sctp: use list_* in sctp_list_dequeue
[cascardo/linux.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * struct array_cache
173  *
174  * Purpose:
175  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
176  * - reduce the number of linked list operations
177  * - reduce spinlock operations
178  *
179  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
180  * footprint.
181  *
182  */
183 struct array_cache {
184         unsigned int avail;
185         unsigned int limit;
186         unsigned int batchcount;
187         unsigned int touched;
188         void *entry[];  /*
189                          * Must have this definition in here for the proper
190                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
191                          * the entries.
192                          */
193 };
194
195 struct alien_cache {
196         spinlock_t lock;
197         struct array_cache ac;
198 };
199
200 /*
201  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
202  */
203 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
204 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
205 #define CACHE_CACHE 0
206 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
207
208 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
209                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
210 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
211                         int node, struct list_head *list);
212 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
213 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
214 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
215
216 static int slab_early_init = 1;
217
218 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
219
220 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
221 {
222         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
223         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
224         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
225         parent->shared = NULL;
226         parent->alien = NULL;
227         parent->colour_next = 0;
228         spin_lock_init(&parent->list_lock);
229         parent->free_objects = 0;
230         parent->free_touched = 0;
231 }
232
233 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
234         do {                                                            \
235                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
236                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
237         } while (0)
238
239 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
240         do {                                                            \
241         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
242         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
243         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
244         } while (0)
245
246 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
247 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
248 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
249 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
250
251 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
252 /*
253  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
254  * cpucache drain/refill cycles.
255  *
256  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
257  * which could lock up otherwise freeable slabs.
258  */
259 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
260 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
261
262 #if STATS
263 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
264 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
265 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
266 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
267 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
268 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
269         do {                                                            \
270                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
271                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
272         } while (0)
273 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
274 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
275 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
276 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
277 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
280                         (x)->max_freeable = i;                          \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
283 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
284 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
285 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
286 #else
287 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
288 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
289 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
290 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
291 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
292 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
293 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
294 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
295 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
296 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
297 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
299 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
300 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
301 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
302 #endif
303
304 #if DEBUG
305
306 /*
307  * memory layout of objects:
308  * 0            : objp
309  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
310  *              the end of an object is aligned with the end of the real
311  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
312  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
313  *              redzone word.
314  * cachep->obj_offset: The real object.
315  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
316  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
317  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
318  */
319 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
320 {
321         return cachep->obj_offset;
322 }
323
324 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
325 {
326         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
327         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
328                                       sizeof(unsigned long long));
329 }
330
331 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
332 {
333         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
334         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
335                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
336                                               sizeof(unsigned long long) -
337                                               REDZONE_ALIGN);
338         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
339                                        sizeof(unsigned long long));
340 }
341
342 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
343 {
344         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
345         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
346 }
347
348 #else
349
350 #define obj_offset(x)                   0
351 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
352 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
353 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
354
355 #endif
356
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
358
359 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
360 {
361         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
362 }
363
364 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
365 {
366         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
367 }
368
369 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
370 {
371         if (is_store_user_clean(cachep))
372                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
373 }
374
375 #else
376 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
377
378 #endif
379
380 /*
381  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
382  * overridden on the command line.
383  */
384 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
385 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
386 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
387 static bool slab_max_order_set __initdata;
388
389 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
390 {
391         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
392         return page->slab_cache;
393 }
394
395 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
396                                  unsigned int idx)
397 {
398         return page->s_mem + cache->size * idx;
399 }
400
401 /*
402  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
403  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
404  *   we can replace (offset / cache->size) by
405  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
406  */
407 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
408                                         const struct page *page, void *obj)
409 {
410         u32 offset = (obj - page->s_mem);
411         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
412 }
413
414 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
425
426 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
427
428 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
429 {
430         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
431 }
432
433 /*
434  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
435  */
436 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
437                 unsigned long flags, size_t *left_over)
438 {
439         unsigned int num;
440         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
441
442         /*
443          * The slab management structure can be either off the slab or
444          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
445          * slab is used for:
446          *
447          * - @buffer_size bytes for each object
448          * - One freelist_idx_t for each object
449          *
450          * We don't need to consider alignment of freelist because
451          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
452          * at the correct alignment.
453          *
454          * If the slab management structure is off the slab, then the
455          * alignment will already be calculated into the size. Because
456          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
457          * correct alignment when allocated.
458          */
459         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
460                 num = slab_size / buffer_size;
461                 *left_over = slab_size % buffer_size;
462         } else {
463                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464                 *left_over = slab_size %
465                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
466         }
467
468         return num;
469 }
470
471 #if DEBUG
472 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
473
474 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
475                         char *msg)
476 {
477         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
478                function, cachep->name, msg);
479         dump_stack();
480         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
481 }
482 #endif
483
484 /*
485  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
486  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
487  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
488  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
489  * line
490   */
491
492 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
493 static int __init noaliencache_setup(char *s)
494 {
495         use_alien_caches = 0;
496         return 1;
497 }
498 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
499
500 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
501 {
502         get_option(&str, &slab_max_order);
503         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
504                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
505         slab_max_order_set = true;
506
507         return 1;
508 }
509 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
510
511 #ifdef CONFIG_NUMA
512 /*
513  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
514  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
515  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
516  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
517  */
518 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
519
520 static void init_reap_node(int cpu)
521 {
522         int node;
523
524         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
525         if (node == MAX_NUMNODES)
526                 node = first_node(node_online_map);
527
528         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
529 }
530
531 static void next_reap_node(void)
532 {
533         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
534
535         node = next_node(node, node_online_map);
536         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
537                 node = first_node(node_online_map);
538         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
539 }
540
541 #else
542 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
543 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
544 #endif
545
546 /*
547  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
548  * via the workqueue/eventd.
549  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
550  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
551  * lock.
552  */
553 static void start_cpu_timer(int cpu)
554 {
555         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
556
557         /*
558          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
559          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
560          * at that time.
561          */
562         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
563                 init_reap_node(cpu);
564                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
565                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
566                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
567         }
568 }
569
570 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
571 {
572         /*
573          * The array_cache structures contain pointers to free object.
574          * However, when such objects are allocated or transferred to another
575          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
576          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
577          * not scan such objects.
578          */
579         kmemleak_no_scan(ac);
580         if (ac) {
581                 ac->avail = 0;
582                 ac->limit = limit;
583                 ac->batchcount = batch;
584                 ac->touched = 0;
585         }
586 }
587
588 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
589                                             int batchcount, gfp_t gfp)
590 {
591         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
592         struct array_cache *ac = NULL;
593
594         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
595         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
596         return ac;
597 }
598
599 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
600                                         struct page *page, void *objp)
601 {
602         struct kmem_cache_node *n;
603         int page_node;
604         LIST_HEAD(list);
605
606         page_node = page_to_nid(page);
607         n = get_node(cachep, page_node);
608
609         spin_lock(&n->list_lock);
610         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
611         spin_unlock(&n->list_lock);
612
613         slabs_destroy(cachep, &list);
614 }
615
616 /*
617  * Transfer objects in one arraycache to another.
618  * Locking must be handled by the caller.
619  *
620  * Return the number of entries transferred.
621  */
622 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
623                 struct array_cache *from, unsigned int max)
624 {
625         /* Figure out how many entries to transfer */
626         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
627
628         if (!nr)
629                 return 0;
630
631         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
632                         sizeof(void *) *nr);
633
634         from->avail -= nr;
635         to->avail += nr;
636         return nr;
637 }
638
639 #ifndef CONFIG_NUMA
640
641 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
642 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
643
644 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
645                                                 int limit, gfp_t gfp)
646 {
647         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
648 }
649
650 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
651 {
652 }
653
654 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
655 {
656         return 0;
657 }
658
659 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
660                 gfp_t flags)
661 {
662         return NULL;
663 }
664
665 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
666                  gfp_t flags, int nodeid)
667 {
668         return NULL;
669 }
670
671 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
672 {
673         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
674 }
675
676 #else   /* CONFIG_NUMA */
677
678 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
679 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
680
681 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
682                                                 int batch, gfp_t gfp)
683 {
684         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
685         struct alien_cache *alc = NULL;
686
687         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
688         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
689         spin_lock_init(&alc->lock);
690         return alc;
691 }
692
693 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
694 {
695         struct alien_cache **alc_ptr;
696         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
697         int i;
698
699         if (limit > 1)
700                 limit = 12;
701         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
702         if (!alc_ptr)
703                 return NULL;
704
705         for_each_node(i) {
706                 if (i == node || !node_online(i))
707                         continue;
708                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
709                 if (!alc_ptr[i]) {
710                         for (i--; i >= 0; i--)
711                                 kfree(alc_ptr[i]);
712                         kfree(alc_ptr);
713                         return NULL;
714                 }
715         }
716         return alc_ptr;
717 }
718
719 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
720 {
721         int i;
722
723         if (!alc_ptr)
724                 return;
725         for_each_node(i)
726             kfree(alc_ptr[i]);
727         kfree(alc_ptr);
728 }
729
730 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
731                                 struct array_cache *ac, int node,
732                                 struct list_head *list)
733 {
734         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
735
736         if (ac->avail) {
737                 spin_lock(&n->list_lock);
738                 /*
739                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
740                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
741                  * into the free lists and getting them back later.
