Merge "kfence: Use pt_regs to generate stack trace on faults" into tizen
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slab.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/mm/slab.c
4  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
5  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
6  *
7  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
8  *
9  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
10  *      (c) 2000 Manfred Spraul
11  *
12  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
13  *      (c) 2002 Manfred Spraul
14  *
15  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
16  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
17  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
18  * or with a little more detail in;
19  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
20  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
21  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
22  *
23  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
24  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
25  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
26  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
27  * initialized objects.
28  *
29  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
30  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
31  * kmem_cache_free.
32  *
33  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
34  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
35  * cache for that memory type.
36  *
37  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
38  *   full slabs with 0 free objects
39  *   partial slabs
40  *   empty slabs with no allocated objects
41  *
42  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
43  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
44  *
45  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
46  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
47  *
48  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
49  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
50  * of the entries in the array are given back into the global cache.
51  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
52  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
53  *
54  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
55  * it's changed with a smp_call_function().
56  *
57  * SMP synchronization:
58  *  constructors and destructors are called without any locking.
59  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
60  *      are accessed without any locking.
61  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
62  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
63  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
64  *
65  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
66  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
67  * his patch.
68  *
69  * Further notes from the original documentation:
70  *
71  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
72  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
73  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
74  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
75  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
76  *
77  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
78  *
79  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
80  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
81  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
82  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
83  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
84  *
85  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
86  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
87  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
88  */
89
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/kfence.h>
104 #include        <linux/cpu.h>
105 #include        <linux/sysctl.h>
106 #include        <linux/module.h>
107 #include        <linux/rcupdate.h>
108 #include        <linux/string.h>
109 #include        <linux/uaccess.h>
110 #include        <linux/nodemask.h>
111 #include        <linux/kmemleak.h>
112 #include        <linux/mempolicy.h>
113 #include        <linux/mutex.h>
114 #include        <linux/fault-inject.h>
115 #include        <linux/rtmutex.h>
116 #include        <linux/reciprocal_div.h>
117 #include        <linux/debugobjects.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119 #include        <linux/prefetch.h>
120 #include        <linux/sched/task_stack.h>
121
122 #include        <net/sock.h>
123
124 #include        <asm/cacheflush.h>
125 #include        <asm/tlbflush.h>
126 #include        <asm/page.h>
127
128 #include <trace/events/kmem.h>
129
130 #include        "internal.h"
131
132 #include        "slab.h"
133
134 /*
135  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
136  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
137  *
138  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
139  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
140  *
141  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
142  */
143
144 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
145 #define DEBUG           1
146 #define STATS           1
147 #define FORCED_DEBUG    1
148 #else
149 #define DEBUG           0
150 #define STATS           0
151 #define FORCED_DEBUG    0
152 #endif
153
154 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
155 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
156 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
157
158 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
159 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
160 #endif
161
162 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
163                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
164
165 #if FREELIST_BYTE_INDEX
166 typedef unsigned char freelist_idx_t;
167 #else
168 typedef unsigned short freelist_idx_t;
169 #endif
170
171 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
172
173 /*
174  * struct array_cache
175  *
176  * Purpose:
177  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
178  * - reduce the number of linked list operations
179  * - reduce spinlock operations
180  *
181  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
182  * footprint.
183  *
184  */
185 struct array_cache {
186         unsigned int avail;
187         unsigned int limit;
188         unsigned int batchcount;
189         unsigned int touched;
190         void *entry[];  /*
191                          * Must have this definition in here for the proper
192                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
193                          * the entries.
194                          */
195 };
196
197 struct alien_cache {
198         spinlock_t lock;
199         struct array_cache ac;
200 };
201
202 /*
203  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
204  */
205 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
206 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
207 #define CACHE_CACHE 0
208 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
209
210 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
211                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
212 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
213                         int node, struct list_head *list);
214 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
215 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
216 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
217
218 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
219                                                 void **list);
220 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
221                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
222                                 void **list);
223 static int slab_early_init = 1;
224
225 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
226
227 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
228 {
229         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
230         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
231         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
232         parent->total_slabs = 0;
233         parent->free_slabs = 0;
234         parent->shared = NULL;
235         parent->alien = NULL;
236         parent->colour_next = 0;
237         raw_spin_lock_init(&parent->list_lock);
238         parent->free_objects = 0;
239         parent->free_touched = 0;
240 }
241
242 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
243         do {                                                            \
244                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
245                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
246         } while (0)
247
248 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
249         do {                                                            \
250         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
251         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
252         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
253         } while (0)
254
255 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
256 #define CFLGS_OFF_SLAB          ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
257 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
258 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
259
260 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
261 /*
262  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
263  * cpucache drain/refill cycles.
264  *
265  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
266  * which could lock up otherwise freeable slabs.
267  */
268 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
269 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
270
271 #if STATS
272 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
273 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
274 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
275 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
276 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
277 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
280                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
283 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
284 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
285 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
286 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
287         do {                                                            \
288                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
289                         (x)->max_freeable = i;                          \
290         } while (0)
291 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
292 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
293 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
294 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
295 #else
296 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
297 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
299 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
300 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
301 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
302 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
303 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
304 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
305 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
306 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
307 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
308 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
309 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
310 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
311 #endif
312
313 #if DEBUG
314
315 /*
316  * memory layout of objects:
317  * 0            : objp
318  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
319  *              the end of an object is aligned with the end of the real
320  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
321  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
322  *              redzone word.
323  * cachep->obj_offset: The real object.
324  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
325  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
326  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
327  */
328 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
329 {
330         return cachep->obj_offset;
331 }
332
333 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
334 {
335         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
336         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
337                                       sizeof(unsigned long long));
338 }
339
340 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
341 {
342         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
343         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
344                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
345                                               sizeof(unsigned long long) -
346                                               REDZONE_ALIGN);
347         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
348                                        sizeof(unsigned long long));
349 }
350
351 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
352 {
353         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
354         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
355 }
356
357 #else
358
359 #define obj_offset(x)                   0
360 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
361 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
362 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
363
364 #endif
365
366 /*
367  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
368  * overridden on the command line.
369  */
370 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
371 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
372 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
373 static bool slab_max_order_set __initdata;
374
375 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
376                                  unsigned int idx)
377 {
378         return page->s_mem + cache->size * idx;
379 }
380
381 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
382 /* internal cache of cache description objs */
383 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
384         .batchcount = 1,
385         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
386         .shared = 1,
387         .size = sizeof(struct kmem_cache),
388         .name = "kmem_cache",
389 };
390
391 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
392
393 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
394 {
395         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
396 }
397
398 /*
399  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
400  */
401 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
402                 slab_flags_t flags, size_t *left_over)
403 {
404         unsigned int num;
405         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
406
407         /*
408          * The slab management structure can be either off the slab or
409          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
410          * slab is used for:
411          *
412          * - @buffer_size bytes for each object
413          * - One freelist_idx_t for each object
414          *
415          * We don't need to consider alignment of freelist because
416          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
417          * at the correct alignment.
418          *
419          * If the slab management structure is off the slab, then the
420          * alignment will already be calculated into the size. Because
421          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
422          * correct alignment when allocated.
423          */
424         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
425                 num = slab_size / buffer_size;
426                 *left_over = slab_size % buffer_size;
427         } else {
428                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
429                 *left_over = slab_size %
430                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
431         }
432
433         return num;
434 }
435
436 #if DEBUG
437 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
438
439 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
440                         char *msg)
441 {
442         pr_err("slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
443                function, cachep->name, msg);
444         dump_stack();
445         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
446 }
447 #endif
448
449 /*
450  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
451  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
452  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
453  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
454  * line
455   */
456
457 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
458 static int __init noaliencache_setup(char *s)
459 {
460         use_alien_caches = 0;
461         return 1;
462 }
463 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
464
465 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
466 {
467         get_option(&str, &slab_max_order);
468         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
469                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
470         slab_max_order_set = true;
471
472         return 1;
473 }
474 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
475
476 #ifdef CONFIG_NUMA
477 /*
478  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
479  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
480  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
481  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
482  */
483 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
484
485 static void init_reap_node(int cpu)
486 {
487         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = next_node_in(cpu_to_mem(cpu),
488                                                     node_online_map);
489 }
490
491 static void next_reap_node(void)
492 {
493         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
494
495         node = next_node_in(node, node_online_map);
496         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
497 }
498
499 #else
500 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
501 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
502 #endif
503
504 /*
505  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
506  * via the workqueue/eventd.
507  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
508  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
509  * lock.
510  */
511 static void start_cpu_timer(int cpu)
512 {
513         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
514
515         if (reap_work->work.func == NULL) {
516                 init_reap_node(cpu);
517                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
518                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
519                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
520         }
521 }
522
523 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
524 {
525         if (ac) {
526                 ac->avail = 0;
527                 ac->limit = limit;
528                 ac->batchcount = batch;
529                 ac->touched = 0;
530         }
531 }
532
533 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
534                                             int batchcount, gfp_t gfp)
535 {
536         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
537         struct array_cache *ac = NULL;
538
539         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
540         /*
541          * The array_cache structures contain pointers to free object.
542          * However, when such objects are allocated or transferred to another
543          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
544          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
545          * not scan such objects.
546          */
547         kmemleak_no_scan(ac);
548         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
549         return ac;
550 }
551
552 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
553                                         struct page *page, void *objp)
554 {
555         struct kmem_cache_node *n;
556         int page_node;
557         LIST_HEAD(list);
558
559         page_node = page_to_nid(page);
560         n = get_node(cachep, page_node);
561
562         raw_spin_lock(&n->list_lock);
563         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
564         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
565
566         slabs_destroy(cachep, &list);
567 }
568
569 /*
570  * Transfer objects in one arraycache to another.
571  * Locking must be handled by the caller.
572  *
573  * Return the number of entries transferred.
