_int();
2473
2474         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2475         if (!cachep->random_seq) {
2476                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2477                 ret = false;
2478         } else {
2479                 state->list = cachep->random_seq;
2480                 state->count = count;
2481                 state->pos = rand % count;
2482                 ret = true;
2483         }
2484         return ret;
2485 }
2486
2487 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2488 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2489 {
2490         if (state->pos >= state->count)
2491                 state->pos = 0;
2492         return state->list[state->pos++];
2493 }
2494
2495 /* Swap two freelist entries */
2496 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2497 {
2498         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2499                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2504  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2505  */
2506 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2507 {
2508         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2509         union freelist_init_state state;
2510         bool precomputed;
2511
2512         if (count < 2)
2513                 return false;
2514
2515         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2516
2517         /* Take a random entry as the objfreelist */
2518         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2519                 if (!precomputed)
2520                         objfreelist = count - 1;
2521                 else
2522                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2523                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2524                                                 obj_offset(cachep);
2525                 count--;
2526         }
2527
2528         /*
2529          * On early boot, generate the list dynamically.
2530          * Later use a pre-computed list for speed.
2531          */
2532         if (!precomputed) {
2533                 for (i = 0; i < count; i++)
2534                         set_free_obj(page, i, i);
2535
2536                 /* Fisher-Yates shuffle */
2537                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2538                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2539                         rand %= (i + 1);
2540                         swap_free_obj(page, i, rand);
2541                 }
2542         } else {
2543                 for (i = 0; i < count; i++)
2544                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2545         }
2546
2547         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2548                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2549
2550         return true;
2551 }
2552 #else
2553 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2554                                 struct page *page)
2555 {
2556         return false;
2557 }
2558 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2559
2560 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2561                             struct page *page)
2562 {
2563         int i;
2564         void *objp;
2565         bool shuffled;
2566
2567         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2568
2569         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2570         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2571
2572         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2573                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2574                                                 obj_offset(cachep);
2575         }
2576
2577         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2578                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2579                 kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2580
2581                 /* constructor could break poison info */
2582                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2583                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2584                         cachep->ctor(objp);
2585                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2586                 }
2587
2588                 if (!shuffled)
2589                         set_free_obj(page, i, i);
2590         }
2591 }
2592
2593 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2594 {
2595         void *objp;
2596
2597         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2598         page->active++;
2599
2600 #if DEBUG
2601         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2602                 set_store_user_dirty(cachep);
2603 #endif
2604
2605         return objp;
2606 }
2607
2608 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2609                         struct page *page, void *objp)
2610 {
2611         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2612 #if DEBUG
2613         unsigned int i;
2614
2615         /* Verify double free bug */
2616         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2617                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2618                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2619                                cachep->name, objp);
2620                         BUG();
2621                 }
2622         }
2623 #endif
2624         page->active--;
2625         if (!page->freelist)
2626                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2627
2628         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2633  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2634  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2635  */
2636 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2637                            void *freelist)
2638 {
2639         page->slab_cache = cache;
2640         page->freelist = freelist;
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2645  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2646  */
2647 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2648                                 gfp_t flags, int nodeid)
2649 {
2650         void *freelist;
2651         size_t offset;
2652         gfp_t local_flags;
2653         int page_node;
2654         struct kmem_cache_node *n;
2655         struct page *page;
2656
2657         /*
2658          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2659          * critical path in kmem_cache_alloc().
2660          */
2661         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2662                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
2663                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
2664                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
2665                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
2666                 dump_stack();
2667         }
2668         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2669
2670         check_irq_off();
2671         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2672                 local_irq_enable();
2673
2674         /*
2675          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2676          * 'nodeid'.
2677          */
2678         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2679         if (!page)
2680                 goto failed;
2681
2682         page_node = page_to_nid(page);
2683         n = get_node(cachep, page_node);
2684
2685         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2686         n->colour_next++;
2687         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2688                 n->colour_next = 0;
2689
2690         offset = n->colour_next;
2691         if (offset >= cachep->colour)
2692                 offset = 0;
2693
2694         offset *= cachep->colour_off;
2695
2696         /* Get slab management. */
2697         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2698                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2699         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2700                 goto opps1;
2701
2702         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2703
2704         kasan_poison_slab(page);
2705         cache_init_objs(cachep, page);
2706
2707         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2708                 local_irq_disable();
2709
2710         return page;
2711
2712 opps1:
2713         kmem_freepages(cachep, page);
2714 failed:
2715         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2716                 local_irq_disable();
2717         return NULL;
2718 }
2719
2720 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2721 {
2722         struct kmem_cache_node *n;
2723         void *list = NULL;
2724
2725         check_irq_off();
2726
2727         if (!page)
2728                 return;
2729
2730         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
2731         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2732
2733         spin_lock(&n->list_lock);
2734         n->total_slabs++;
2735         if (!page->active) {
2736                 list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2737                 n->free_slabs++;
2738         } else
2739                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2740
2741         STATS_INC_GROWN(cachep);
2742         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2743         spin_unlock(&n->list_lock);
2744
2745         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2746 }
2747
2748 #if DEBUG
2749
2750 /*
2751  * Perform extra freeing checks:
2752  * - detect bad pointers.