742                  */
743                 if (n->shared)
744                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
745
746                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
747                 ac->avail = 0;
748                 spin_unlock(&n->list_lock);
749         }
750 }
751
752 /*
753  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
754  */
755 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
756 {
757         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
758
759         if (n->alien) {
760                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
761                 struct array_cache *ac;
762
763                 if (alc) {
764                         ac = &alc->ac;
765                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
766                                 LIST_HEAD(list);
767
768                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
769                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
770                                 slabs_destroy(cachep, &list);
771                         }
772                 }
773         }
774 }
775
776 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
777                                 struct alien_cache **alien)
778 {
779         int i = 0;
780         struct alien_cache *alc;
781         struct array_cache *ac;
782         unsigned long flags;
783
784         for_each_online_node(i) {
785                 alc = alien[i];
786                 if (alc) {
787                         LIST_HEAD(list);
788
789                         ac = &alc->ac;
790                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
791                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
792                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
793                         slabs_destroy(cachep, &list);
794                 }
795         }
796 }
797
798 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
799                                 int node, int page_node)
800 {
801         struct kmem_cache_node *n;
802         struct alien_cache *alien = NULL;
803         struct array_cache *ac;
804         LIST_HEAD(list);
805
806         n = get_node(cachep, node);
807         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
808         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
809                 alien = n->alien[page_node];
810                 ac = &alien->ac;
811                 spin_lock(&alien->lock);
812                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
813                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
814                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
815                 }
816                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
817                 spin_unlock(&alien->lock);
818                 slabs_destroy(cachep, &list);
819         } else {
820                 n = get_node(cachep, page_node);
821                 spin_lock(&n->list_lock);
822                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
823                 spin_unlock(&n->list_lock);
824                 slabs_destroy(cachep, &list);
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
830 {
831         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
832         int node = numa_mem_id();
833         /*
834          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
835          * cache on this cpu.
836          */
837         if (likely(node == page_node))
838                 return 0;
839
840         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
841 }
842
843 /*
844  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
845  * warn about failures.
846  */
847 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
848 {
849         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
850 }
851 #endif
852
853 /*
854  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
855  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
856  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
857  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
858  * already in use.
859  *
860  * Must hold slab_mutex.
861  */
862 static int init_cache_node_node(int node)
863 {
864         struct kmem_cache *cachep;
865         struct kmem_cache_node *n;
866         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
867
868         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
869                 /*
870                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
871                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
872                  * node has not already allocated this
873                  */
874                 n = get_node(cachep, node);
875                 if (!n) {
876                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
877                         if (!n)
878                                 return -ENOMEM;
879                         kmem_cache_node_init(n);
880                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
881                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
882
883                         /*
884                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
885                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
886                          * protection here.
887                          */
888                         cachep->node[node] = n;
889                 }
890
891                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
892                 n->free_limit =
893                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
894                         cachep->batchcount + cachep->num;
895                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
896         }
897         return 0;
898 }
899
900 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
901                                                 struct kmem_cache_node *n)
902 {
903         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
904 }
905
906 static void cpuup_canceled(long cpu)
907 {
908         struct kmem_cache *cachep;
909         struct kmem_cache_node *n = NULL;
910         int node = cpu_to_mem(cpu);
911         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
912
913         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
914                 struct array_cache *nc;
915                 struct array_cache *shared;
916                 struct alien_cache **alien;
917                 LIST_HEAD(list);
918
919                 n = get_node(cachep, node);
920                 if (!n)
921                         continue;
922
923                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
924
925                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
926                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
927
928                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
929                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
930                 if (nc) {
931                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
932                         nc->avail = 0;
933                 }
934
935                 if (!cpumask_empty(mask)) {
936                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
937                         goto free_slab;
938                 }
939
940                 shared = n->shared;
941                 if (shared) {
942                         free_block(cachep, shared->entry,
943                                    shared->avail, node, &list);
944                         n->shared = NULL;
945                 }
946
947                 alien = n->alien;
948                 n->alien = NULL;
949
950                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
951
952                 kfree(shared);
953                 if (alien) {
954                         drain_alien_cache(cachep, alien);
955                         free_alien_cache(alien);
956                 }
957
958 free_slab:
959                 slabs_destroy(cachep, &list);
960         }
961         /*
962          * In the previous loop, all the objects were freed to
963          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
964          * shrink each nodelist to its limit.
965          */
966         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
967                 n = get_node(cachep, node);
968                 if (!n)
969                         continue;
970                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
971         }
972 }
973
974 static int cpuup_prepare(long cpu)
975 {
976         struct kmem_cache *cachep;
977         struct kmem_cache_node *n = NULL;
978         int node = cpu_to_mem(cpu);
979         int err;
980
981         /*
982          * We need to do this right in the beginning since
983          * alloc_arraycache's are going to use this list.
984          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
985          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
986          */
987         err = init_cache_node_node(node);
988         if (err < 0)
989                 goto bad;
990
991         /*
992          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
993          * array caches
994          */
995         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
996                 struct array_cache *shared = NULL;
997                 struct alien_cache **alien = NULL;
998
999                 if (cachep->shared) {
1000                         shared = alloc_arraycache(node,
1001                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1002                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1003                         if (!shared)
1004                                 goto bad;
1005                 }
1006                 if (use_alien_caches) {
1007                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1008                         if (!alien) {
1009                                 kfree(shared);
1010                                 goto bad;
1011                         }
1012                 }
1013                 n = get_node(cachep, node);
1014                 BUG_ON(!n);
1015
1016                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1017                 if (!n->shared) {
1018                         /*
1019                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1020                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1021                          */
1022                         n->shared = shared;
1023                         shared = NULL;
1024                 }
1025 #ifdef CONFIG_NUMA
1026                 if (!n->alien) {
1027                         n->alien = alien;
1028                         alien = NULL;
1029                 }
1030 #endif
1031                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1032                 kfree(shared);
1033                 free_alien_cache(alien);
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 bad:
1038         cpuup_canceled(cpu);
1039         return -ENOMEM;
1040 }
1041
1042 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1043                                     unsigned long action, void *hcpu)
1044 {
1045         long cpu = (long)hcpu;
1046         int err = 0;
1047
1048         switch (action) {
1049         case CPU_UP_PREPARE:
1050         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1051                 mutex_lock(&slab_mutex);
1052                 err = cpuup_prepare(cpu);
1053                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1054                 break;
1055         case CPU_ONLINE:
1056         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1057                 start_cpu_timer(cpu);
1058                 break;
1059 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1060         case CPU_DOWN_PREPARE:
1061         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1062                 /*
1063                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1064                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1065                  * anything expensive but will only modify reap_work
1066                  * and reschedule the timer.
1067                 */
1068                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1069                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1070                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1071                 break;
1072         case CPU_DOWN_FAILED:
1073         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1074                 start_cpu_timer(cpu);
1075                 break;
1076         case CPU_DEAD:
1077         case CPU_DEAD_FROZEN:
1078                 /*
1079                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1080                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1081                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1082                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1083                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1084                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1085                  */
1086                 /* fall through */
1087 #endif
1088         case CPU_UP_CANCELED:
1089         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1090                 mutex_lock(&slab_mutex);
1091                 cpuup_canceled(cpu);
1092                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1093                 break;
1094         }
1095         return notifier_from_errno(err);
1096 }
1097
1098 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1099         &cpuup_callback, NULL, 0
1100 };
1101
1102 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1103 /*
1104  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1105  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1106  * removed.
1107  *
1108  * Must hold slab_mutex.
1109  */
1110 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1111 {
1112         struct kmem_cache *cachep;
1113         int ret = 0;
1114
1115         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1116                 struct kmem_cache_node *n;
1117
1118                 n = get_node(cachep, node);
1119                 if (!n)
1120                         continue;
1121
1122                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1123
1124                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1125                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1126                         ret = -EBUSY;
1127                         break;
1128                 }
1129         }
1130         return ret;
1131 }
1132
1133 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1134                                         unsigned long action, void *arg)
1135 {
1136         struct memory_notify *mnb = arg;
1137         int ret = 0;
1138         int nid;
1139
1140         nid = mnb->status_change_nid;
1141         if (nid < 0)
1142                 goto out;
1143
1144         switch (action) {
1145         case MEM_GOING_ONLINE:
1146                 mutex_lock(&slab_mutex);
1147                 ret = init_cache_node_node(nid);
1148                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1149                 break;
1150         case MEM_GOING_OFFLINE:
1151                 mutex_lock(&slab_mutex);
1152                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1153                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1154                 break;
1155         case MEM_ONLINE:
1156         case MEM_OFFLINE:
1157         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1158         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1159                 break;
1160         }
1161 out:
1162         return notifier_from_errno(ret);
1163 }
1164 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1165
1166 /*
1167  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1168  */
1169 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1170                                 int nodeid)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *ptr;
1173
1174         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1175         BUG_ON(!ptr);
1176
1177         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1178         /*
1179          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1180          */
1181         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1182
1183         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1184         cachep->node[nodeid] = ptr;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1189  * size of kmem_cache_node.
1190  */
1191 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1192 {
1193         int node;
1194
1195         for_each_online_node(node) {
1196                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1197                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1198                     REAPTIMEOUT_NODE +
1199                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1200         }
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1205  * before smp_init().
1206  */
1207 void __init kmem_cache_init(void)
1208 {
1209         int i;
1210
1211         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1212                                         sizeof(struct rcu_head));
1213         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1214
1215         if (num_possible_nodes() == 1)
1216                 use_alien_caches = 0;
1217
1218         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1219                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1220
1221         /*
1222          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1223          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1224          * not overridden on the command line.
1225          */
1226         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1227                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1228
1229         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1230          * from caches that do not exist yet:
1231          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1232          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1233          *    kmem_cache is statically allocated.
1234          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1235          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1236          *    array at the end of the bootstrap.
1237          * 2) Create the first kmalloc cache.