574  */
575 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
576                 struct array_cache *from, unsigned int max)
577 {
578         /* Figure out how many entries to transfer */
579         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
580
581         if (!nr)
582                 return 0;
583
584         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
585                         sizeof(void *) *nr);
586
587         from->avail -= nr;
588         to->avail += nr;
589         return nr;
590 }
591
592 /* &alien->lock must be held by alien callers. */
593 static __always_inline void __free_one(struct array_cache *ac, void *objp)
594 {
595         /* Avoid trivial double-free. */
596         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
597             WARN_ON_ONCE(ac->avail > 0 && ac->entry[ac->avail - 1] == objp))
598                 return;
599         ac->entry[ac->avail++] = objp;
600 }
601
602 #ifndef CONFIG_NUMA
603
604 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
605 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
606
607 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
608                                                 int limit, gfp_t gfp)
609 {
610         return NULL;
611 }
612
613 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
614 {
615 }
616
617 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
618 {
619         return 0;
620 }
621
622 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
623                 gfp_t flags)
624 {
625         return NULL;
626 }
627
628 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
629                  gfp_t flags, int nodeid)
630 {
631         return NULL;
632 }
633
634 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
635 {
636         return flags & ~__GFP_NOFAIL;
637 }
638
639 #else   /* CONFIG_NUMA */
640
641 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
642 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
643
644 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
645                                                 int batch, gfp_t gfp)
646 {
647         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
648         struct alien_cache *alc = NULL;
649
650         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
651         if (alc) {
652                 kmemleak_no_scan(alc);
653                 init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
654                 spin_lock_init(&alc->lock);
655         }
656         return alc;
657 }
658
659 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
660 {
661         struct alien_cache **alc_ptr;
662         int i;
663
664         if (limit > 1)
665                 limit = 12;
666         alc_ptr = kcalloc_node(nr_node_ids, sizeof(void *), gfp, node);
667         if (!alc_ptr)
668                 return NULL;
669
670         for_each_node(i) {
671                 if (i == node || !node_online(i))
672                         continue;
673                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
674                 if (!alc_ptr[i]) {
675                         for (i--; i >= 0; i--)
676                                 kfree(alc_ptr[i]);
677                         kfree(alc_ptr);
678                         return NULL;
679                 }
680         }
681         return alc_ptr;
682 }
683
684 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
685 {
686         int i;
687
688         if (!alc_ptr)
689                 return;
690         for_each_node(i)
691             kfree(alc_ptr[i]);
692         kfree(alc_ptr);
693 }
694
695 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
696                                 struct array_cache *ac, int node,
697                                 struct list_head *list)
698 {
699         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
700
701         if (ac->avail) {
702                 raw_spin_lock(&n->list_lock);
703                 /*
704                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
705                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
706                  * into the free lists and getting them back later.
707                  */
708                 if (n->shared)
709                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
710
711                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
712                 ac->avail = 0;
713                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
714         }
715 }
716
717 /*
718  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
719  */
720 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
721 {
722         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
723
724         if (n->alien) {
725                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
726                 struct array_cache *ac;
727
728                 if (alc) {
729                         ac = &alc->ac;
730                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
731                                 LIST_HEAD(list);
732
733                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
734                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
735                                 slabs_destroy(cachep, &list);
736                         }
737                 }
738         }
739 }
740
741 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
742                                 struct alien_cache **alien)
743 {
744         int i = 0;
745         struct alien_cache *alc;
746         struct array_cache *ac;
747         unsigned long flags;
748
749         for_each_online_node(i) {
750                 alc = alien[i];
751                 if (alc) {
752                         LIST_HEAD(list);
753
754                         ac = &alc->ac;
755                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
756                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
757                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
758                         slabs_destroy(cachep, &list);
759                 }
760         }
761 }
762
763 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
764                                 int node, int page_node)
765 {
766         struct kmem_cache_node *n;
767         struct alien_cache *alien = NULL;
768         struct array_cache *ac;
769         LIST_HEAD(list);
770
771         n = get_node(cachep, node);
772         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
773         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
774                 alien = n->alien[page_node];
775                 ac = &alien->ac;
776                 spin_lock(&alien->lock);
777                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
778                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
779                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
780                 }
781                 __free_one(ac, objp);
782                 spin_unlock(&alien->lock);
783                 slabs_destroy(cachep, &list);
784         } else {
785                 n = get_node(cachep, page_node);
786                 raw_spin_lock(&n->list_lock);
787                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
788                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
789                 slabs_destroy(cachep, &list);
790         }
791         return 1;
792 }
793
794 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
795 {
796         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
797         int node = numa_mem_id();
798         /*
799          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
800          * cache on this cpu.
801          */
802         if (likely(node == page_node))
803                 return 0;
804
805         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
806 }
807
808 /*
809  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not reclaim or
810  * warn about failures.
811  */
812 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
813 {
814         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
815 }
816 #endif
817
818 static int init_cache_node(struct kmem_cache *cachep, int node, gfp_t gfp)
819 {
820         struct kmem_cache_node *n;
821
822         /*
823          * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
824          * begin anything. Make sure some other cpu on this
825          * node has not already allocated this
826          */
827         n = get_node(cachep, node);
828         if (n) {
829                 raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
830                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
831                                 cachep->num;
832                 raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
833
834                 return 0;
835         }
836
837         n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
838         if (!n)
839                 return -ENOMEM;
840
841         kmem_cache_node_init(n);
842         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
843                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
844
845         n->free_limit =
846                 (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount + cachep->num;
847
848         /*
849          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
850          * come and go.  slab_mutex is sufficient
851          * protection here.
852          */
853         cachep->node[node] = n;
854
855         return 0;
856 }
857
858 #if (defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) || defined(CONFIG_SMP)
859 /*
860  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
861  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
862  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
863  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
864  * already in use.
865  *
866  * Must hold slab_mutex.
867  */
868 static int init_cache_node_node(int node)
869 {
870         int ret;
871         struct kmem_cache *cachep;
872
873         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
874                 ret = init_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL);
875                 if (ret)
876                         return ret;
877         }
878
879         return 0;
880 }
881 #endif
882
883 static int setup_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep,
884                                 int node, gfp_t gfp, bool force_change)
885 {
886         int ret = -ENOMEM;
887         struct kmem_cache_node *n;
888         struct array_cache *old_shared = NULL;
889         struct array_cache *new_shared = NULL;
890         struct alien_cache **new_alien = NULL;
891         LIST_HEAD(list);
892
893         if (use_alien_caches) {
894                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
895                 if (!new_alien)
896                         goto fail;
897         }
898
899         if (cachep->shared) {
900                 new_shared = alloc_arraycache(node,
901                         cachep->shared * cachep->batchcount, 0xbaadf00d, gfp);
902                 if (!new_shared)
903                         goto fail;
904         }
905
906         ret = init_cache_node(cachep, node, gfp);
907         if (ret)
908                 goto fail;
909
910         n = get_node(cachep, node);
911         raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
912         if (n->shared && force_change) {
913                 free_block(cachep, n->shared->entry,
914                                 n->shared->avail, node, &list);
915                 n->shared->avail = 0;
916         }
917
918         if (!n->shared || force_change) {
919                 old_shared = n->shared;
920                 n->shared = new_shared;
921                 new_shared = NULL;
922         }
923
924         if (!n->alien) {
925                 n->alien = new_alien;
926                 new_alien = NULL;
927         }
928
929         raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
930         slabs_destroy(cachep, &list);
931
932         /*
933          * To protect lockless access to n->shared during irq disabled context.
934          * If n->shared isn't NULL in irq disabled context, accessing to it is
935          * guaranteed to be valid until irq is re-enabled, because it will be
936          * freed after synchronize_rcu().
937          */
938         if (old_shared && force_change)
939                 synchronize_rcu();
940
941 fail:
942         kfree(old_shared);
943         kfree(new_shared);
944         free_alien_cache(new_alien);
945
946         return ret;
947 }
948
949 #ifdef CONFIG_SMP
950
951 static void cpuup_canceled(long cpu)
952 {
953         struct kmem_cache *cachep;
954         struct kmem_cache_node *n = NULL;
955         int node = cpu_to_mem(cpu);
956         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
957
958         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
959                 struct array_cache *nc;
960                 struct array_cache *shared;
961                 struct alien_cache **alien;
962                 LIST_HEAD(list);
963
964                 n = get_node(cachep, node);
965                 if (!n)
966                         continue;
967
968                 raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
969
970                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
971                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
972
973                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
974                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
975                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
976                 nc->avail = 0;
977
978                 if (!cpumask_empty(mask)) {
979                         raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
980                         goto free_slab;
981                 }
982
983                 shared = n->shared;
984                 if (shared) {
985                         free_block(cachep, shared->entry,
986                                    shared->avail, node, &list);
987                         n->shared = NULL;
988                 }
989
990                 alien = n->alien;
991                 n->alien = NULL;
992
993                 raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
994
995                 kfree(shared);
996                 if (alien) {
997                         drain_alien_cache(cachep, alien);
998                         free_alien_cache(alien);
999                 }
1000
1001 free_slab:
1002                 slabs_destroy(cachep, &list);
1003         }
1004         /*
1005          * In the previous loop, all the objects were freed to
1006          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1007          * shrink each nodelist to its limit.
1008          */
1009         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1010                 n = get_node(cachep, node);
1011                 if (!n)
1012                         continue;
1013                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1014         }
1015 }
1016
1017 static int cpuup_prepare(long cpu)
1018 {
1019         struct kmem_cache *cachep;
1020         int node = cpu_to_mem(cpu);
1021         int err;
1022
1023         /*
1024          * We need to do this right in the beginning since
1025          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1026          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1027          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1028          */
1029         err = init_cache_node_node(node);
1030         if (err < 0)
1031                 goto bad;
1032
1033         /*
1034          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1035          * array caches
1036          */
1037         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1038                 err = setup_kmem_cache_node(cachep, node, GFP_KERNEL, false);
1039                 if (err)
1040                         goto bad;
1041         }
1042
1043         return 0;
1044 bad:
1045         cpuup_canceled(cpu);
1046         return -ENOMEM;
1047 }
1048
1049 int slab_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1050 {
1051         int err;
1052
1053         mutex_lock(&slab_mutex);
1054         err = cpuup_prepare(cpu);
1055         mutex_unlock(&slab_mutex);
1056         return err;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * This is called for a failed online attempt and for a successful
1061  * offline.