2753  * - POISON/RED_ZONE checking
2754  */
2755 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2756 {
2757         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2758                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2759                        (unsigned long)objp);
2760                 BUG();
2761         }
2762 }
2763
2764 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2765 {
2766         unsigned long long redzone1, redzone2;
2767
2768         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2769         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2770
2771         /*
2772          * Redzone is ok.
2773          */
2774         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2775                 return;
2776
2777         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2778                 slab_error(cache, "double free detected");
2779         else
2780                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2781
2782         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2783                obj, redzone1, redzone2);
2784 }
2785
2786 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2787                                    unsigned long caller)
2788 {
2789         unsigned int objnr;
2790         struct page *page;
2791
2792         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2793
2794         objp -= obj_offset(cachep);
2795         kfree_debugcheck(objp);
2796         page = virt_to_head_page(objp);
2797
2798         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2799                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2800                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2801                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2802         }
2803         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2804                 set_store_user_dirty(cachep);
2805                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2806         }
2807
2808         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2809
2810         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2811         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2812
2813         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2814                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2815                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2816         }
2817         return objp;
2818 }
2819
2820 #else
2821 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2822 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2823 #endif
2824
2825 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2826                                                 void **list)
2827 {
2828 #if DEBUG
2829         void *next = *list;
2830         void *objp;
2831
2832         while (next) {
2833                 objp = next - obj_offset(cachep);
2834                 next = *(void **)next;
2835                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2836         }
2837 #endif
2838 }
2839
2840 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2841                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2842                                 void **list)
2843 {
2844         /* move slabp to correct slabp list: */
2845         list_del(&page->lru);
2846         if (page->active == cachep->num) {
2847                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2848                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2849 #if DEBUG
2850                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2851                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2852                                 void **objp = page->freelist;
2853
2854                                 *objp = *list;
2855                                 *list = objp;
2856                         }
2857 #endif
2858                         page->freelist = NULL;
2859                 }
2860         } else
2861                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2862 }
2863
2864 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2865 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2866                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2867 {
2868         if (!page)
2869                 return NULL;
2870
2871         if (pfmemalloc)
2872                 return page;
2873
2874         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2875                 return page;
2876
2877         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2878         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2879                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2880                 return page;
2881         }
2882
2883         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2884         list_del(&page->lru);
2885         if (!page->active) {
2886                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2887                 n->free_slabs++;
2888         } else
2889                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2890
2891         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2892                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2893                         return page;
2894         }
2895
2896         n->free_touched = 1;
2897         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2898                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2899                         n->free_slabs--;
2900                         return page;
2901                 }
2902         }
2903
2904         return NULL;
2905 }
2906
2907 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2908 {
2909         struct page *page;
2910
2911         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2912         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page, lru);
2913         if (!page) {
2914                 n->free_touched = 1;
2915                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2916                                                 lru);
2917                 if (page)
2918                         n->free_slabs--;
2919         }
2920
2921         if (sk_memalloc_socks())
2922                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2923
2924         return page;
2925 }
2926
2927 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2928                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2929 {
2930         struct page *page;
2931         void *obj;
2932         void *list = NULL;
2933
2934         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2935                 return NULL;
2936
2937         spin_lock(&n->list_lock);
2938         page = get_first_slab(n, true);
2939         if (!page) {
2940                 spin_unlock(&n->list_lock);
2941                 return NULL;
2942         }
2943
2944         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2945         n->free_objects--;
2946
2947         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2948
2949         spin_unlock(&n->list_lock);
2950         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2951
2952         return obj;
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2957  * or cache_grow_end() for new slab
2958  */
2959 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2960                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2961 {
2962         /*
2963          * There must be at least one object available for
2964          * allocation.