1238          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1239          *    An __init data area is used for the head array.
1240          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1241          *    head arrays.
1242          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1243          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1244          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1245          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1246          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1247          */
1248
1249         /* 1) create the kmem_cache */
1250
1251         /*
1252          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1253          */
1254         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1255                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1256                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1257                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1258         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1259         slab_state = PARTIAL;
1260
1261         /*
1262          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1263          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1264          */
1265         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1266                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1267         slab_state = PARTIAL_NODE;
1268         setup_kmalloc_cache_index_table();
1269
1270         slab_early_init = 0;
1271
1272         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1273         {
1274                 int nid;
1275
1276                 for_each_online_node(nid) {
1277                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1278
1279                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1280                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1281                 }
1282         }
1283
1284         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1285 }
1286
1287 void __init kmem_cache_init_late(void)
1288 {
1289         struct kmem_cache *cachep;
1290
1291         slab_state = UP;
1292
1293         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1294         mutex_lock(&slab_mutex);
1295         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1296                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1297                         BUG();
1298         mutex_unlock(&slab_mutex);
1299
1300         /* Done! */
1301         slab_state = FULL;
1302
1303         /*
1304          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1305          * cpu_cache_get for all new cpus
1306          */
1307         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1308
1309 #ifdef CONFIG_NUMA
1310         /*
1311          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1312          * node.
1313          */
1314         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1315 #endif
1316
1317         /*
1318          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1319          * of the kernel is not yet operational.
1320          */
1321 }
1322
1323 static int __init cpucache_init(void)
1324 {
1325         int cpu;
1326
1327         /*
1328          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1329          */
1330         for_each_online_cpu(cpu)
1331                 start_cpu_timer(cpu);
1332
1333         /* Done! */
1334         slab_state = FULL;
1335         return 0;
1336 }
1337 __initcall(cpucache_init);
1338
1339 static noinline void
1340 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1341 {
1342 #if DEBUG
1343         struct kmem_cache_node *n;
1344         struct page *page;
1345         unsigned long flags;
1346         int node;
1347         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1348                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1349
1350         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1351                 return;
1352
1353         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1354                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1355         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1356                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1357
1358         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1359                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1360                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1361
1362                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1363                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1364                         active_objs += cachep->num;
1365                         active_slabs++;
1366                 }
1367                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1368                         active_objs += page->active;
1369                         active_slabs++;
1370                 }
1371                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1372                         num_slabs++;
1373
1374                 free_objects += n->free_objects;
1375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1376
1377                 num_slabs += active_slabs;
1378                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1379                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1380                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1381                         free_objects);
1382         }
1383 #endif
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1388  * kmem_cache_node ->list_lock.
1389  *
1390  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1391  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1392  * would be relatively rare and ignorable.
1393  */
1394 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1395                                                                 int nodeid)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         int nr_pages;
1399
1400         flags |= cachep->allocflags;
1401         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1402                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1403
1404         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1405         if (!page) {
1406                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1407                 return NULL;
1408         }
1409
1410         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1411                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1416         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1417                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1418                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1419         else
1420                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1421                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1422
1423         __SetPageSlab(page);
1424         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1425         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1426                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1427
1428         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1429                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1430
1431                 if (cachep->ctor)
1432                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1433                 else
1434                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1435         }
1436
1437         return page;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Interface to system's page release.
1442  */
1443 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1444 {
1445         int order = cachep->gfporder;
1446         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1447
1448         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1449
1450         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1451                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1452                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1453         else
1454                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1455                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1456
1457         BUG_ON(!PageSlab(page));
1458         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1459         __ClearPageSlab(page);
1460         page_mapcount_reset(page);
1461         page->mapping = NULL;
1462
1463         if (current->reclaim_state)
1464                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1465         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1466         __free_pages(page, order);
1467 }
1468
1469 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1470 {
1471         struct kmem_cache *cachep;
1472         struct page *page;
1473
1474         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1475         cachep = page->slab_cache;
1476
1477         kmem_freepages(cachep, page);
1478 }
1479
1480 #if DEBUG
1481 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1482 {
1483         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1484                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1485                 return true;
1486
1487         return false;
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1491 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1492                             unsigned long caller)
1493 {
1494         int size = cachep->object_size;
1495
1496         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1497
1498         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1499                 return;
1500
1501         *addr++ = 0x12345678;
1502         *addr++ = caller;
1503         *addr++ = smp_processor_id();
1504         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1505         {
1506                 unsigned long *sptr = &caller;
1507                 unsigned long svalue;
1508
1509                 while (!kstack_end(sptr)) {
1510                         svalue = *sptr++;
1511                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1512                                 *addr++ = svalue;
1513                                 size -= sizeof(unsigned long);
1514                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1515                                         break;
1516                         }
1517                 }
1518
1519         }
1520         *addr++ = 0x87654321;
1521 }
1522
1523 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1524                                 int map, unsigned long caller)
1525 {
1526         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1527                 return;
1528
1529         if (caller)
1530                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1531
1532         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1533 }
1534
1535 #else
1536 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1537                                 int map, unsigned long caller) {}
1538
1539 #endif
1540
1541 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1542 {
1543         int size = cachep->object_size;
1544         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1545
1546         memset(addr, val, size);
1547         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1548 }
1549
1550 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1551 {
1552         int i;
1553         unsigned char error = 0;
1554         int bad_count = 0;
1555
1556         pr_err("%03x: ", offset);
1557         for (i = 0; i < limit; i++) {
1558                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1559                         error = data[offset + i];
1560                         bad_count++;
1561                 }
1562         }
1563         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1564                         &data[offset], limit, 1);
1565
1566         if (bad_count == 1) {
1567                 error ^= POISON_FREE;
1568                 if (!(error & (error - 1))) {
1569                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1570 #ifdef CONFIG_X86
1571                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1572 #else
1573                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1574 #endif
1575                 }
1576         }
1577 }
1578 #endif
1579
1580 #if DEBUG
1581
1582 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1583 {
1584         int i, size;
1585         char *realobj;
1586
1587         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1588                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1589                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1590                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1591         }
1592
1593         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1594                 pr_err("Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1595                        *dbg_userword(cachep, objp),
1596                        *dbg_userword(cachep, objp));
1597         }
1598         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1599         size = cachep->object_size;
1600         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1601                 int limit;
1602                 limit = 16;
1603                 if (i + limit > size)
1604                         limit = size - i;
1605                 dump_line(realobj, i, limit);
1606         }
1607 }
1608
1609 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1610 {
1611         char *realobj;
1612         int size, i;
1613         int lines = 0;
1614
1615         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1616                 return;
1617
1618         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1619         size = cachep->object_size;
1620
1621         for (i = 0; i < size; i++) {
1622                 char exp = POISON_FREE;
1623                 if (i == size - 1)
1624                         exp = POISON_END;
1625                 if (realobj[i] != exp) {
1626                         int limit;
1627                         /* Mismatch ! */
1628                         /* Print header */
1629                         if (lines == 0) {
1630                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1631                                        print_tainted(), cachep->name,
1632                                        realobj, size);
1633                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1634                         }
1635                         /* Hexdump the affected line */
1636                         i = (i / 16) * 16;
1637                         limit = 16;
1638                         if (i + limit > size)
1639                                 limit = size - i;
1640                         dump_line(realobj, i, limit);
1641                         i += 16;
1642                         lines++;
1643                         /* Limit to 5 lines */
1644                         if (lines > 5)
1645                                 break;
1646                 }
1647         }
1648         if (lines != 0) {
1649                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1650                  * exist:
1651                  */
1652                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1653                 unsigned int objnr;
1654
1655                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1656                 if (objnr) {
1657                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1658                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1659                         pr_err("Prev obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1660                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1661                 }
1662                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1663                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1664                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1665                         pr_err("Next obj: start=%p, len=%d\n", realobj, size);
1666                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1667                 }
1668         }
1669 }
1670 #endif
1671
1672 #if DEBUG
1673 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1674                                                 struct page *page)
1675 {
1676         int i;
1677
1678         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1679                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1680                         POISON_FREE);
1681         }
1682
1683         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1684                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1685
1686                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1687                         check_poison_obj(cachep, objp);
1688                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1689                 }
1690                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1691                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1692                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1693                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1694                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1695                 }
1696         }
1697 }
1698 #else
1699 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1700                                                 struct page *page)
1701 {
1702 }
1703 #endif
1704
1705 /**
1706  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1707  * @cachep: cache pointer being destroyed
1708  * @page: page pointer being destroyed
1709  *
1710  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1711  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1712  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1713  */
1714 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1715 {
1716         void *freelist;
1717
1718         freelist = page->freelist;
1719         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1720         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1721                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1722         else
1723                 kmem_freepages(cachep, page);
1724
1725         /*
1726          * From now on, we don't use freelist
1727          * although actual page can be freed in rcu context
1728          */
1729         if (OFF_SLAB(cachep))
1730                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1731 }
1732
1733 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1734 {
1735         struct page *page, *n;
1736
1737         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1738                 list_del(&page->lru);
1739                 slab_destroy(cachep, page);
1740         }
1741 }
1742
1743 /**
1744  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1745  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1746  * @size: size of objects to be created in this cache.
1747  * @flags: slab allocation flags
1748  *
1749  * Also calculates the number of objects per slab.
1750  *
1751  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1752  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1753  * towards high-order requests, this should be changed.