1062  *
1063  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1064  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between cpu_down, and
1065  * a kmalloc allocation from another cpu for memory from the node of
1066  * the cpu going down.  The kmem_cache_node structure is usually allocated from
1067  * kmem_cache_create() and gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1068  */
1069 int slab_dead_cpu(unsigned int cpu)
1070 {
1071         mutex_lock(&slab_mutex);
1072         cpuup_canceled(cpu);
1073         mutex_unlock(&slab_mutex);
1074         return 0;
1075 }
1076 #endif
1077
1078 static int slab_online_cpu(unsigned int cpu)
1079 {
1080         start_cpu_timer(cpu);
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static int slab_offline_cpu(unsigned int cpu)
1085 {
1086         /*
1087          * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is held so
1088          * that if cache_reap() is invoked it cannot do anything
1089          * expensive but will only modify reap_work and reschedule the
1090          * timer.
1091          */
1092         cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1093         /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1094         per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1099 /*
1100  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1101  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1102  * removed.
1103  *
1104  * Must hold slab_mutex.
1105  */
1106 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1107 {
1108         struct kmem_cache *cachep;
1109         int ret = 0;
1110
1111         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1112                 struct kmem_cache_node *n;
1113
1114                 n = get_node(cachep, node);
1115                 if (!n)
1116                         continue;
1117
1118                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
1119
1120                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1121                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1122                         ret = -EBUSY;
1123                         break;
1124                 }
1125         }
1126         return ret;
1127 }
1128
1129 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1130                                         unsigned long action, void *arg)
1131 {
1132         struct memory_notify *mnb = arg;
1133         int ret = 0;
1134         int nid;
1135
1136         nid = mnb->status_change_nid;
1137         if (nid < 0)
1138                 goto out;
1139
1140         switch (action) {
1141         case MEM_GOING_ONLINE:
1142                 mutex_lock(&slab_mutex);
1143                 ret = init_cache_node_node(nid);
1144                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1145                 break;
1146         case MEM_GOING_OFFLINE:
1147                 mutex_lock(&slab_mutex);
1148                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1149                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1150                 break;
1151         case MEM_ONLINE:
1152         case MEM_OFFLINE:
1153         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1154         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1155                 break;
1156         }
1157 out:
1158         return notifier_from_errno(ret);
1159 }
1160 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1161
1162 /*
1163  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1164  */
1165 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1166                                 int nodeid)
1167 {
1168         struct kmem_cache_node *ptr;
1169
1170         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1171         BUG_ON(!ptr);
1172
1173         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1174         /*
1175          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1176          */
1177         raw_spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1178
1179         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1180         cachep->node[nodeid] = ptr;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1185  * size of kmem_cache_node.
1186  */
1187 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1188 {
1189         int node;
1190
1191         for_each_online_node(node) {
1192                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1193                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1194                     REAPTIMEOUT_NODE +
1195                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1196         }
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1201  * before smp_init().
1202  */
1203 void __init kmem_cache_init(void)
1204 {
1205         int i;
1206
1207         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1208
1209         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) || num_possible_nodes() == 1)
1210                 use_alien_caches = 0;
1211
1212         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1213                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1214
1215         /*
1216          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1217          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1218          * not overridden on the command line.
1219          */
1220         if (!slab_max_order_set && totalram_pages() > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1221                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1222
1223         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1224          * from caches that do not exist yet:
1225          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1226          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1227          *    kmem_cache is statically allocated.
1228          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1229          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1230          *    array at the end of the bootstrap.
1231          * 2) Create the first kmalloc cache.
1232          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1233          *    An __init data area is used for the head array.
1234          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1235          *    head arrays.
1236          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1237          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1238          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1239          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1240          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1241          */
1242
1243         /* 1) create the kmem_cache */
1244
1245         /*
1246          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1247          */
1248         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1249                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1250                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1251                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
1252         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1253         slab_state = PARTIAL;
1254
1255         /*
1256          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1257          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1258          */
1259         kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache(
1260                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].name[KMALLOC_NORMAL],
1261                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size,
1262                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS, 0,
1263                                 kmalloc_info[INDEX_NODE].size);
1264         slab_state = PARTIAL_NODE;
1265         setup_kmalloc_cache_index_table();
1266
1267         slab_early_init = 0;
1268
1269         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1270         {
1271                 int nid;
1272
1273                 for_each_online_node(nid) {
1274                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1275
1276                         init_list(kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][INDEX_NODE],
1277                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1278                 }
1279         }
1280
1281         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1282 }
1283
1284 void __init kmem_cache_init_late(void)
1285 {
1286         struct kmem_cache *cachep;
1287
1288         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1289         mutex_lock(&slab_mutex);
1290         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1291                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1292                         BUG();
1293         mutex_unlock(&slab_mutex);
1294
1295         /* Done! */
1296         slab_state = FULL;
1297
1298 #ifdef CONFIG_NUMA
1299         /*
1300          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1301          * node.
1302          */
1303         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1304 #endif
1305
1306         /*
1307          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1308          * of the kernel is not yet operational.
1309          */
1310 }
1311
1312 static int __init cpucache_init(void)
1313 {
1314         int ret;
1315
1316         /*
1317          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1318          */
1319         ret = cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "SLAB online",
1320                                 slab_online_cpu, slab_offline_cpu);
1321         WARN_ON(ret < 0);
1322
1323         return 0;
1324 }
1325 __initcall(cpucache_init);
1326
1327 static noinline void
1328 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1329 {
1330 #if DEBUG
1331         struct kmem_cache_node *n;
1332         unsigned long flags;
1333         int node;
1334         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1335                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1336
1337         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1338                 return;
1339
1340         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1341                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1342         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1343                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1344
1345         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1346                 unsigned long total_slabs, free_slabs, free_objs;
1347
1348                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1349                 total_slabs = n->total_slabs;
1350                 free_slabs = n->free_slabs;
1351                 free_objs = n->free_objects;
1352                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1353
1354                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld\n",
1355                         node, total_slabs - free_slabs, total_slabs,
1356                         (total_slabs * cachep->num) - free_objs,
1357                         total_slabs * cachep->num);
1358         }
1359 #endif
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1364  * kmem_cache_node ->list_lock.
1365  *
1366  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1367  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1368  * would be relatively rare and ignorable.
1369  */
1370 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1371                                                                 int nodeid)
1372 {
1373         struct page *page;
1374
1375         flags |= cachep->allocflags;
1376
1377         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1378         if (!page) {
1379                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1380                 return NULL;
1381         }
1382
1383         account_slab_page(page, cachep->gfporder, cachep);
1384         __SetPageSlab(page);
1385         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1386         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1387                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1388
1389         return page;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Interface to system's page release.
1394  */
1395 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1396 {
1397         int order = cachep->gfporder;
1398
1399         BUG_ON(!PageSlab(page));
1400         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1401         __ClearPageSlab(page);
1402         page_mapcount_reset(page);
1403         page->mapping = NULL;
1404
1405         if (current->reclaim_state)
1406                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += 1 << order;
1407         unaccount_slab_page(page, order, cachep);
1408         __free_pages(page, order);
1409 }
1410
1411 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1412 {
1413         struct kmem_cache *cachep;
1414         struct page *page;
1415
1416         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1417         cachep = page->slab_cache;
1418
1419         kmem_freepages(cachep, page);
1420 }
1421
1422 #if DEBUG
1423 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1424 {
1425         if (debug_pagealloc_enabled_static() && OFF_SLAB(cachep) &&
1426                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1427                 return true;
1428
1429         return false;
1430 }
1431
1432 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1433 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1434 {
1435         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1436                 return;
1437
1438         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1439 }
1440
1441 #else
1442 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1443                                 int map) {}
1444
1445 #endif
1446
1447 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1448 {
1449         int size = cachep->object_size;
1450         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1451
1452         memset(addr, val, size);
1453         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1454 }
1455
1456 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1457 {
1458         int i;
1459         unsigned char error = 0;
1460         int bad_count = 0;
1461
1462         pr_err("%03x: ", offset);
1463         for (i = 0; i < limit; i++) {
1464                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1465                         error = data[offset + i];
1466                         bad_count++;
1467                 }
1468         }
1469         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1470                         &data[offset], limit, 1);
1471
1472         if (bad_count == 1) {
1473                 error ^= POISON_FREE;
1474                 if (!(error & (error - 1))) {
1475                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1476 #ifdef CONFIG_X86
1477                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1478 #else
1479                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1480 #endif
1481                 }
1482         }
1483 }
1484 #endif
1485
1486 #if DEBUG
1487
1488 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1489 {
1490         int i, size;
1491         char *realobj;
1492
1493         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1494                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1495                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1496                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1497         }
1498
1499         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1500                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1501         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1502         size = cachep->object_size;
1503         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1504                 int limit;
1505                 limit = 16;
1506                 if (i + limit > size)
1507                         limit = size - i;
1508                 dump_line(realobj, i, limit);
1509         }
1510 }
1511
1512 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1513 {
1514         char *realobj;
1515         int size, i;
1516         int lines = 0;
1517
1518         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1519                 return;
1520
1521         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1522         size = cachep->object_size;
1523
1524         for (i = 0; i < size; i++) {
1525                 char exp = POISON_FREE;
1526                 if (i == size - 1)
1527                         exp = POISON_END;
1528                 if (realobj[i] != exp) {
1529                         int limit;
1530                         /* Mismatch ! */
1531                         /* Print header */
1532                         if (lines == 0) {
1533                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1534                                        print_tainted(), cachep->name,
1535                                        realobj, size);
1536                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1537                         }
1538                         /* Hexdump the affected line */
1539                         i = (i / 16) * 16;
1540                         limit = 16;
1541                         if (i + limit > size)
1542                                 limit = size - i;
1543                         dump_line(realobj, i, limit);
1544                         i += 16;
1545                         lines++;
1546                         /* Limit to 5 lines */
1547                         if (lines > 5)
1548                                 break;
1549                 }
1550         }
1551         if (lines != 0) {
1552                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1553                  * exist:
1554                  */
1555                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1556                 unsigned int objnr;
1557
1558                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1559                 if (objnr) {
1560                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1561                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1562                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1563                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1564                 }
1565                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1566                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1567                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1568                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1569                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1570                 }
1571         }
1572 }
1573 #endif
1574
1575 #if DEBUG
1576 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1577                                                 struct page *page)
1578 {
1579         int i;
1580
1581         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1582                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1583                         POISON_FREE);
1584         }
1585
1586         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1587                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1588
1589                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1590                         check_poison_obj(cachep, objp);
1591                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1592                 }
1593                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1594                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1595                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1596                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1597                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1598                 }
1599         }
1600 }
1601 #else
1602 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1603                                                 struct page *page)
1604 {
1605 }
1606 #endif
1607
1608 /**
1609  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1610  * @cachep: cache pointer being destroyed
1611  * @page: page pointer being destroyed
1612  *
1613  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1614  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1615  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1616  */
1617 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1618 {
1619         void *freelist;
1620
1621         freelist = page->freelist;
1622         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1623         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1624                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1625         else
1626                 kmem_freepages(cachep, page);
1627
1628         /*
1629          * From now on, we don't use freelist
1630          * although actual page can be freed in rcu context
1631          */
1632         if (OFF_SLAB(cachep))
1633                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Update the size of the caches before calling slabs_destroy as it may
1638  * recursively call kfree.