2965          */
2966         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2967
2968         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2969                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2970                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2971                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2972
2973                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2974         }
2975
2976         return batchcount;
2977 }
2978
2979 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2980 {
2981         int batchcount;
2982         struct kmem_cache_node *n;
2983         struct array_cache *ac, *shared;
2984         int node;
2985         void *list = NULL;
2986         struct page *page;
2987
2988         check_irq_off();
2989         node = numa_mem_id();
2990
2991         ac = cpu_cache_get(cachep);
2992         batchcount = ac->batchcount;
2993         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2994                 /*
2995                  * If there was little recent activity on this cache, then
2996                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2997                  * refill bouncing.
2998                  */
2999                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3000         }
3001         n = get_node(cachep, node);
3002
3003         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
3004         shared = READ_ONCE(n->shared);
3005         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
3006                 goto direct_grow;
3007
3008         spin_lock(&n->list_lock);
3009         shared = READ_ONCE(n->shared);
3010
3011         /* See if we can refill from the shared array */
3012         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
3013                 shared->touched = 1;
3014                 goto alloc_done;
3015         }
3016
3017         while (batchcount > 0) {
3018                 /* Get slab alloc is to come from. */
3019                 page = get_first_slab(n, false);
3020                 if (!page)
3021                         goto must_grow;
3022
3023                 check_spinlock_acquired(cachep);
3024
3025                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
3026                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3027         }
3028
3029 must_grow:
3030         n->free_objects -= ac->avail;
3031 alloc_done:
3032         spin_unlock(&n->list_lock);
3033         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3034
3035 direct_grow:
3036         if (unlikely(!ac->avail)) {
3037                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
3038                 if (sk_memalloc_socks()) {
3039                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
3040
3041                         if (obj)
3042                                 return obj;
3043                 }
3044
3045                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
3046
3047                 /*
3048                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
3049                  * then ac could change.
3050                  */
3051                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3052                 if (!ac->avail && page)
3053                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
3054                 cache_grow_end(cachep, page);
3055
3056                 if (!ac->avail)
3057                         return NULL;
3058         }
3059         ac->touched = 1;
3060
3061         return ac->entry[--ac->avail];
3062 }
3063
3064 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3065                                                 gfp_t flags)
3066 {
3067         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
3068 }
3069
3070 #if DEBUG
3071 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3072                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3073 {
3074         if (!objp)
3075                 return objp;
3076         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3077                 check_poison_obj(cachep, objp);
3078                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
3079                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3080         }
3081         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3082                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3083
3084         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3085                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3086                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3087                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3088                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3089                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3090                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3091                 }
3092                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3093                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3094         }
3095
3096         objp += obj_offset(cachep);
3097         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3098                 cachep->ctor(objp);
3099         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3100             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3101                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3102                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3103         }
3104         return objp;
3105 }
3106 #else
3107 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3108 #endif
3109
3110 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3111 {
3112         void *objp;
3113         struct array_cache *ac;
3114
3115         check_irq_off();
3116
3117         ac = cpu_cache_get(cachep);
3118         if (likely(ac->avail)) {
3119                 ac->touched = 1;
3120                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3121
3122                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3123                 goto out;
3124         }
3125
3126         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3127         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3128         /*
3129          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3130          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3131          */
3132         ac = cpu_cache_get(cachep);
3133
3134 out:
3135         /*
3136          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3137          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3138          * treat the array pointers as a reference to the object.
3139          */
3140         if (objp)
3141                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3142         return objp;
3143 }
3144
3145 #ifdef CONFIG_NUMA
3146 /*
3147  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3148  *
3149  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3150  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3151  */
3152 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3153 {
3154         int nid_alloc, nid_here;
3155
3156         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3157                 return NULL;
3158         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3159         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3160                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3161         else if (current->mempolicy)
3162                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3163         if (nid_alloc != nid_here)
3164                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3165         return NULL;
3166 }
3167
3168 /*
3169  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3170  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3171  * available node for available objects. If that fails then we
3172  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3173  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3174  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3175  */
3176 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3177 {
3178         struct zonelist *zonelist;
3179         struct zoneref *z;
3180         struct zone *zone;
3181         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3182         void *obj = NULL;
3183         struct page *page;
3184         int nid;
3185         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3186
3187         if (flags & __GFP_THISNODE)
3188                 return NULL;
3189
3190 retry_cpuset:
3191         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3192         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3193
3194 retry:
3195         /*
3196          * Look through allowed nodes for objects available
3197          * from existing per node queues.