1754  */
1755 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1756                                 size_t size, unsigned long flags)
1757 {
1758         size_t left_over = 0;
1759         int gfporder;
1760
1761         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1762                 unsigned int num;
1763                 size_t remainder;
1764
1765                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1766                 if (!num)
1767                         continue;
1768
1769                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1770                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1771                         break;
1772
1773                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1774                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1775                         size_t freelist_size;
1776
1777                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1778                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1779                         if (!freelist_cache)
1780                                 continue;
1781
1782                         /*
1783                          * Needed to avoid possible looping condition
1784                          * in cache_grow()
1785                          */
1786                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1787                                 continue;
1788
1789                         /* check if off slab has enough benefit */
1790                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1791                                 continue;
1792                 }
1793
1794                 /* Found something acceptable - save it away */
1795                 cachep->num = num;
1796                 cachep->gfporder = gfporder;
1797                 left_over = remainder;
1798
1799                 /*
1800                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1801                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1802                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1803                  */
1804                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1805                         break;
1806
1807                 /*
1808                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1809                  * currently bad for the gfp()s.
1810                  */
1811                 if (gfporder >= slab_max_order)
1812                         break;
1813
1814                 /*
1815                  * Acceptable internal fragmentation?
1816                  */
1817                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1818                         break;
1819         }
1820         return left_over;
1821 }
1822
1823 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1824                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1825 {
1826         int cpu;
1827         size_t size;
1828         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1829
1830         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1831         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1832
1833         if (!cpu_cache)
1834                 return NULL;
1835
1836         for_each_possible_cpu(cpu) {
1837                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1838                                 entries, batchcount);
1839         }
1840
1841         return cpu_cache;
1842 }
1843
1844 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1845 {
1846         if (slab_state >= FULL)
1847                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1848
1849         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1850         if (!cachep->cpu_cache)
1851                 return 1;
1852
1853         if (slab_state == DOWN) {
1854                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1855                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1856         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1857                 /* For kmem_cache_node */
1858                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1859         } else {
1860                 int node;
1861
1862                 for_each_online_node(node) {
1863                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1864                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1865                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1866                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1867                 }
1868         }
1869
1870         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1871                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1872                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1873
1874         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1875         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1876         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1877         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1878         cachep->batchcount = 1;
1879         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1880         return 0;
1881 }
1882
1883 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1884         unsigned long flags, const char *name,
1885         void (*ctor)(void *))
1886 {
1887         return flags;
1888 }
1889
1890 struct kmem_cache *
1891 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1892                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1893 {
1894         struct kmem_cache *cachep;
1895
1896         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1897         if (cachep) {
1898                 cachep->refcount++;
1899
1900                 /*
1901                  * Adjust the object sizes so that we clear
1902                  * the complete object on kzalloc.
1903                  */
1904                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1905         }
1906         return cachep;
1907 }
1908
1909 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1910                         size_t size, unsigned long flags)
1911 {
1912         size_t left;
1913
1914         cachep->num = 0;
1915
1916         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1917                 return false;
1918
1919         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1920                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1921         if (!cachep->num)
1922                 return false;
1923
1924         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1925                 return false;
1926
1927         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1928
1929         return true;
1930 }
1931
1932 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1933                         size_t size, unsigned long flags)
1934 {
1935         size_t left;
1936
1937         cachep->num = 0;
1938
1939         /*
1940          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1941          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1942          */
1943         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1944                 return false;
1945
1946         /*
1947          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1948          * off-slab (should allow better packing of objs).
1949          */
1950         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1951         if (!cachep->num)
1952                 return false;
1953
1954         /*
1955          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1956          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1957          */
1958         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1959                 return false;
1960
1961         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1962
1963         return true;
1964 }
1965
1966 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1967                         size_t size, unsigned long flags)
1968 {
1969         size_t left;
1970
1971         cachep->num = 0;
1972
1973         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1974         if (!cachep->num)
1975                 return false;
1976
1977         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1978
1979         return true;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1984  * @cachep: cache management descriptor
1985  * @flags: SLAB flags
1986  *
1987  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1988  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1989  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1990  *
1991  * The flags are
1992  *
1993  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1994  * to catch references to uninitialised memory.
1995  *
1996  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1997  * for buffer overruns.
1998  *
1999  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2000  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2001  * as davem.
2002  */
2003 int
2004 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2005 {
2006         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2007         gfp_t gfp;
2008         int err;
2009         size_t size = cachep->size;
2010
2011 #if DEBUG
2012 #if FORCED_DEBUG
2013         /*
2014          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2015          * large objects, if the increased size would increase the object size
2016          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2017          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2018          */
2019         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2020                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2021                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2022         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2023                 flags |= SLAB_POISON;
2024 #endif
2025 #endif
2026
2027         /*
2028          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2029          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2030          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2031          */
2032         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2033                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2034                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2035         }
2036
2037         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2038                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2039                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2040                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2041                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2042                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2043         }
2044
2045         /* 3) caller mandated alignment */
2046         if (ralign < cachep->align) {
2047                 ralign = cachep->align;
2048         }
2049         /* disable debug if necessary */
2050         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2051                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2052         /*
2053          * 4) Store it.
2054          */
2055         cachep->align = ralign;
2056         cachep->colour_off = cache_line_size();
2057         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2058         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2059                 cachep->colour_off = cachep->align;
2060
2061         if (slab_is_available())
2062                 gfp = GFP_KERNEL;
2063         else
2064                 gfp = GFP_NOWAIT;
2065
2066 #if DEBUG
2067
2068         /*
2069          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2070          * into align above.
2071          */
2072         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2073                 /* add space for red zone words */
2074                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2075                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2076         }
2077         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2078                 /* user store requires one word storage behind the end of
2079                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2080                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2081                  */
2082                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2083                         size += REDZONE_ALIGN;
2084                 else
2085                         size += BYTES_PER_WORD;
2086         }
2087 #endif
2088
2089         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2090
2091         size = ALIGN(size, cachep->align);
2092         /*
2093          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2094          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2095          */
2096         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2097                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2098
2099 #if DEBUG
2100         /*
2101          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2102          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2103          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2104          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2105          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2106          */
2107         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2108                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2109                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2110                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2111
2112                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2113                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2114                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2115                                 size = tmp_size;
2116                                 goto done;
2117                         }
2118                 }
2119         }
2120 #endif
2121
2122         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2123                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2124                 goto done;
2125         }
2126
2127         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2128                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2129                 goto done;
2130         }
2131
2132         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2133                 goto done;
2134
2135         return -E2BIG;
2136
2137 done:
2138         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2139         cachep->flags = flags;
2140         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2141         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2142                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2143         cachep->size = size;
2144         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2145
2146 #if DEBUG
2147         /*
2148          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2149          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2150          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2151          */
2152         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2153                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2154                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2155                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2156 #endif
2157
2158         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2159                 cachep->freelist_cache =
2160                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2161         }
2162
2163         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2164         if (err) {
2165                 __kmem_cache_release(cachep);
2166                 return err;
2167         }
2168
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 #if DEBUG
2173 static void check_irq_off(void)
2174 {
2175         BUG_ON(!irqs_disabled());
2176 }
2177
2178 static void check_irq_on(void)
2179 {
2180         BUG_ON(irqs_disabled());
2181 }
2182
2183 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2184 {
2185 #ifdef CONFIG_SMP
2186         check_irq_off();
2187         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2188 #endif
2189 }
2190
2191 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2192 {
2193 #ifdef CONFIG_SMP
2194         check_irq_off();
2195         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2196 #endif
2197 }
2198
2199 #else
2200 #define check_irq_off() do { } while(0)
2201 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2202 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2203 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2204 #endif
2205
2206 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2207                         struct array_cache *ac,
2208                         int force, int node);
2209
2210 static void do_drain(void *arg)
2211 {
2212         struct kmem_cache *cachep = arg;
2213         struct array_cache *ac;
2214         int node = numa_mem_id();
2215         struct kmem_cache_node *n;
2216         LIST_HEAD(list);
2217
2218         check_irq_off();
2219         ac = cpu_cache_get(cachep);
2220         n = get_node(cachep, node);
2221         spin_lock(&n->list_lock);
2222         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2223         spin_unlock(&n->list_lock);
2224         slabs_destroy(cachep, &list);
2225         ac->avail = 0;
2226 }
2227
2228 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2229 {
2230         struct kmem_cache_node *n;
2231         int node;
2232
2233         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2234         check_irq_on();
2235         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2236                 if (n->alien)
2237                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2238
2239         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2240                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Remove slabs from the list of free slabs.
2245  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2246  *
2247  * Returns the actual number of slabs released.
2248  */
2249 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2250                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2251 {
2252         struct list_head *p;
2253         int nr_freed;
2254         struct page *page;
2255
2256         nr_freed = 0;
2257         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2258
2259                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2260                 p = n->slabs_free.prev;
2261                 if (p == &n->slabs_free) {
2262                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2263                         goto out;
2264                 }
2265
2266                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2267                 list_del(&page->lru);
2268                 /*
2269                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2270                  * to the cache.
2271                  */
2272                 n->free_objects -= cache->num;
2273                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2274                 slab_destroy(cache, page);
2275                 nr_freed++;
2276         }
2277 out:
2278         return nr_freed;
2279 }
2280
2281 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2282 {
2283         int ret = 0;
2284         int node;
2285         struct kmem_cache_node *n;
2286
2287         drain_cpu_caches(cachep);
2288
2289         check_irq_on();
2290         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2291                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2292
2293                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2294                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2295         }
2296         return (ret ? 1 : 0);
2297 }
2298
2299 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2300 {
2301         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2302 }
2303
2304 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2305 {
2306         int i;
2307         struct kmem_cache_node *n;
2308
2309         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2310
2311         /* NUMA: free the node structures */
2312         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2313                 kfree(n->shared);
2314                 free_alien_cache(n->alien);
2315                 kfree(n);
2316                 cachep->node[i] = NULL;
2317         }
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Get the memory for a slab management obj.