1639  */
1640 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1641 {
1642         struct page *page, *n;
1643
1644         list_for_each_entry_safe(page, n, list, slab_list) {
1645                 list_del(&page->slab_list);
1646                 slab_destroy(cachep, page);
1647         }
1648 }
1649
1650 /**
1651  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1652  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1653  * @size: size of objects to be created in this cache.
1654  * @flags: slab allocation flags
1655  *
1656  * Also calculates the number of objects per slab.
1657  *
1658  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1659  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1660  * towards high-order requests, this should be changed.
1661  *
1662  * Return: number of left-over bytes in a slab
1663  */
1664 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1665                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1666 {
1667         size_t left_over = 0;
1668         int gfporder;
1669
1670         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1671                 unsigned int num;
1672                 size_t remainder;
1673
1674                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1675                 if (!num)
1676                         continue;
1677
1678                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1679                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1680                         break;
1681
1682                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1683                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1684                         size_t freelist_size;
1685
1686                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1687                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1688                         if (!freelist_cache)
1689                                 continue;
1690
1691                         /*
1692                          * Needed to avoid possible looping condition
1693                          * in cache_grow_begin()
1694                          */
1695                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1696                                 continue;
1697
1698                         /* check if off slab has enough benefit */
1699                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1700                                 continue;
1701                 }
1702
1703                 /* Found something acceptable - save it away */
1704                 cachep->num = num;
1705                 cachep->gfporder = gfporder;
1706                 left_over = remainder;
1707
1708                 /*
1709                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1710                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1711                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1712                  */
1713                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1714                         break;
1715
1716                 /*
1717                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1718                  * currently bad for the gfp()s.
1719                  */
1720                 if (gfporder >= slab_max_order)
1721                         break;
1722
1723                 /*
1724                  * Acceptable internal fragmentation?
1725                  */
1726                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1727                         break;
1728         }
1729         return left_over;
1730 }
1731
1732 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1733                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1734 {
1735         int cpu;
1736         size_t size;
1737         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1738
1739         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1740         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1741
1742         if (!cpu_cache)
1743                 return NULL;
1744
1745         for_each_possible_cpu(cpu) {
1746                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1747                                 entries, batchcount);
1748         }
1749
1750         return cpu_cache;
1751 }
1752
1753 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1754 {
1755         if (slab_state >= FULL)
1756                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1757
1758         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1759         if (!cachep->cpu_cache)
1760                 return 1;
1761
1762         if (slab_state == DOWN) {
1763                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1764                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1765         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1766                 /* For kmem_cache_node */
1767                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1768         } else {
1769                 int node;
1770
1771                 for_each_online_node(node) {
1772                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1773                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1774                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1775                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1776                 }
1777         }
1778
1779         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1780                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1781                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1782
1783         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1784         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1785         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1786         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1787         cachep->batchcount = 1;
1788         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1793         slab_flags_t flags, const char *name)
1794 {
1795         return flags;
1796 }
1797
1798 struct kmem_cache *
1799 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1800                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1801 {
1802         struct kmem_cache *cachep;
1803
1804         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1805         if (cachep) {
1806                 cachep->refcount++;
1807
1808                 /*
1809                  * Adjust the object sizes so that we clear
1810                  * the complete object on kzalloc.
1811                  */
1812                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1813         }
1814         return cachep;
1815 }
1816
1817 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1818                         size_t size, slab_flags_t flags)
1819 {
1820         size_t left;
1821
1822         cachep->num = 0;
1823
1824         /*
1825          * If slab auto-initialization on free is enabled, store the freelist
1826          * off-slab, so that its contents don't end up in one of the allocated
1827          * objects.
1828          */
1829         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
1830                 return false;
1831
1832         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1833                 return false;
1834
1835         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1836                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1837         if (!cachep->num)
1838                 return false;
1839
1840         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1841                 return false;
1842
1843         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1844
1845         return true;
1846 }
1847
1848 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1849                         size_t size, slab_flags_t flags)
1850 {
1851         size_t left;
1852
1853         cachep->num = 0;
1854
1855         /*
1856          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1857          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1858          */
1859         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1860                 return false;
1861
1862         /*
1863          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1864          * off-slab (should allow better packing of objs).
1865          */
1866         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1867         if (!cachep->num)
1868                 return false;
1869
1870         /*
1871          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1872          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1873          */
1874         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1875                 return false;
1876
1877         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1878
1879         return true;
1880 }
1881
1882 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1883                         size_t size, slab_flags_t flags)
1884 {
1885         size_t left;
1886
1887         cachep->num = 0;
1888
1889         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1890         if (!cachep->num)
1891                 return false;
1892
1893         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1894
1895         return true;
1896 }
1897
1898 /**
1899  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1900  * @cachep: cache management descriptor
1901  * @flags: SLAB flags
1902  *
1903  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1904  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1905  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1906  *
1907  * The flags are
1908  *
1909  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1910  * to catch references to uninitialised memory.
1911  *
1912  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1913  * for buffer overruns.
1914  *
1915  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1916  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1917  * as davem.
1918  *
1919  * Return: a pointer to the created cache or %NULL in case of error
1920  */
1921 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1922 {
1923         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1924         gfp_t gfp;
1925         int err;
1926         unsigned int size = cachep->size;
1927
1928 #if DEBUG
1929 #if FORCED_DEBUG
1930         /*
1931          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1932          * large objects, if the increased size would increase the object size
1933          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1934          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1935          */
1936         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
1937                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
1938                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1939         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1940                 flags |= SLAB_POISON;
1941 #endif
1942 #endif
1943
1944         /*
1945          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1946          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1947          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1948          */
1949         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
1950
1951         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1952                 ralign = REDZONE_ALIGN;
1953                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
1954                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
1955                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
1956         }
1957
1958         /* 3) caller mandated alignment */
1959         if (ralign < cachep->align) {
1960                 ralign = cachep->align;
1961         }
1962         /* disable debug if necessary */
1963         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
1964                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1965         /*
1966          * 4) Store it.
1967          */
1968         cachep->align = ralign;
1969         cachep->colour_off = cache_line_size();
1970         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1971         if (cachep->colour_off < cachep->align)
1972                 cachep->colour_off = cachep->align;
1973
1974         if (slab_is_available())
1975                 gfp = GFP_KERNEL;
1976         else
1977                 gfp = GFP_NOWAIT;
1978
1979 #if DEBUG
1980
1981         /*
1982          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
1983          * into align above.