3198          */
3199         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3200                 nid = zone_to_nid(zone);
3201
3202                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3203                         get_node(cache, nid) &&
3204                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3205                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3206                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3207                                 if (obj)
3208                                         break;
3209                 }
3210         }
3211
3212         if (!obj) {
3213                 /*
3214                  * This allocation will be performed within the constraints
3215                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3216                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3217                  * set and go into memory reserves if necessary.
3218                  */
3219                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3220                 cache_grow_end(cache, page);
3221                 if (page) {
3222                         nid = page_to_nid(page);
3223                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3224                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3225
3226                         /*
3227                          * Another processor may allocate the objects in
3228                          * the slab since we are not holding any locks.
3229                          */
3230                         if (!obj)
3231                                 goto retry;
3232                 }
3233         }
3234
3235         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3236                 goto retry_cpuset;
3237         return obj;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * A interface to enable slab creation on nodeid
3242  */
3243 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3244                                 int nodeid)
3245 {
3246         struct page *page;
3247         struct kmem_cache_node *n;
3248         void *obj = NULL;
3249         void *list = NULL;
3250
3251         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3252         n = get_node(cachep, nodeid);
3253         BUG_ON(!n);
3254
3255         check_irq_off();
3256         spin_lock(&n->list_lock);
3257         page = get_first_slab(n, false);
3258         if (!page)
3259                 goto must_grow;
3260
3261         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3262
3263         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3264         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3265         STATS_SET_HIGH(cachep);
3266
3267         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3268
3269         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3270         n->free_objects--;
3271
3272         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3273
3274         spin_unlock(&n->list_lock);
3275         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3276         return obj;
3277
3278 must_grow:
3279         spin_unlock(&n->list_lock);
3280         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3281         if (page) {
3282                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3283                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3284         }
3285         cache_grow_end(cachep, page);
3286
3287         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3288 }
3289
3290 static __always_inline void *
3291 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3292                    unsigned long caller)
3293 {
3294         unsigned long save_flags;
3295         void *ptr;
3296         int slab_node = numa_mem_id();
3297
3298         flags &= gfp_allowed_mask;
3299         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3300         if (unlikely(!cachep))
3301                 return NULL;
3302
3303         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3304         local_irq_save(save_flags);
3305
3306         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3307                 nodeid = slab_node;
3308
3309         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3310                 /* Node not bootstrapped yet */
3311                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3312                 goto out;
3313         }
3314
3315         if (nodeid == slab_node) {
3316                 /*
3317                  * Use the locally cached objects if possible.
3318                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3319                  * to other nodes. It may fail while we still have
3320                  * objects on other nodes available.
3321                  */
3322                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3323                 if (ptr)
3324                         goto out;
3325         }
3326         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3327         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3328   out:
3329         local_irq_restore(save_flags);
3330         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3331
3332         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3333                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3334
3335         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3336         return ptr;
3337 }
3338
3339 static __always_inline void *
3340 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3341 {
3342         void *objp;
3343
3344         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3345                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3346                 if (objp)
3347                         goto out;
3348         }
3349         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3350
3351         /*
3352          * We may just have run out of memory on the local node.
3353          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3354          */
3355         if (!objp)
3356                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3357
3358   out:
3359         return objp;
3360 }
3361 #else
3362
3363 static __always_inline void *
3364 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3365 {
3366         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3367 }
3368
3369 #endif /* CONFIG_NUMA */
3370
3371 static __always_inline void *
3372 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3373 {
3374         unsigned long save_flags;
3375         void *objp;
3376
3377         flags &= gfp_allowed_mask;
3378         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3379         if (unlikely(!cachep))
3380                 return NULL;
3381
3382         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3383         local_irq_save(save_flags);
3384         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3385         local_irq_restore(save_flags);
3386         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3387         prefetchw(objp);
3388
3389         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3390                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3391
3392         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3393         return objp;
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3398  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3399  */
3400 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3401                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3402 {
3403         int i;
3404         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3405         struct page *page;
3406
3407         n->free_objects += nr_objects;
3408
3409         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3410                 void *objp;
3411                 struct page *page;
3412
3413                 objp = objpp[i];
3414
3415                 page = virt_to_head_page(objp);
3416                 list_del(&page->lru);
3417                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3418                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3419                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3420
3421                 /* fixup slab chains */
3422                 if (page->active == 0) {
3423                         list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3424                         n->free_slabs++;
3425                 } else {
3426                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3427                          * partial list on free - maximum time for the
3428                          * other objects to be freed, too.