2322  *
2323  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2324  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2325  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2326  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2327  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2328  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2329  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2330  *
2331  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2332  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2333  */
2334 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2335                                    struct page *page, int colour_off,
2336                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2337 {
2338         void *freelist;
2339         void *addr = page_address(page);
2340
2341         page->s_mem = addr + colour_off;
2342         page->active = 0;
2343
2344         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2345                 freelist = NULL;
2346         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2347                 /* Slab management obj is off-slab. */
2348                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2349                                               local_flags, nodeid);
2350                 if (!freelist)
2351                         return NULL;
2352         } else {
2353                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2354                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2355                                 cachep->freelist_size;
2356         }
2357
2358         return freelist;
2359 }
2360
2361 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2362 {
2363         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2364 }
2365
2366 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2367                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2368 {
2369         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2370 }
2371
2372 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2373 {
2374 #if DEBUG
2375         int i;
2376
2377         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2378                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2379
2380                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2381                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2382
2383                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2384                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2385                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2386                 }
2387                 /*
2388                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2389                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2390                  * They must also be threaded.
2391                  */
2392                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2393                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2394                                                    objp + obj_offset(cachep));
2395                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2396                         kasan_poison_object_data(
2397                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2398                 }
2399
2400                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2401                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2402                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2403                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2404                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2405                 }
2406                 /* need to poison the objs? */
2407                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2408                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2409                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2410                 }
2411         }
2412 #endif
2413 }
2414
2415 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2416                             struct page *page)
2417 {
2418         int i;
2419         void *objp;
2420
2421         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2422
2423         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2424                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2425                                                 obj_offset(cachep);
2426         }
2427
2428         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2429                 /* constructor could break poison info */
2430                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2431                         objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2432                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2433                         cachep->ctor(objp);
2434                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2435                 }
2436
2437                 set_free_obj(page, i, i);
2438         }
2439 }
2440
2441 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2442 {
2443         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2444                 if (flags & GFP_DMA)
2445                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2446                 else
2447                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2448         }
2449 }
2450
2451 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2452 {
2453         void *objp;
2454
2455         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2456         page->active++;
2457
2458 #if DEBUG
2459         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2460                 set_store_user_dirty(cachep);
2461 #endif
2462
2463         return objp;
2464 }
2465
2466 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2467                         struct page *page, void *objp)
2468 {
2469         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2470 #if DEBUG
2471         unsigned int i;
2472
2473         /* Verify double free bug */
2474         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2475                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2476                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %p\n",
2477                                cachep->name, objp);
2478                         BUG();
2479                 }
2480         }
2481 #endif
2482         page->active--;
2483         if (!page->freelist)
2484                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2485
2486         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2491  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2492  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2493  */
2494 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2495                            void *freelist)
2496 {
2497         page->slab_cache = cache;
2498         page->freelist = freelist;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2503  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2504  */
2505 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2506                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2507 {
2508         void *freelist;
2509         size_t offset;
2510         gfp_t local_flags;
2511         struct kmem_cache_node *n;
2512
2513         /*
2514          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2515          * critical path in kmem_cache_alloc().
2516          */
2517         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2518                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2519                 BUG();
2520         }
2521         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2522
2523         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2524         check_irq_off();
2525         n = get_node(cachep, nodeid);
2526         spin_lock(&n->list_lock);
2527
2528         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2529         offset = n->colour_next;
2530         n->colour_next++;
2531         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2532                 n->colour_next = 0;
2533         spin_unlock(&n->list_lock);
2534
2535         offset *= cachep->colour_off;
2536
2537         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2538                 local_irq_enable();
2539
2540         /*
2541          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2542          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2543          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2544          * will eventually be caught here (where it matters).
2545          */
2546         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2547
2548         /*
2549          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2550          * 'nodeid'.
2551          */
2552         if (!page)
2553                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2554         if (!page)
2555                 goto failed;
2556
2557         /* Get slab management. */
2558         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2559                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2560         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2561                 goto opps1;
2562
2563         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2564
2565         kasan_poison_slab(page);
2566         cache_init_objs(cachep, page);
2567
2568         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2569                 local_irq_disable();
2570         check_irq_off();
2571         spin_lock(&n->list_lock);
2572
2573         /* Make slab active. */
2574         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2575         STATS_INC_GROWN(cachep);
2576         n->free_objects += cachep->num;
2577         spin_unlock(&n->list_lock);
2578         return 1;
2579 opps1:
2580         kmem_freepages(cachep, page);
2581 failed:
2582         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2583                 local_irq_disable();
2584         return 0;
2585 }
2586
2587 #if DEBUG
2588
2589 /*
2590  * Perform extra freeing checks:
2591  * - detect bad pointers.
2592  * - POISON/RED_ZONE checking
2593  */
2594 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2595 {
2596         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2597                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2598                        (unsigned long)objp);
2599                 BUG();
2600         }
2601 }
2602
2603 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2604 {
2605         unsigned long long redzone1, redzone2;
2606
2607         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2608         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2609
2610         /*
2611          * Redzone is ok.
2612          */
2613         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2614                 return;
2615
2616         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2617                 slab_error(cache, "double free detected");
2618         else
2619                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2620
2621         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2622                obj, redzone1, redzone2);
2623 }
2624
2625 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2626                                    unsigned long caller)
2627 {
2628         unsigned int objnr;
2629         struct page *page;
2630
2631         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2632
2633         objp -= obj_offset(cachep);
2634         kfree_debugcheck(objp);
2635         page = virt_to_head_page(objp);
2636
2637         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2638                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2639                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2640                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2641         }
2642         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2643                 set_store_user_dirty(cachep);
2644                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2645         }
2646
2647         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2648
2649         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2650         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2651
2652         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2653                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2654                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2655         }
2656         return objp;
2657 }
2658
2659 #else
2660 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2661 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2662 #endif
2663
2664 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2665                                                 void **list)
2666 {
2667 #if DEBUG
2668         void *next = *list;
2669         void *objp;
2670
2671         while (next) {
2672                 objp = next - obj_offset(cachep);
2673                 next = *(void **)next;
2674                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2675         }
2676 #endif
2677 }
2678
2679 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2680                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2681                                 void **list)
2682 {
2683         /* move slabp to correct slabp list: */
2684         list_del(&page->lru);
2685         if (page->active == cachep->num) {
2686                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2687                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2688 #if DEBUG
2689                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2690                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2691                                 void **objp = page->freelist;
2692
2693                                 *objp = *list;
2694                                 *list = objp;
2695                         }
2696 #endif
2697                         page->freelist = NULL;
2698                 }
2699         } else
2700                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2701 }
2702
2703 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2704 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2705                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2706 {
2707         if (!page)
2708                 return NULL;
2709
2710         if (pfmemalloc)
2711                 return page;
2712
2713         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2714                 return page;
2715
2716         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2717         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2718                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2719                 return page;
2720         }
2721
2722         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2723         list_del(&page->lru);
2724         if (!page->active)
2725                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2726         else
2727                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2728
2729         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2730                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2731                         return page;
2732         }
2733
2734         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2735                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2736                         return page;
2737         }
2738
2739         return NULL;
2740 }
2741
2742 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2743 {
2744         struct page *page;
2745
2746         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2747                         struct page, lru);
2748         if (!page) {
2749                 n->free_touched = 1;
2750                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2751                                 struct page, lru);
2752         }
2753
2754         if (sk_memalloc_socks())
2755                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2756
2757         return page;
2758 }
2759
2760 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2761                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2762 {
2763         struct page *page;
2764         void *obj;
2765         void *list = NULL;
2766
2767         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2768                 return NULL;
2769
2770         spin_lock(&n->list_lock);
2771         page = get_first_slab(n, true);
2772         if (!page) {
2773                 spin_unlock(&n->list_lock);
2774                 return NULL;
2775         }
2776
2777         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2778         n->free_objects--;
2779
2780         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2781
2782         spin_unlock(&n->list_lock);
2783         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2784
2785         return obj;
2786 }
2787
2788 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2789 {
2790         int batchcount;
2791         struct kmem_cache_node *n;
2792         struct array_cache *ac;
2793         int node;
2794         void *list = NULL;
2795
2796         check_irq_off();
2797         node = numa_mem_id();
2798
2799 retry:
2800         ac = cpu_cache_get(cachep);
2801         batchcount = ac->batchcount;
2802         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2803                 /*
2804                  * If there was little recent activity on this cache, then
2805                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2806                  * refill bouncing.
2807                  */
2808                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2809         }
2810         n = get_node(cachep, node);
2811
2812         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2813         spin_lock(&n->list_lock);
2814
2815         /* See if we can refill from the shared array */
2816         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2817                 n->shared->touched = 1;
2818                 goto alloc_done;
2819         }
2820
2821         while (batchcount > 0) {
2822                 struct page *page;
2823                 /* Get slab alloc is to come from. */
2824                 page = get_first_slab(n, false);
2825                 if (!page)
2826                         goto must_grow;
2827
2828                 check_spinlock_acquired(cachep);
2829
2830                 /*
2831                  * The slab was either on partial or free list so
2832                  * there must be at least one object available for
2833                  * allocation.