1984          */
1985         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1986                 /* add space for red zone words */
1987                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
1988                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
1989         }
1990         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1991                 /* user store requires one word storage behind the end of
1992                  * the real object. But if the second red zone needs to be
1993                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
1994                  */
1995                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1996                         size += REDZONE_ALIGN;
1997                 else
1998                         size += BYTES_PER_WORD;
1999         }
2000 #endif
2001
2002         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2003
2004         size = ALIGN(size, cachep->align);
2005         /*
2006          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2007          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2008          */
2009         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2010                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2011
2012 #if DEBUG
2013         /*
2014          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2015          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2016          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2017          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2018          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2019          */
2020         if (debug_pagealloc_enabled_static() && (flags & SLAB_POISON) &&
2021                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2022                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2023                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2024
2025                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2026                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2027                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2028                                 size = tmp_size;
2029                                 goto done;
2030                         }
2031                 }
2032         }
2033 #endif
2034
2035         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2036                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2037                 goto done;
2038         }
2039
2040         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2041                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2042                 goto done;
2043         }
2044
2045         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2046                 goto done;
2047
2048         return -E2BIG;
2049
2050 done:
2051         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2052         cachep->flags = flags;
2053         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2054         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2055                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2056         if (flags & SLAB_CACHE_DMA32)
2057                 cachep->allocflags |= GFP_DMA32;
2058         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2059                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2060         cachep->size = size;
2061         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2062
2063 #if DEBUG
2064         /*
2065          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2066          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2067          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2068          */
2069         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2070                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2071                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2072                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2073 #endif
2074
2075         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2076                 cachep->freelist_cache =
2077                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2078         }
2079
2080         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2081         if (err) {
2082                 __kmem_cache_release(cachep);
2083                 return err;
2084         }
2085
2086         return 0;
2087 }
2088
2089 #if DEBUG
2090 static void check_irq_off(void)
2091 {
2092         BUG_ON(!irqs_disabled());
2093 }
2094
2095 static void check_irq_on(void)
2096 {
2097         BUG_ON(irqs_disabled());
2098 }
2099
2100 static void check_mutex_acquired(void)
2101 {
2102         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2103 }
2104
2105 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2106 {
2107 #ifdef CONFIG_SMP
2108         check_irq_off();
2109         assert_raw_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2110 #endif
2111 }
2112
2113 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2114 {
2115 #ifdef CONFIG_SMP
2116         check_irq_off();
2117         assert_raw_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2118 #endif
2119 }
2120
2121 #else
2122 #define check_irq_off() do { } while(0)
2123 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2124 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2125 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2126 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2127 #endif
2128
2129 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2130                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2131 {
2132         int tofree;
2133
2134         if (!ac || !ac->avail)
2135                 return;
2136
2137         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2138         if (tofree > ac->avail)
2139                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2140
2141         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2142         ac->avail -= tofree;
2143         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2144 }
2145
2146 static void do_drain(void *arg)
2147 {
2148         struct kmem_cache *cachep = arg;
2149         struct array_cache *ac;
2150         int node = numa_mem_id();
2151         struct kmem_cache_node *n;
2152         LIST_HEAD(list);
2153
2154         check_irq_off();
2155         ac = cpu_cache_get(cachep);
2156         n = get_node(cachep, node);
2157         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2158         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2159         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2160         ac->avail = 0;
2161         slabs_destroy(cachep, &list);
2162 }
2163
2164 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2165 {
2166         struct kmem_cache_node *n;
2167         int node;
2168         LIST_HEAD(list);
2169
2170         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2171         check_irq_on();
2172         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2173                 if (n->alien)
2174                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2175
2176         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2177                 raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
2178                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2179                 raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2180
2181                 slabs_destroy(cachep, &list);
2182         }
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Remove slabs from the list of free slabs.
2187  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2188  *
2189  * Returns the actual number of slabs released.
2190  */
2191 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2192                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2193 {
2194         struct list_head *p;
2195         int nr_freed;
2196         struct page *page;
2197
2198         nr_freed = 0;
2199         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2200
2201                 raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
2202                 p = n->slabs_free.prev;
2203                 if (p == &n->slabs_free) {
2204                         raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2205                         goto out;
2206                 }
2207
2208                 page = list_entry(p, struct page, slab_list);
2209                 list_del(&page->slab_list);
2210                 n->free_slabs--;
2211                 n->total_slabs--;
2212                 /*
2213                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2214                  * to the cache.
2215                  */
2216                 n->free_objects -= cache->num;
2217                 raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2218                 slab_destroy(cache, page);
2219                 nr_freed++;
2220         }
2221 out:
2222         return nr_freed;
2223 }
2224
2225 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2226 {
2227         int node;
2228         struct kmem_cache_node *n;
2229
2230         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2231                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2232                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2233                         return false;
2234         return true;
2235 }
2236
2237 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2238 {
2239         int ret = 0;
2240         int node;
2241         struct kmem_cache_node *n;
2242
2243         drain_cpu_caches(cachep);
2244
2245         check_irq_on();
2246         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2247                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2248
2249                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2250                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2251         }
2252         return (ret ? 1 : 0);
2253 }
2254
2255 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2256 {
2257         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2258 }
2259
2260 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2261 {
2262         int i;
2263         struct kmem_cache_node *n;
2264
2265         cache_random_seq_destroy(cachep);
2266
2267         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2268
2269         /* NUMA: free the node structures */
2270         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2271                 kfree(n->shared);
2272                 free_alien_cache(n->alien);
2273                 kfree(n);
2274                 cachep->node[i] = NULL;
2275         }
2276 }
2277
2278 /*
2279  * Get the memory for a slab management obj.
2280  *
2281  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2282  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2283  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2284  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2285  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2286  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2287  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2288  *
2289  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2290  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2291  */
2292 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2293                                    struct page *page, int colour_off,
2294                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2295 {
2296         void *freelist;
2297         void *addr = page_address(page);
2298
2299         page->s_mem = addr + colour_off;
2300         page->active = 0;
2301
2302         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2303                 freelist = NULL;
2304         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2305                 /* Slab management obj is off-slab. */
2306                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2307                                               local_flags, nodeid);
2308         } else {
2309                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2310                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2311                                 cachep->freelist_size;
2312         }
2313
2314         return freelist;
2315 }
2316
2317 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2318 {
2319         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2320 }
2321
2322 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2323                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2324 {
2325         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2326 }
2327
2328 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2329 {
2330 #if DEBUG
2331         int i;
2332
2333         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2334                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2335
2336                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2337                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2338
2339                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2340                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2341                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2342                 }
2343                 /*
2344                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2345                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2346                  * They must also be threaded.
2347                  */
2348                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2349                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2350                                                    objp + obj_offset(cachep));
2351                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2352                         kasan_poison_object_data(
2353                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2354                 }
2355
2356                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2357                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2358                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2359                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2360                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2361                 }
2362                 /* need to poison the objs? */
2363                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2364                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2365                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2366                 }
2367         }
2368 #endif
2369 }
2370
2371 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2372 /* Hold information during a freelist initialization */
2373 union freelist_init_state {
2374         struct {
2375                 unsigned int pos;
2376                 unsigned int *list;
2377                 unsigned int count;
2378         };
2379         struct rnd_state rnd_state;
2380 };
2381
2382 /*
2383  * Initialize the state based on the randomization methode available.
2384  * return true if the pre-computed list is available, false otherwize.
2385  */
2386 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2387                                 struct kmem_cache *cachep,
2388                                 unsigned int count)
2389 {
2390         bool ret;
2391         unsigned int rand;
2392
2393         /* Use best entropy available to define a random shift */
2394         rand = get_random_int();
2395
2396         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2397         if (!cachep->random_seq) {
2398                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2399                 ret = false;
2400         } else {
2401                 state->list = cachep->random_seq;
2402                 state->count = count;
2403                 state->pos = rand % count;
2404                 ret = true;
2405         }
2406         return ret;
2407 }
2408
2409 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2410 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2411 {
2412         if (state->pos >= state->count)
2413                 state->pos = 0;
2414         return state->list[state->pos++];
2415 }
2416
2417 /* Swap two freelist entries */
2418 static void swap_free_obj(struct page *page, unsigned int a, unsigned int b)
2419 {
2420         swap(((freelist_idx_t *)page->freelist)[a],
2421                 ((freelist_idx_t *)page->freelist)[b]);
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2426  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2427  */
2428 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2429 {
2430         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2431         union freelist_init_state state;
2432         bool precomputed;
2433
2434         if (count < 2)
2435                 return false;
2436
2437         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2438
2439         /* Take a random entry as the objfreelist */
2440         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2441                 if (!precomputed)
2442                         objfreelist = count - 1;
2443                 else
2444                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2445                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, objfreelist) +
2446                                                 obj_offset(cachep);
2447                 count--;
2448         }
2449
2450         /*
2451          * On early boot, generate the list dynamically.
2452          * Later use a pre-computed list for speed.
2453          */
2454         if (!precomputed) {
2455                 for (i = 0; i < count; i++)
2456                         set_free_obj(page, i, i);
2457
2458                 /* Fisher-Yates shuffle */
2459                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2460                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2461                         rand %= (i + 1);
2462                         swap_free_obj(page, i, rand);
2463                 }
2464         } else {
2465                 for (i = 0; i < count; i++)
2466                         set_free_obj(page, i, next_random_slot(&state));
2467         }
2468
2469         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2470                 set_free_obj(page, cachep->num - 1, objfreelist);
2471
2472         return true;
2473 }
2474 #else
2475 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2476                                 struct page *page)
2477 {
2478         return false;
2479 }
2480 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2481
2482 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2483                             struct page *page)
2484 {
2485         int i;
2486         void *objp;
2487         bool shuffled;
2488
2489         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2490
2491         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2492         shuffled = shuffle_freelist(cachep, page);
2493
2494         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2495                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2496                                                 obj_offset(cachep);
2497         }
2498
2499         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2500                 objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2501                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2502
2503                 /* constructor could break poison info */
2504                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2505                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2506                         cachep->ctor(objp);
2507                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2508                 }
2509
2510                 if (!shuffled)
2511                         set_free_obj(page, i, i);
2512         }
2513 }
2514
2515 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2516 {
2517         void *objp;
2518
2519         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2520         page->active++;
2521
2522         return objp;
2523 }
2524
2525 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2526                         struct page *page, void *objp)
2527 {
2528         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2529 #if DEBUG
2530         unsigned int i;
2531
2532         /* Verify double free bug */
2533         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2534                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2535                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2536                                cachep->name, objp);
2537                         BUG();
2538                 }
2539         }
2540 #endif
2541         page->active--;
2542         if (!page->freelist)
2543                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2544
2545         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2550  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2551  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2552  */
2553 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2554                            void *freelist)
2555 {
2556         page->slab_cache = cache;
2557         page->freelist = freelist;
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2562  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2563  */
2564 static struct page *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2565                                 gfp_t flags, int nodeid)
2566 {
2567         void *freelist;
2568         size_t offset;
2569         gfp_t local_flags;
2570         int page_node;
2571         struct kmem_cache_node *n;
2572         struct page *page;
2573
2574         /*
2575          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2576          * critical path in kmem_cache_alloc().
2577          */
2578         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2579                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2580
2581         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2582         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2583
2584         check_irq_off();
2585         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2586                 local_irq_enable();
2587
2588         /*
2589          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2590          * 'nodeid'.