3429                          */
3430                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3431                 }
3432         }
3433
3434         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3435                 n->free_objects -= cachep->num;
3436
3437                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, lru);
3438                 list_move(&page->lru, list);
3439                 n->free_slabs--;
3440                 n->total_slabs--;
3441         }
3442 }
3443
3444 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3445 {
3446         int batchcount;
3447         struct kmem_cache_node *n;
3448         int node = numa_mem_id();
3449         LIST_HEAD(list);
3450
3451         batchcount = ac->batchcount;
3452
3453         check_irq_off();
3454         n = get_node(cachep, node);
3455         spin_lock(&n->list_lock);
3456         if (n->shared) {
3457                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3458                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3459                 if (max) {
3460                         if (batchcount > max)
3461                                 batchcount = max;
3462                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3463                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3464                         shared_array->avail += batchcount;
3465                         goto free_done;
3466                 }
3467         }
3468
3469         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3470 free_done:
3471 #if STATS
3472         {
3473                 int i = 0;
3474                 struct page *page;
3475
3476                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3477                         BUG_ON(page->active);
3478
3479                         i++;
3480                 }
3481                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3482         }
3483 #endif
3484         spin_unlock(&n->list_lock);
3485         slabs_destroy(cachep, &list);
3486         ac->avail -= batchcount;
3487         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3492  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3493  */
3494 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3495                                          unsigned long caller)
3496 {
3497         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3498         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3499                 return;
3500
3501         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3502 }
3503
3504 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3505                 unsigned long caller)
3506 {
3507         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3508
3509         check_irq_off();
3510         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3511         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3512
3513         /*
3514          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3515          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3516          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3517          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3518          * the cache.
3519          */
3520         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3521                 return;
3522
3523         if (ac->avail < ac->limit) {
3524                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3525         } else {
3526                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3527                 cache_flusharray(cachep, ac);
3528         }
3529
3530         if (sk_memalloc_socks()) {
3531                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3532
3533                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3534                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3535                         return;
3536                 }
3537         }
3538
3539         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3540 }
3541
3542 /**
3543  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3544  * @cachep: The cache to allocate from.
3545  * @flags: See kmalloc().
3546  *
3547  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3548  * if the cache has no available objects.
3549  */
3550 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3551 {
3552         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3553
3554         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3555         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3556                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3557
3558         return ret;
3559 }
3560 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3561
3562 static __always_inline void
3563 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3564                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3565 {
3566         size_t i;
3567
3568         for (i = 0; i < size; i++)
3569                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3570 }
3571
3572 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3573                           void **p)
3574 {
3575         size_t i;
3576
3577         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3578         if (!s)
3579                 return 0;
3580
3581         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3582
3583         local_irq_disable();
3584         for (i = 0; i < size; i++) {
3585                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3586
3587                 if (unlikely(!objp))
3588                         goto error;
3589                 p[i] = objp;
3590         }
3591         local_irq_enable();
3592
3593         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3594
3595         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3596         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3597                 for (i = 0; i < size; i++)
3598                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3599
3600         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3601         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3602         return size;
3603 error:
3604         local_irq_enable();
3605         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3606         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3607         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3608         return 0;
3609 }
3610 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3611
3612 #ifdef CONFIG_TRACING
3613 void *
3614 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3615 {
3616         void *ret;
3617
3618         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3619
3620         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3621         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3622                       size, cachep->size, flags);
3623         return ret;
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3626 #endif
3627
3628 #ifdef CONFIG_NUMA
3629 /**
3630  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3631  * @cachep: The cache to allocate from.
3632  * @flags: See kmalloc().
3633  * @nodeid: node number of the target node.
3634  *
3635  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3636  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3637  *
3638  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3639  */
3640 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3641 {
3642         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3643
3644         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3645         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3646                                     cachep->object_size, cachep->size,
3647                                     flags, nodeid);
3648
3649         return ret;
3650 }
3651 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3652
3653 #ifdef CONFIG_TRACING
3654 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3655                                   gfp_t flags,
3656                                   int nodeid,
3657                                   size_t size)
3658 {
3659         void *ret;
3660
3661         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3662
3663         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3664         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3665                            size, cachep->size,
3666                            flags, nodeid);
3667         return ret;
3668 }
3669 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3670 #endif
3671
3672 static __always_inline void *
3673 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3674 {
3675         struct kmem_cache *cachep;
3676         void *ret;
3677
3678         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3679         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3680                 return cachep;
3681         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);