2834                  */
2835                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2836
2837                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2838                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2839                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2840                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2841
2842                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2843                 }
2844
2845                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2846         }
2847
2848 must_grow:
2849         n->free_objects -= ac->avail;
2850 alloc_done:
2851         spin_unlock(&n->list_lock);
2852         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2853
2854         if (unlikely(!ac->avail)) {
2855                 int x;
2856
2857                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2858                 if (sk_memalloc_socks()) {
2859                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2860
2861                         if (obj)
2862                                 return obj;
2863                 }
2864
2865                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2866
2867                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2868                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2869                 node = numa_mem_id();
2870
2871                 /* no objects in sight? abort */
2872                 if (!x && ac->avail == 0)
2873                         return NULL;
2874
2875                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2876                         goto retry;
2877         }
2878         ac->touched = 1;
2879
2880         return ac->entry[--ac->avail];
2881 }
2882
2883 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2884                                                 gfp_t flags)
2885 {
2886         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2887 #if DEBUG
2888         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2889 #endif
2890 }
2891
2892 #if DEBUG
2893 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2894                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2895 {
2896         if (!objp)
2897                 return objp;
2898         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2899                 check_poison_obj(cachep, objp);
2900                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2901                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2902         }
2903         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2904                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2905
2906         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2907                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2908                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2909                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
2910                         pr_err("%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2911                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2912                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2913                 }
2914                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2915                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2916         }
2917
2918         objp += obj_offset(cachep);
2919         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2920                 cachep->ctor(objp);
2921         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2922             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2923                 pr_err("0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2924                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2925         }
2926         return objp;
2927 }
2928 #else
2929 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2930 #endif
2931
2932 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2933 {
2934         void *objp;
2935         struct array_cache *ac;
2936
2937         check_irq_off();
2938
2939         ac = cpu_cache_get(cachep);
2940         if (likely(ac->avail)) {
2941                 ac->touched = 1;
2942                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2943
2944                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2945                 goto out;
2946         }
2947
2948         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2949         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2950         /*
2951          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2952          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2953          */
2954         ac = cpu_cache_get(cachep);
2955
2956 out:
2957         /*
2958          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2959          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2960          * treat the array pointers as a reference to the object.
2961          */
2962         if (objp)
2963                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2964         return objp;
2965 }
2966
2967 #ifdef CONFIG_NUMA
2968 /*
2969  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2970  *
2971  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2972  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2973  */
2974 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2975 {
2976         int nid_alloc, nid_here;
2977
2978         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2979                 return NULL;
2980         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2981         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2982                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2983         else if (current->mempolicy)
2984                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2985         if (nid_alloc != nid_here)
2986                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2987         return NULL;
2988 }
2989
2990 /*
2991  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
2992  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
2993  * available node for available objects. If that fails then we
2994  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
2995  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
2996  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
2997  */
2998 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
2999 {
3000         struct zonelist *zonelist;
3001         gfp_t local_flags;
3002         struct zoneref *z;
3003         struct zone *zone;
3004         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3005         void *obj = NULL;
3006         int nid;
3007         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3008
3009         if (flags & __GFP_THISNODE)
3010                 return NULL;
3011
3012         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3013
3014 retry_cpuset:
3015         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3016         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3017
3018 retry:
3019         /*
3020          * Look through allowed nodes for objects available
3021          * from existing per node queues.
3022          */
3023         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3024                 nid = zone_to_nid(zone);
3025
3026                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3027                         get_node(cache, nid) &&
3028                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3029                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3030                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3031                                 if (obj)
3032                                         break;
3033                 }
3034         }
3035
3036         if (!obj) {
3037                 /*
3038                  * This allocation will be performed within the constraints
3039                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3040                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3041                  * set and go into memory reserves if necessary.
3042                  */
3043                 struct page *page;
3044
3045                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3046                         local_irq_enable();
3047                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3048                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3049                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3050                         local_irq_disable();
3051                 if (page) {
3052                         /*
3053                          * Insert into the appropriate per node queues
3054                          */
3055                         nid = page_to_nid(page);
3056                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3057                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3058                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3059                                 if (!obj)
3060                                         /*
3061                                          * Another processor may allocate the
3062                                          * objects in the slab since we are
3063                                          * not holding any locks.
3064                                          */
3065                                         goto retry;
3066                         } else {
3067                                 /* cache_grow already freed obj */
3068                                 obj = NULL;
3069                         }
3070                 }
3071         }
3072
3073         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3074                 goto retry_cpuset;
3075         return obj;
3076 }
3077
3078 /*
3079  * A interface to enable slab creation on nodeid
3080  */
3081 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3082                                 int nodeid)
3083 {
3084         struct page *page;
3085         struct kmem_cache_node *n;
3086         void *obj;
3087         void *list = NULL;
3088         int x;
3089
3090         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3091         n = get_node(cachep, nodeid);
3092         BUG_ON(!n);
3093
3094 retry:
3095         check_irq_off();
3096         spin_lock(&n->list_lock);
3097         page = get_first_slab(n, false);
3098         if (!page)
3099                 goto must_grow;
3100
3101         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3102
3103         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3104         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3105         STATS_SET_HIGH(cachep);
3106
3107         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3108
3109         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3110         n->free_objects--;
3111
3112         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3113
3114         spin_unlock(&n->list_lock);
3115         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3116         goto done;
3117
3118 must_grow:
3119         spin_unlock(&n->list_lock);
3120         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3121         if (x)
3122                 goto retry;
3123
3124         return fallback_alloc(cachep, flags);
3125
3126 done:
3127         return obj;
3128 }
3129
3130 static __always_inline void *
3131 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3132                    unsigned long caller)
3133 {
3134         unsigned long save_flags;
3135         void *ptr;
3136         int slab_node = numa_mem_id();
3137
3138         flags &= gfp_allowed_mask;
3139         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3140         if (unlikely(!cachep))
3141                 return NULL;
3142
3143         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3144         local_irq_save(save_flags);
3145
3146         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3147                 nodeid = slab_node;
3148
3149         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3150                 /* Node not bootstrapped yet */
3151                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3152                 goto out;
3153         }
3154
3155         if (nodeid == slab_node) {
3156                 /*
3157                  * Use the locally cached objects if possible.
3158                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3159                  * to other nodes. It may fail while we still have
3160                  * objects on other nodes available.
3161                  */
3162                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3163                 if (ptr)
3164                         goto out;
3165         }
3166         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3167         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3168   out:
3169         local_irq_restore(save_flags);
3170         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3171
3172         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3173                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3174
3175         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3176         return ptr;
3177 }
3178
3179 static __always_inline void *
3180 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3181 {
3182         void *objp;
3183
3184         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3185                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3186                 if (objp)
3187                         goto out;
3188         }
3189         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3190
3191         /*
3192          * We may just have run out of memory on the local node.
3193          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3194          */
3195         if (!objp)
3196                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3197
3198   out:
3199         return objp;
3200 }
3201 #else
3202
3203 static __always_inline void *
3204 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3205 {
3206         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3207 }
3208
3209 #endif /* CONFIG_NUMA */
3210
3211 static __always_inline void *
3212 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3213 {
3214         unsigned long save_flags;
3215         void *objp;
3216
3217         flags &= gfp_allowed_mask;
3218         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3219         if (unlikely(!cachep))
3220                 return NULL;
3221
3222         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3223         local_irq_save(save_flags);
3224         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3225         local_irq_restore(save_flags);
3226         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3227         prefetchw(objp);
3228
3229         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3230                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3231
3232         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3233         return objp;
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3238  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3239  */
3240 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3241                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3242 {
3243         int i;
3244         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3245
3246         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3247                 void *objp;
3248                 struct page *page;
3249
3250                 objp = objpp[i];
3251
3252                 page = virt_to_head_page(objp);
3253                 list_del(&page->lru);
3254                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3255                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3256                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3257                 n->free_objects++;
3258
3259                 /* fixup slab chains */
3260                 if (page->active == 0) {
3261                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3262                                 n->free_objects -= cachep->num;
3263                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3264                         } else {
3265                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3266                         }
3267                 } else {
3268                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3269                          * partial list on free - maximum time for the
3270                          * other objects to be freed, too.
3271                          */
3272                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3273                 }
3274         }
3275 }
3276
3277 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3278 {
3279         int batchcount;
3280         struct kmem_cache_node *n;
3281         int node = numa_mem_id();
3282         LIST_HEAD(list);
3283
3284         batchcount = ac->batchcount;
3285
3286         check_irq_off();
3287         n = get_node(cachep, node);
3288         spin_lock(&n->list_lock);
3289         if (n->shared) {
3290                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3291                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3292                 if (max) {
3293                         if (batchcount > max)
3294                                 batchcount = max;
3295                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3296                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3297                         shared_array->avail += batchcount;
3298                         goto free_done;
3299                 }
3300         }
3301
3302         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3303 free_done:
3304 #if STATS
3305         {
3306                 int i = 0;
3307                 struct page *page;
3308
3309                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3310                         BUG_ON(page->active);
3311
3312                         i++;
3313                 }
3314                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3315         }
3316 #endif
3317         spin_unlock(&n->list_lock);
3318         slabs_destroy(cachep, &list);
3319         ac->avail -= batchcount;
3320         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3325  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3326  */
3327 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3328                                 unsigned long caller)
3329 {
3330         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3331
3332         kasan_slab_free(cachep, objp);
3333
3334         check_irq_off();
3335         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3336         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3337
3338         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3339
3340         /*
3341          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3342          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3343          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3344          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3345          * the cache.
3346          */
3347         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3348                 return;
3349
3350         if (ac->avail < ac->limit) {
3351                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3352         } else {
3353                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3354                 cache_flusharray(cachep, ac);
3355         }
3356
3357         if (sk_memalloc_socks()) {
3358                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3359
3360                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3361                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3362                         return;
3363                 }
3364         }
3365
3366         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3367 }
3368
3369 /**
3370  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3371  * @cachep: The cache to allocate from.