2591          */
2592         page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2593         if (!page)
2594                 goto failed;
2595
2596         page_node = page_to_nid(page);
2597         n = get_node(cachep, page_node);
2598
2599         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2600         n->colour_next++;
2601         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2602                 n->colour_next = 0;
2603
2604         offset = n->colour_next;
2605         if (offset >= cachep->colour)
2606                 offset = 0;
2607
2608         offset *= cachep->colour_off;
2609
2610         /*
2611          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2612          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2613          * as it should be for slab pages.
2614          */
2615         kasan_poison_slab(page);
2616
2617         /* Get slab management. */
2618         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2619                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, page_node);
2620         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2621                 goto opps1;
2622
2623         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2624
2625         cache_init_objs(cachep, page);
2626
2627         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2628                 local_irq_disable();
2629
2630         return page;
2631
2632 opps1:
2633         kmem_freepages(cachep, page);
2634 failed:
2635         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2636                 local_irq_disable();
2637         return NULL;
2638 }
2639
2640 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2641 {
2642         struct kmem_cache_node *n;
2643         void *list = NULL;
2644
2645         check_irq_off();
2646
2647         if (!page)
2648                 return;
2649
2650         INIT_LIST_HEAD(&page->slab_list);
2651         n = get_node(cachep, page_to_nid(page));
2652
2653         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2654         n->total_slabs++;
2655         if (!page->active) {
2656                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2657                 n->free_slabs++;
2658         } else
2659                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2660
2661         STATS_INC_GROWN(cachep);
2662         n->free_objects += cachep->num - page->active;
2663         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2664
2665         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2666 }
2667
2668 #if DEBUG
2669
2670 /*
2671  * Perform extra freeing checks:
2672  * - detect bad pointers.
2673  * - POISON/RED_ZONE checking
2674  */
2675 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2676 {
2677         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2678                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2679                        (unsigned long)objp);
2680                 BUG();
2681         }
2682 }
2683
2684 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2685 {
2686         unsigned long long redzone1, redzone2;
2687
2688         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2689         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2690
2691         /*
2692          * Redzone is ok.
2693          */
2694         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2695                 return;
2696
2697         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2698                 slab_error(cache, "double free detected");
2699         else
2700                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2701
2702         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2703                obj, redzone1, redzone2);
2704 }
2705
2706 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2707                                    unsigned long caller)
2708 {
2709         unsigned int objnr;
2710         struct page *page;
2711
2712         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2713
2714         objp -= obj_offset(cachep);
2715         kfree_debugcheck(objp);
2716         page = virt_to_head_page(objp);
2717
2718         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2719                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2720                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2721                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2722         }
2723         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2724                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2725
2726         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2727
2728         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2729         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2730
2731         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2732                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2733                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2734         }
2735         return objp;
2736 }
2737
2738 #else
2739 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2740 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2741 #endif
2742
2743 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2744                                                 void **list)
2745 {
2746 #if DEBUG
2747         void *next = *list;
2748         void *objp;
2749
2750         while (next) {
2751                 objp = next - obj_offset(cachep);
2752                 next = *(void **)next;
2753                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2754         }
2755 #endif
2756 }
2757
2758 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2759                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2760                                 void **list)
2761 {
2762         /* move slabp to correct slabp list: */
2763         list_del(&page->slab_list);
2764         if (page->active == cachep->num) {
2765                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_full);
2766                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2767 #if DEBUG
2768                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2769                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2770                                 void **objp = page->freelist;
2771
2772                                 *objp = *list;
2773                                 *list = objp;
2774                         }
2775 #endif
2776                         page->freelist = NULL;
2777                 }
2778         } else
2779                 list_add(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2780 }
2781
2782 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2783 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2784                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2785 {
2786         if (!page)
2787                 return NULL;
2788
2789         if (pfmemalloc)
2790                 return page;
2791
2792         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2793                 return page;
2794
2795         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2796         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2797                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2798                 return page;
2799         }
2800
2801         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2802         list_del(&page->slab_list);
2803         if (!page->active) {
2804                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_free);
2805                 n->free_slabs++;
2806         } else
2807                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
2808
2809         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, slab_list) {
2810                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2811                         return page;
2812         }
2813
2814         n->free_touched = 1;
2815         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
2816                 if (!PageSlabPfmemalloc(page)) {
2817                         n->free_slabs--;
2818                         return page;
2819                 }
2820         }
2821
2822         return NULL;
2823 }
2824
2825 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2826 {
2827         struct page *page;
2828
2829         assert_raw_spin_locked(&n->list_lock);
2830         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct page,
2831                                         slab_list);
2832         if (!page) {
2833                 n->free_touched = 1;
2834                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct page,
2835                                                 slab_list);
2836                 if (page)
2837                         n->free_slabs--;
2838         }
2839
2840         if (sk_memalloc_socks())
2841                 page = get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2842
2843         return page;
2844 }
2845
2846 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2847                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2848 {
2849         struct page *page;
2850         void *obj;
2851         void *list = NULL;
2852
2853         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2854                 return NULL;
2855
2856         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2857         page = get_first_slab(n, true);
2858         if (!page) {
2859                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2860                 return NULL;
2861         }
2862
2863         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2864         n->free_objects--;
2865
2866         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2867
2868         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2869         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2870
2871         return obj;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2876  * or cache_grow_end() for new slab
2877  */
2878 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2879                 struct array_cache *ac, struct page *page, int batchcount)
2880 {
2881         /*
2882          * There must be at least one object available for
2883          * allocation.
2884          */
2885         BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2886
2887         while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2888                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2889                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2890                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2891
2892                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2893         }
2894
2895         return batchcount;
2896 }
2897
2898 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2899 {
2900         int batchcount;
2901         struct kmem_cache_node *n;
2902         struct array_cache *ac, *shared;
2903         int node;
2904         void *list = NULL;
2905         struct page *page;
2906
2907         check_irq_off();
2908         node = numa_mem_id();
2909
2910         ac = cpu_cache_get(cachep);
2911         batchcount = ac->batchcount;
2912         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2913                 /*
2914                  * If there was little recent activity on this cache, then
2915                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2916                  * refill bouncing.
2917                  */
2918                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2919         }
2920         n = get_node(cachep, node);
2921
2922         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2923         shared = READ_ONCE(n->shared);
2924         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2925                 goto direct_grow;
2926
2927         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2928         shared = READ_ONCE(n->shared);
2929
2930         /* See if we can refill from the shared array */
2931         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
2932                 shared->touched = 1;
2933                 goto alloc_done;
2934         }
2935
2936         while (batchcount > 0) {
2937                 /* Get slab alloc is to come from. */
2938                 page = get_first_slab(n, false);
2939                 if (!page)
2940                         goto must_grow;
2941
2942                 check_spinlock_acquired(cachep);
2943
2944                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2945                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2946         }
2947
2948 must_grow:
2949         n->free_objects -= ac->avail;
2950 alloc_done:
2951         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2952         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2953
2954 direct_grow:
2955         if (unlikely(!ac->avail)) {
2956                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2957                 if (sk_memalloc_socks()) {
2958                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2959
2960                         if (obj)
2961                                 return obj;
2962                 }
2963
2964                 page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
2965
2966                 /*
2967                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
2968                  * then ac could change.
2969                  */
2970                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2971                 if (!ac->avail && page)
2972                         alloc_block(cachep, ac, page, batchcount);
2973                 cache_grow_end(cachep, page);
2974
2975                 if (!ac->avail)
2976                         return NULL;
2977         }
2978         ac->touched = 1;
2979
2980         return ac->entry[--ac->avail];
2981 }
2982
2983 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2984                                                 gfp_t flags)
2985 {
2986         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2987 }
2988
2989 #if DEBUG
2990 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2991                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2992 {
2993         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2994         if (!objp)
2995                 return objp;
2996         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2997                 check_poison_obj(cachep, objp);
2998                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
2999                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3000         }
3001         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3002                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3003
3004         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3005                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3006                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3007                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3008                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3009                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3010                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3011                 }
3012                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3013                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3014         }
3015
3016         objp += obj_offset(cachep);
3017         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3018                 cachep->ctor(objp);
3019         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3020             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3021                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3022                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3023         }
3024         return objp;
3025 }
3026 #else
3027 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3028 #endif
3029
3030 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3031 {
3032         void *objp;
3033         struct array_cache *ac;
3034
3035         check_irq_off();
3036
3037         ac = cpu_cache_get(cachep);
3038         if (likely(ac->avail)) {
3039                 ac->touched = 1;
3040                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3041
3042                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3043                 goto out;
3044         }
3045
3046         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3047         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3048         /*
3049          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3050          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3051          */
3052         ac = cpu_cache_get(cachep);
3053
3054 out:
3055         /*
3056          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3057          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3058          * treat the array pointers as a reference to the object.
3059          */
3060         if (objp)
3061                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3062         return objp;
3063 }
3064
3065 #ifdef CONFIG_NUMA
3066 /*
3067  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3068  *
3069  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3070  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3071  */
3072 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3073 {
3074         int nid_alloc, nid_here;
3075
3076         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3077                 return NULL;
3078         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3079         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3080                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3081         else if (current->mempolicy)
3082                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3083         if (nid_alloc != nid_here)
3084                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3085         return NULL;
3086 }
3087
3088 /*
3089  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3090  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3091  * available node for available objects. If that fails then we
3092  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3093  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3094  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3095  */
3096 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3097 {
3098         struct zonelist *zonelist;
3099         struct zoneref *z;
3100         struct zone *zone;
3101         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
3102         void *obj = NULL;
3103         struct page *page;
3104         int nid;
3105         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3106
3107         if (flags & __GFP_THISNODE)
3108                 return NULL;
3109
3110 retry_cpuset:
3111         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3112         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3113
3114 retry:
3115         /*
3116          * Look through allowed nodes for objects available
3117          * from existing per node queues.
3118          */
3119         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
3120                 nid = zone_to_nid(zone);
3121
3122                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3123                         get_node(cache, nid) &&
3124                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3125                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3126                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3127                                 if (obj)
3128                                         break;
3129                 }
3130         }
3131
3132         if (!obj) {
3133                 /*
3134                  * This allocation will be performed within the constraints
3135                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3136                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3137                  * set and go into memory reserves if necessary.