3372  * @flags: See kmalloc().
3373  *
3374  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3375  * if the cache has no available objects.
3376  */
3377 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3378 {
3379         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3380
3381         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3382         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3383                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3384
3385         return ret;
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3388
3389 static __always_inline void
3390 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3391                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3392 {
3393         size_t i;
3394
3395         for (i = 0; i < size; i++)
3396                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3397 }
3398
3399 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3400                           void **p)
3401 {
3402         size_t i;
3403
3404         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3405         if (!s)
3406                 return 0;
3407
3408         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3409
3410         local_irq_disable();
3411         for (i = 0; i < size; i++) {
3412                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3413
3414                 if (unlikely(!objp))
3415                         goto error;
3416                 p[i] = objp;
3417         }
3418         local_irq_enable();
3419
3420         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3421
3422         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3423         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3424                 for (i = 0; i < size; i++)
3425                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3426
3427         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3428         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3429         return size;
3430 error:
3431         local_irq_enable();
3432         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3433         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3434         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3435         return 0;
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3438
3439 #ifdef CONFIG_TRACING
3440 void *
3441 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3442 {
3443         void *ret;
3444
3445         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3446
3447         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3448         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3449                       size, cachep->size, flags);
3450         return ret;
3451 }
3452 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3453 #endif
3454
3455 #ifdef CONFIG_NUMA
3456 /**
3457  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3458  * @cachep: The cache to allocate from.
3459  * @flags: See kmalloc().
3460  * @nodeid: node number of the target node.
3461  *
3462  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3463  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3464  *
3465  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3466  */
3467 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3468 {
3469         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3470
3471         kasan_slab_alloc(cachep, ret, flags);
3472         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3473                                     cachep->object_size, cachep->size,
3474                                     flags, nodeid);
3475
3476         return ret;
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3479
3480 #ifdef CONFIG_TRACING
3481 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3482                                   gfp_t flags,
3483                                   int nodeid,
3484                                   size_t size)
3485 {
3486         void *ret;
3487
3488         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3489
3490         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3491         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3492                            size, cachep->size,
3493                            flags, nodeid);
3494         return ret;
3495 }
3496 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3497 #endif
3498
3499 static __always_inline void *
3500 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3501 {
3502         struct kmem_cache *cachep;
3503         void *ret;
3504
3505         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3506         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3507                 return cachep;
3508         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3509         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3510
3511         return ret;
3512 }
3513
3514 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3515 {
3516         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3517 }
3518 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3519
3520 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3521                 int node, unsigned long caller)
3522 {
3523         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3524 }
3525 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3526 #endif /* CONFIG_NUMA */
3527
3528 /**
3529  * __do_kmalloc - allocate memory
3530  * @size: how many bytes of memory are required.
3531  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3532  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3533  */
3534 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3535                                           unsigned long caller)
3536 {
3537         struct kmem_cache *cachep;
3538         void *ret;
3539
3540         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3541         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3542                 return cachep;
3543         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3544
3545         kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3546         trace_kmalloc(caller, ret,
3547                       size, cachep->size, flags);
3548
3549         return ret;
3550 }
3551
3552 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3553 {
3554         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3557
3558 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3559 {
3560         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3563
3564 /**
3565  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3566  * @cachep: The cache the allocation was from.
3567  * @objp: The previously allocated object.
3568  *
3569  * Free an object which was previously allocated from this
3570  * cache.
3571  */
3572 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3573 {
3574         unsigned long flags;
3575         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3576         if (!cachep)
3577                 return;
3578
3579         local_irq_save(flags);
3580         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3581         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3582                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3583         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3584         local_irq_restore(flags);
3585
3586         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3589
3590 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3591 {
3592         struct kmem_cache *s;
3593         size_t i;
3594
3595         local_irq_disable();
3596         for (i = 0; i < size; i++) {
3597                 void *objp = p[i];
3598
3599                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3600                         s = virt_to_cache(objp);
3601                 else
3602                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3603
3604                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3605                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3606                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3607
3608                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3609         }
3610         local_irq_enable();
3611
3612         /* FIXME: add tracing */
3613 }
3614 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3615
3616 /**
3617  * kfree - free previously allocated memory
3618  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3619  *
3620  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3621  *
3622  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3623  * or you will run into trouble.
3624  */
3625 void kfree(const void *objp)
3626 {
3627         struct kmem_cache *c;
3628         unsigned long flags;
3629
3630         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3631
3632         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3633                 return;
3634         local_irq_save(flags);
3635         kfree_debugcheck(objp);
3636         c = virt_to_cache(objp);
3637         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3638
3639         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3640         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3641         local_irq_restore(flags);
3642 }
3643 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3644
3645 /*
3646  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3647  */
3648 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3649 {
3650         int node;
3651         struct kmem_cache_node *n;
3652         struct array_cache *new_shared;
3653         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3654
3655         for_each_online_node(node) {
3656
3657                 if (use_alien_caches) {
3658                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3659                         if (!new_alien)
3660                                 goto fail;
3661                 }
3662
3663                 new_shared = NULL;
3664                 if (cachep->shared) {
3665                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3666                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3667                                         0xbaadf00d, gfp);
3668                         if (!new_shared) {
3669                                 free_alien_cache(new_alien);
3670                                 goto fail;
3671                         }
3672                 }
3673
3674                 n = get_node(cachep, node);
3675                 if (n) {
3676                         struct array_cache *shared = n->shared;
3677                         LIST_HEAD(list);
3678
3679                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3680
3681                         if (shared)
3682                                 free_block(cachep, shared->entry,
3683                                                 shared->avail, node, &list);
3684
3685                         n->shared = new_shared;
3686                         if (!n->alien) {
3687                                 n->alien = new_alien;
3688                                 new_alien = NULL;
3689                         }
3690                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3691                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3692                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3693                         slabs_destroy(cachep, &list);
3694                         kfree(shared);
3695                         free_alien_cache(new_alien);
3696                         continue;
3697                 }
3698                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3699                 if (!n) {
3700                         free_alien_cache(new_alien);
3701                         kfree(new_shared);
3702                         goto fail;
3703                 }
3704
3705                 kmem_cache_node_init(n);
3706                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3707                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3708                 n->shared = new_shared;
3709                 n->alien = new_alien;
3710                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3711                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3712                 cachep->node[node] = n;
3713         }
3714         return 0;
3715
3716 fail:
3717         if (!cachep->list.next) {
3718                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3719                 node--;
3720                 while (node >= 0) {
3721                         n = get_node(cachep, node);
3722                         if (n) {
3723                                 kfree(n->shared);
3724                                 free_alien_cache(n->alien);
3725                                 kfree(n);
3726                                 cachep->node[node] = NULL;
3727                         }
3728                         node--;
3729                 }
3730         }
3731         return -ENOMEM;
3732 }
3733
3734 /* Always called with the slab_mutex held */
3735 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3736                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3737 {
3738         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3739         int cpu;
3740
3741         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3742         if (!cpu_cache)
3743                 return -ENOMEM;
3744
3745         prev = cachep->cpu_cache;
3746         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3747         kick_all_cpus_sync();
3748
3749         check_irq_on();
3750         cachep->batchcount = batchcount;
3751         cachep->limit = limit;
3752         cachep->shared = shared;
3753
3754         if (!prev)
3755                 goto alloc_node;
3756
3757         for_each_online_cpu(cpu) {
3758                 LIST_HEAD(list);
3759                 int node;
3760                 struct kmem_cache_node *n;
3761                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3762
3763                 node = cpu_to_mem(cpu);
3764                 n = get_node(cachep, node);
3765                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3766                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3767                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3768                 slabs_destroy(cachep, &list);
3769         }
3770         free_percpu(prev);
3771
3772 alloc_node:
3773         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3774 }
3775
3776 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3777                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3778 {
3779         int ret;
3780         struct kmem_cache *c;
3781
3782         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3783
3784         if (slab_state < FULL)
3785                 return ret;
3786
3787         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3788                 return ret;
3789
3790         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3791         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3792                 /* return value determined by the root cache only */
3793                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3794         }
3795
3796         return ret;
3797 }
3798
3799 /* Called with slab_mutex held always */
3800 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3801 {
3802         int err;
3803         int limit = 0;
3804         int shared = 0;
3805         int batchcount = 0;
3806
3807         if (!is_root_cache(cachep)) {
3808                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3809                 limit = root->limit;
3810                 shared = root->shared;
3811                 batchcount = root->batchcount;
3812         }
3813
3814         if (limit && shared && batchcount)
3815                 goto skip_setup;
3816         /*
3817          * The head array serves three purposes:
3818          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3819          * - reduce the number of spinlock operations.
3820          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3821          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3822          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3823          * Bonwick.
3824          */
3825         if (cachep->size > 131072)
3826                 limit = 1;
3827         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3828                 limit = 8;
3829         else if (cachep->size > 1024)
3830                 limit = 24;
3831         else if (cachep->size > 256)
3832                 limit = 54;
3833         else
3834                 limit = 120;
3835
3836         /*
3837          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3838          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3839          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3840          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3841          * replaces Bonwick's magazine layer.
3842          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3843          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3844          */
3845         shared = 0;
3846         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3847                 shared = 8;
3848
3849 #if DEBUG
3850         /*
3851          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3852          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3853          */
3854         if (limit > 32)
3855                 limit = 32;
3856 #endif
3857         batchcount = (limit + 1) / 2;
3858 skip_setup:
3859         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3860         if (err)
3861                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3862                        cachep->name, -err);
3863         return err;
3864 }
3865
3866 /*
3867  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3868  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3869  * if drain_array() is used on the shared array.
3870  */
3871 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3872                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3873 {
3874         LIST_HEAD(list);
3875         int tofree;
3876
3877         if (!ac || !ac->avail)
3878                 return;
3879         if (ac->touched && !force) {
3880                 ac->touched = 0;
3881         } else {
3882                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3883                 if (ac->avail) {
3884                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3885                         if (tofree > ac->avail)
3886                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3887                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3888                         ac->avail -= tofree;
3889                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3890                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3891                 }
3892                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3893                 slabs_destroy(cachep, &list);
3894         }
3895 }
3896
3897 /**
3898  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3899  * @w: work descriptor
3900  *
3901  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3902  * Purpose:
3903  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3904  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3905  *
3906  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3907  * again on the next iteration.
3908  */
3909 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3910 {
3911         struct kmem_cache *searchp;
3912         struct kmem_cache_node *n;
3913         int node = numa_mem_id();
3914         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3915
3916         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3917                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3918                 goto out;
3919
3920         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3921                 check_irq_on();
3922
3923                 /*
3924                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3925                  * have established with reasonable certainty that
3926                  * we can do some work if the lock was obtained.
3927                  */
3928                 n = get_node(searchp, node);
3929
3930                 reap_alien(searchp, n);
3931
3932                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3933
3934                 /*
3935                  * These are racy checks but it does not matter
3936                  * if we skip one check or scan twice.
3937                  */
3938                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3939                         goto next;
3940
3941                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3942
3943                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3944
3945                 if (n->free_touched)
3946                         n->free_touched = 0;
3947                 else {
3948                         int freed;
3949
3950                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3951                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3952                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3953                 }
3954 next:
3955                 cond_resched();
3956         }
3957         check_irq_on();
3958         mutex_unlock(&slab_mutex);
3959         next_reap_node();
3960 out:
3961         /* Set up the next iteration */
3962         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3963 }
3964
3965 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3966 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3967 {
3968         struct page *page;
3969         unsigned long active_objs;
3970         unsigned long num_objs;
3971         unsigned long active_slabs = 0;
3972         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3973         const char *name;
3974         char *error = NULL;
3975         int node;
3976         struct kmem_cache_node *n;
3977
3978         active_objs = 0;
3979         num_slabs = 0;
3980         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3981
3982                 check_irq_on();
3983                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3984
3985                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3986                         if (page->active != cachep->num && !error)
3987                                 error = "slabs_full accounting error";
3988                         active_objs += cachep->num;
3989                         active_slabs++;
3990                 }
3991                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3992                         if (page->active == cachep->num && !error)
3993                                 error = "slabs_partial accounting error";
3994                         if (!page->active && !error)
3995                                 error = "slabs_partial accounting error";
3996                         active_objs += page->active;
3997                         active_slabs++;
3998                 }
3999                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4000                         if (page->active && !error)
4001                                 error = "slabs_free accounting error";
4002                         num_slabs++;
4003                 }
4004                 free_objects += n->free_objects;
4005                 if (n->shared)
4006                         shared_avail += n->shared->avail;
4007
4008                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4009         }
4010         num_slabs += active_slabs;
4011         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4012         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4013                 error = "free_objects accounting error";
4014
4015         name = cachep->name;
4016         if (error)
4017                 pr_err("slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4018
4019         sinfo->active_objs = active_objs;
4020         sinfo->num_objs = num_objs;
4021         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4022         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4023         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4024         sinfo->limit = cachep->limit;
4025         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4026         sinfo->shared = cachep->shared;
4027         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4028         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4029 }
4030
4031 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4032 {
4033 #if STATS
4034         {                       /* node stats */
4035                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4036                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4037                 unsigned long grown = cachep->grown;
4038                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4039                 unsigned long errors = cachep->errors;
4040                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4041                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4042                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4043                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4044
4045                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4046                            allocs, high, grown,
4047                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4048                            node_frees, overflows);
4049         }
4050         /* cpu stats */
4051         {
4052                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4053                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4054                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4055                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4056
4057                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4058                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4059         }
4060 #endif
4061 }
4062
4063 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4064 /**
4065  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4066  * @file: unused
4067  * @buffer: user buffer
4068  * @count: data length
4069  * @ppos: unused
4070  */
4071 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4072                        size_t count, loff_t *ppos)
4073 {
4074         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4075         int limit, batchcount, shared, res;
4076         struct kmem_cache *cachep;
4077
4078         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4079                 return -EINVAL;
4080         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4081                 return -EFAULT;
4082         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4083
4084         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4085         if (!tmp)
4086                 return -EINVAL;
4087         *tmp = '\0';
4088         tmp++;
4089         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4090                 return -EINVAL;
4091
4092         /* Find the cache in the chain of caches. */
4093         mutex_lock(&slab_mutex);
4094         res = -EINVAL;
4095         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4096                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4097                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4098                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4099                                 res = 0;
4100                         } else {
4101                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4102                                                        batchcount, shared,
4103                                                        GFP_KERNEL);
4104                         }
4105                         break;
4106                 }
4107         }
4108         mutex_unlock(&slab_mutex);
4109         if (res >= 0)
4110                 res = count;
4111         return res;
4112 }
4113
4114 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4115
4116 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4117 {
4118         unsigned long *p;
4119         int l;
4120         if (!v)
4121                 return 1;
4122         l = n[1];
4123         p = n + 2;
4124         while (l) {
4125                 int i = l/2;
4126                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4127                 if (*q == v) {
4128                         q[1]++;
4129                         return 1;
4130                 }
4131                 if (*q > v) {
4132                         l = i;
4133                 } else {
4134                         p = q + 2;
4135                         l -= i + 1;
4136                 }
4137         }
4138         if (++n[1] == n[0])
4139                 return 0;
4140         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4141         p[0] = v;
4142         p[1] = 1;
4143         return 1;
4144 }
4145
4146 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4147                                                 struct page *page)
4148 {
4149         void *p;
4150         int i, j;
4151         unsigned long v;
4152
4153         if (n[0] == n[1])
4154                 return;
4155         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4156                 bool active = true;
4157
4158                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4159                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4160                                 active = false;
4161                                 break;
4162                         }
4163                 }
4164
4165                 if (!active)
4166                         continue;
4167
4168                 /*
4169                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4170                  * mapping is established when actual object allocation and
4171                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4172                  * cache.
4173                  */
4174                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4175                         continue;
4176
4177                 if (!add_caller(n, v))
4178                         return;
4179         }
4180 }
4181
4182 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4183 {
4184 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4185         unsigned long offset, size;
4186         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4187
4188         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4189                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4190                 if (modname[0])
4191                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4192                 return;
4193         }
4194 #endif
4195         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4196 }
4197
4198 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4199 {
4200         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4201         struct page *page;
4202         struct kmem_cache_node *n;
4203         const char *name;
4204         unsigned long *x = m->private;
4205         int node;
4206         int i;
4207
4208         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4209                 return 0;
4210         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4211                 return 0;
4212
4213         /*
4214          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4215          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4216          * during the processing, information would be wrong so restart
4217          * whole processing.
4218          */
4219         do {
4220                 set_store_user_clean(cachep);
4221                 drain_cpu_caches(cachep);
4222
4223                 x[1] = 0;
4224
4225                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4226
4227                         check_irq_on();
4228                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4229
4230                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4231                                 handle_slab(x, cachep, page);
4232                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4233                                 handle_slab(x, cachep, page);
4234                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4235                 }
4236         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4237
4238         name = cachep->name;
4239         if (x[0] == x[1]) {
4240                 /* Increase the buffer size */
4241                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4242                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4243                 if (!m->private) {
4244                         /* Too bad, we are really out */
4245                         m->private = x;
4246                         mutex_lock(&slab_mutex);
4247                         return -ENOMEM;
4248                 }
4249                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4250                 kfree(x);
4251                 mutex_lock(&slab_mutex);
4252                 /* Now make sure this entry will be retried */
4253                 m->count = m->size;
4254                 return 0;
4255         }
4256         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4257                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4258                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4259                 seq_putc(m, '\n');
4260         }
4261
4262         return 0;
4263 }
4264
4265 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4266         .start = slab_start,
4267         .next = slab_next,
4268         .stop = slab_stop,
4269         .show = leaks_show,
4270 };
4271
4272 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4273 {
4274         unsigned long *n;
4275
4276         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4277         if (!n)
4278                 return -ENOMEM;
4279
4280         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4281
4282         return 0;
4283 }
4284
4285 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4286         .open           = slabstats_open,
4287         .read           = seq_read,
4288         .llseek         = seq_lseek,
4289         .release        = seq_release_private,
4290 };
4291 #endif
4292
4293 static int __init slab_proc_init(void)
4294 {
4295 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4296         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4297 #endif
4298         return 0;
4299 }
4300 module_init(slab_proc_init);
4301 #endif
4302
4303 /**
4304  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4305  * @objp: Pointer to the object
4306  *
4307  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4308  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4309  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4310  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4311  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4312  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4313  * must not be freed during the duration of the call.
4314  */
4315 size_t ksize(const void *objp)
4316 {
4317         size_t size;
4318
4319         BUG_ON(!objp);
4320         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4321                 return 0;
4322
4323         size = virt_to_cache(objp)->object_size;
4324         /* We assume that ksize callers could use the whole allocated area,
4325          * so we need to unpoison this area.
4326          */
4327         kasan_krealloc(objp, size, GFP_NOWAIT);
4328
4329         return size;
4330 }
4331 EXPORT_SYMBOL(ksize);