3138                  */
3139                 page = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3140                 cache_grow_end(cache, page);
3141                 if (page) {
3142                         nid = page_to_nid(page);
3143                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3144                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3145
3146                         /*
3147                          * Another processor may allocate the objects in
3148                          * the slab since we are not holding any locks.
3149                          */
3150                         if (!obj)
3151                                 goto retry;
3152                 }
3153         }
3154
3155         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3156                 goto retry_cpuset;
3157         return obj;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * A interface to enable slab creation on nodeid
3162  */
3163 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3164                                 int nodeid)
3165 {
3166         struct page *page;
3167         struct kmem_cache_node *n;
3168         void *obj = NULL;
3169         void *list = NULL;
3170
3171         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3172         n = get_node(cachep, nodeid);
3173         BUG_ON(!n);
3174
3175         check_irq_off();
3176         raw_spin_lock(&n->list_lock);
3177         page = get_first_slab(n, false);
3178         if (!page)
3179                 goto must_grow;
3180
3181         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3182
3183         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3184         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3185         STATS_SET_HIGH(cachep);
3186
3187         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3188
3189         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3190         n->free_objects--;
3191
3192         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3193
3194         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
3195         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3196         return obj;
3197
3198 must_grow:
3199         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
3200         page = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3201         if (page) {
3202                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3203                 obj = slab_get_obj(cachep, page);
3204         }
3205         cache_grow_end(cachep, page);
3206
3207         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3208 }
3209
3210 static __always_inline void *
3211 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid, size_t orig_size,
3212                    unsigned long caller)
3213 {
3214         unsigned long save_flags;
3215         void *ptr;
3216         int slab_node = numa_mem_id();
3217         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3218
3219         flags &= gfp_allowed_mask;
3220         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3221         if (unlikely(!cachep))
3222                 return NULL;
3223
3224         ptr = kfence_alloc(cachep, orig_size, flags);
3225         if (unlikely(ptr))
3226                 goto out_hooks;
3227
3228         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3229         local_irq_save(save_flags);
3230
3231         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3232                 nodeid = slab_node;
3233
3234         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3235                 /* Node not bootstrapped yet */
3236                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3237                 goto out;
3238         }
3239
3240         if (nodeid == slab_node) {
3241                 /*
3242                  * Use the locally cached objects if possible.
3243                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3244                  * to other nodes. It may fail while we still have
3245                  * objects on other nodes available.
3246                  */
3247                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3248                 if (ptr)
3249                         goto out;
3250         }
3251         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3252         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3253   out:
3254         local_irq_restore(save_flags);
3255         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3256
3257         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && ptr)
3258                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3259
3260 out_hooks:
3261         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &ptr);
3262         return ptr;
3263 }
3264
3265 static __always_inline void *
3266 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3267 {
3268         void *objp;
3269
3270         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3271                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3272                 if (objp)
3273                         goto out;
3274         }
3275         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3276
3277         /*
3278          * We may just have run out of memory on the local node.
3279          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3280          */
3281         if (!objp)
3282                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3283
3284   out:
3285         return objp;
3286 }
3287 #else
3288
3289 static __always_inline void *
3290 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3291 {
3292         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3293 }
3294
3295 #endif /* CONFIG_NUMA */
3296
3297 static __always_inline void *
3298 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t orig_size, unsigned long caller)
3299 {
3300         unsigned long save_flags;
3301         void *objp;
3302         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3303
3304         flags &= gfp_allowed_mask;
3305         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, &objcg, 1, flags);
3306         if (unlikely(!cachep))
3307                 return NULL;
3308
3309         objp = kfence_alloc(cachep, orig_size, flags);
3310         if (unlikely(objp))
3311                 goto out;
3312
3313         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3314         local_irq_save(save_flags);
3315         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3316         local_irq_restore(save_flags);
3317         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3318         prefetchw(objp);
3319
3320         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, cachep)) && objp)
3321                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3322
3323 out:
3324         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &objp);
3325         return objp;
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3330  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3331  */
3332 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3333                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3334 {
3335         int i;
3336         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3337         struct page *page;
3338
3339         n->free_objects += nr_objects;
3340
3341         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3342                 void *objp;
3343                 struct page *page;
3344
3345                 objp = objpp[i];
3346
3347                 page = virt_to_head_page(objp);
3348                 list_del(&page->slab_list);
3349                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3350                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3351                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3352
3353                 /* fixup slab chains */
3354                 if (page->active == 0) {
3355                         list_add(&page->slab_list, &n->slabs_free);
3356                         n->free_slabs++;
3357                 } else {
3358                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3359                          * partial list on free - maximum time for the
3360                          * other objects to be freed, too.
3361                          */
3362                         list_add_tail(&page->slab_list, &n->slabs_partial);
3363                 }
3364         }
3365
3366         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3367                 n->free_objects -= cachep->num;
3368
3369                 page = list_last_entry(&n->slabs_free, struct page, slab_list);
3370                 list_move(&page->slab_list, list);
3371                 n->free_slabs--;
3372                 n->total_slabs--;
3373         }
3374 }
3375
3376 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3377 {
3378         int batchcount;
3379         struct kmem_cache_node *n;
3380         int node = numa_mem_id();
3381         LIST_HEAD(list);
3382
3383         batchcount = ac->batchcount;
3384
3385         check_irq_off();
3386         n = get_node(cachep, node);
3387         raw_spin_lock(&n->list_lock);
3388         if (n->shared) {
3389                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3390                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3391                 if (max) {
3392                         if (batchcount > max)
3393                                 batchcount = max;
3394                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3395                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3396                         shared_array->avail += batchcount;
3397                         goto free_done;
3398                 }
3399         }
3400
3401         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3402 free_done:
3403 #if STATS
3404         {
3405                 int i = 0;
3406                 struct page *page;
3407
3408                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, slab_list) {
3409                         BUG_ON(page->active);
3410
3411                         i++;
3412                 }
3413                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3414         }
3415 #endif
3416         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
3417         ac->avail -= batchcount;
3418         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3419         slabs_destroy(cachep, &list);
3420 }
3421
3422 /*
3423  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3424  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3425  */
3426 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3427                                          unsigned long caller)
3428 {
3429         if (is_kfence_address(objp)) {
3430                 kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3431                 __kfence_free(objp);
3432                 return;
3433         }
3434
3435         /* Put the object into the quarantine, don't touch it for now. */
3436         if (kasan_slab_free(cachep, objp, _RET_IP_))
3437                 return;
3438
3439         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
3440         if (!(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3441                 __kcsan_check_access(objp, cachep->object_size,
3442                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
3443
3444         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3445 }
3446
3447 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3448                 unsigned long caller)
3449 {
3450         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3451
3452         check_irq_off();
3453         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
3454                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3455         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3456         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3457         memcg_slab_free_hook(cachep, &objp, 1);
3458
3459         /*
3460          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3461          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3462          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3463          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3464          * the cache.
3465          */
3466         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3467                 return;
3468
3469         if (ac->avail < ac->limit) {
3470                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3471         } else {
3472                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3473                 cache_flusharray(cachep, ac);
3474         }
3475
3476         if (sk_memalloc_socks()) {
3477                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3478
3479                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3480                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3481                         return;
3482                 }
3483         }
3484
3485         __free_one(ac, objp);
3486 }
3487
3488 /**
3489  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3490  * @cachep: The cache to allocate from.
3491  * @flags: See kmalloc().
3492  *
3493  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3494  * if the cache has no available objects.
3495  *
3496  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3497  */
3498 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3499 {
3500         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, cachep->object_size, _RET_IP_);
3501
3502         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3503                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3504
3505         return ret;
3506 }
3507 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3508
3509 static __always_inline void
3510 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3511                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3512 {
3513         size_t i;
3514
3515         for (i = 0; i < size; i++)
3516                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3517 }
3518
3519 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3520                           void **p)
3521 {
3522         size_t i;
3523         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3524
3525         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3526         if (!s)
3527                 return 0;
3528
3529         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3530
3531         local_irq_disable();
3532         for (i = 0; i < size; i++) {
3533                 void *objp = kfence_alloc(s, s->object_size, flags) ?: __do_cache_alloc(s, flags);
3534
3535                 if (unlikely(!objp))
3536                         goto error;
3537                 p[i] = objp;
3538         }
3539         local_irq_enable();
3540
3541         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3542
3543         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3544         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s)))
3545                 for (i = 0; i < size; i++)
3546                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3547
3548         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3549         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3550         return size;
3551 error:
3552         local_irq_enable();
3553         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3554         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3555         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3556         return 0;
3557 }
3558 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3559
3560 #ifdef CONFIG_TRACING
3561 void *
3562 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3563 {
3564         void *ret;
3565
3566         ret = slab_alloc(cachep, flags, size, _RET_IP_);
3567
3568         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3569         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3570                       size, cachep->size, flags);
3571         return ret;
3572 }
3573 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3574 #endif
3575
3576 #ifdef CONFIG_NUMA
3577 /**
3578  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3579  * @cachep: The cache to allocate from.
3580  * @flags: See kmalloc().
3581  * @nodeid: node number of the target node.
3582  *
3583  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3584  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3585  *
3586  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3587  *
3588  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3589  */
3590 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3591 {
3592         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, cachep->object_size, _RET_IP_);
3593
3594         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3595                                     cachep->object_size, cachep->size,
3596                                     flags, nodeid);
3597
3598         return ret;
3599 }
3600 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3601
3602 #ifdef CONFIG_TRACING
3603 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3604                                   gfp_t flags,
3605                                   int nodeid,
3606                                   size_t size)
3607 {
3608         void *ret;
3609
3610         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, size, _RET_IP_);
3611
3612         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3613         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3614                            size, cachep->size,
3615                            flags, nodeid);
3616         return ret;
3617 }
3618 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3619 #endif
3620
3621 static __always_inline void *
3622 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3623 {
3624         struct kmem_cache *cachep;
3625         void *ret;
3626
3627         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3628                 return NULL;
3629         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3630         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3631                 return cachep;
3632         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3633         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3634
3635         return ret;
3636 }
3637
3638 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3639 {
3640         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3641 }
3642 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3643
3644 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3645                 int node, unsigned long caller)
3646 {
3647         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3648 }
3649 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3650 #endif /* CONFIG_NUMA */
3651
3652 /**
3653  * __do_kmalloc - allocate memory
3654  * @size: how many bytes of memory are required.
3655  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3656  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3657  *
3658  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3659  */
3660 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3661                                           unsigned long caller)
3662 {
3663         struct kmem_cache *cachep;
3664         void *ret;
3665
3666         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3667                 return NULL;
3668         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3669         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3670                 return cachep;
3671         ret = slab_alloc(cachep, flags, size, caller);
3672
3673         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3674         trace_kmalloc(caller, ret,
3675                       size, cachep->size, flags);
3676
3677         return ret;
3678 }
3679
3680 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3681 {
3682         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3685
3686 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3687 {
3688         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3689 }
3690 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3691
3692 /**
3693  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3694  * @cachep: The cache the allocation was from.
3695  * @objp: The previously allocated object.
3696  *
3697  * Free an object which was previously allocated from this
3698  * cache.
3699  */
3700 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3701 {
3702         unsigned long flags;
3703         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3704         if (!cachep)
3705                 return;
3706
3707         local_irq_save(flags);
3708         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3709         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3710                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3711         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3712         local_irq_restore(flags);
3713
3714         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3715 }
3716 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3717
3718 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3719 {
3720         struct kmem_cache *s;
3721         size_t i;
3722
3723         local_irq_disable();
3724         for (i = 0; i < size; i++) {
3725                 void *objp = p[i];
3726
3727                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3728                         s = virt_to_cache(objp);
3729                 else
3730                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3731                 if (!s)
3732                         continue;
3733
3734                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3735                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3736                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3737
3738                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3739         }
3740         local_irq_enable();
3741
3742         /* FIXME: add tracing */
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3745
3746 /**
3747  * kfree - free previously allocated memory
3748  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3749  *
3750  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3751  *
3752  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3753  * or you will run into trouble.
3754  */
3755 void kfree(const void *objp)
3756 {
3757         struct kmem_cache *c;
3758         unsigned long flags;
3759
3760         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3761
3762         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3763                 return;
3764         local_irq_save(flags);
3765         kfree_debugcheck(objp);
3766         c = virt_to_cache(objp);
3767         if (!c) {
3768                 local_irq_restore(flags);
3769                 return;
3770         }
3771         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3772
3773         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3774         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3775         local_irq_restore(flags);
3776 }
3777 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3778
3779 /*
3780  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3781  */
3782 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3783 {
3784         int ret;
3785         int node;
3786         struct kmem_cache_node *n;
3787
3788         for_each_online_node(node) {
3789                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3790                 if (ret)
3791                         goto fail;
3792
3793         }
3794
3795         return 0;
3796
3797 fail:
3798         if (!cachep->list.next) {
3799                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3800                 node--;
3801                 while (node >= 0) {
3802                         n = get_node(cachep, node);
3803                         if (n) {
3804                                 kfree(n->shared);
3805                                 free_alien_cache(n->alien);
3806                                 kfree(n);
3807                                 cachep->node[node] = NULL;
3808                         }
3809                         node--;
3810                 }
3811         }
3812         return -ENOMEM;
3813 }
3814
3815 /* Always called with the slab_mutex held */
3816 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3817                             int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3818 {
3819         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3820         int cpu;
3821
3822         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3823         if (!cpu_cache)
3824                 return -ENOMEM;
3825
3826         prev = cachep->cpu_cache;
3827         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3828         /*
3829          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3830          * cpus, so skip the IPIs.
3831          */
3832         if (prev)
3833                 kick_all_cpus_sync();
3834
3835         check_irq_on();
3836         cachep->batchcount = batchcount;
3837         cachep->limit = limit;
3838         cachep->shared = shared;
3839
3840         if (!prev)
3841                 goto setup_node;
3842
3843         for_each_online_cpu(cpu) {
3844                 LIST_HEAD(list);
3845                 int node;
3846                 struct kmem_cache_node *n;
3847                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3848
3849                 node = cpu_to_mem(cpu);
3850                 n = get_node(cachep, node);
3851                 raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
3852                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3853                 raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3854                 slabs_destroy(cachep, &list);
3855         }
3856         free_percpu(prev);
3857
3858 setup_node:
3859         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3860 }
3861
3862 /* Called with slab_mutex held always */
3863 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3864 {
3865         int err;
3866         int limit = 0;
3867         int shared = 0;
3868         int batchcount = 0;
3869
3870         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3871         if (err)
3872                 goto end;
3873
3874         if (limit && shared && batchcount)
3875                 goto skip_setup;
3876         /*
3877          * The head array serves three purposes:
3878          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3879          * - reduce the number of spinlock operations.
3880          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3881          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3882          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3883          * Bonwick.
3884          */
3885         if (cachep->size > 131072)
3886                 limit = 1;
3887         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3888                 limit = 8;
3889         else if (cachep->size > 1024)
3890                 limit = 24;
3891         else if (cachep->size > 256)
3892                 limit = 54;
3893         else
3894                 limit = 120;
3895
3896         /*
3897          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3898          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3899          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3900          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3901          * replaces Bonwick's magazine layer.
3902          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3903          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3904          */
3905         shared = 0;
3906         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3907                 shared = 8;
3908
3909 #if DEBUG
3910         /*
3911          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3912          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3913          */
3914         if (limit > 32)
3915                 limit = 32;
3916 #endif
3917         batchcount = (limit + 1) / 2;
3918 skip_setup:
3919         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3920 end:
3921         if (err)
3922                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3923                        cachep->name, -err);
3924         return err;
3925 }
3926
3927 /*
3928  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3929  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3930  * if drain_array() is used on the shared array.
3931  */
3932 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3933                          struct array_cache *ac, int node)
3934 {
3935         LIST_HEAD(list);
3936
3937         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3938         check_mutex_acquired();
3939
3940         if (!ac || !ac->avail)
3941                 return;
3942
3943         if (ac->touched) {
3944                 ac->touched = 0;
3945                 return;
3946         }
3947
3948         raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
3949         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3950         raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3951
3952         slabs_destroy(cachep, &list);
3953 }
3954
3955 /**
3956  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3957  * @w: work descriptor
3958  *
3959  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3960  * Purpose:
3961  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3962  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3963  *
3964  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3965  * again on the next iteration.
3966  */
3967 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3968 {
3969         struct kmem_cache *searchp;
3970         struct kmem_cache_node *n;
3971         int node = numa_mem_id();
3972         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3973
3974         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3975                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3976                 goto out;
3977
3978         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3979                 check_irq_on();
3980
3981                 /*
3982                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3983                  * have established with reasonable certainty that
3984                  * we can do some work if the lock was obtained.
3985                  */
3986                 n = get_node(searchp, node);
3987
3988                 reap_alien(searchp, n);
3989
3990                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
3991
3992                 /*
3993                  * These are racy checks but it does not matter
3994                  * if we skip one check or scan twice.
3995                  */
3996                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3997                         goto next;
3998
3999                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4000
4001                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4002
4003                 if (n->free_touched)
4004                         n->free_touched = 0;
4005                 else {
4006                         int freed;
4007
4008                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4009                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4010                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4011                 }
4012 next:
4013                 cond_resched();
4014         }
4015         check_irq_on();
4016         mutex_unlock(&slab_mutex);
4017         next_reap_node();
4018 out:
4019         /* Set up the next iteration */
4020         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4021                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4022 }
4023
4024 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4025 {
4026         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4027         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4028         unsigned long free_slabs = 0;
4029         int node;
4030         struct kmem_cache_node *n;
4031
4032         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4033                 check_irq_on();
4034                 raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
4035
4036                 total_slabs += n->total_slabs;
4037                 free_slabs += n->free_slabs;
4038                 free_objs += n->free_objects;
4039
4040                 if (n->shared)
4041                         shared_avail += n->shared->avail;
4042
4043                 raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4044         }
4045         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4046         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4047         active_objs = num_objs - free_objs;
4048
4049         sinfo->active_objs = active_objs;
4050         sinfo->num_objs = num_objs;
4051         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4052         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4053         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4054         sinfo->limit = cachep->limit;
4055         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4056         sinfo->shared = cachep->shared;
4057         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4058         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4059 }
4060
4061 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4062 {
4063 #if STATS
4064         {                       /* node stats */
4065                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4066                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4067                 unsigned long grown = cachep->grown;
4068                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4069                 unsigned long errors = cachep->errors;
4070                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4071                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4072                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4073                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4074
4075                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4076                            allocs, high, grown,
4077                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4078                            node_frees, overflows);
4079         }
4080         /* cpu stats */
4081         {
4082                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4083                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4084                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4085                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4086
4087                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4088                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4089         }
4090 #endif
4091 }
4092
4093 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4094 /**
4095  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4096  * @file: unused
4097  * @buffer: user buffer
4098  * @count: data length
4099  * @ppos: unused
4100  *
4101  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
4102  */
4103 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4104                        size_t count, loff_t *ppos)
4105 {
4106         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4107         int limit, batchcount, shared, res;
4108         struct kmem_cache *cachep;
4109
4110         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4111                 return -EINVAL;
4112         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4113                 return -EFAULT;
4114         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4115
4116         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4117         if (!tmp)
4118                 return -EINVAL;
4119         *tmp = '\0';
4120         tmp++;
4121         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4122                 return -EINVAL;
4123
4124         /* Find the cache in the chain of caches. */
4125         mutex_lock(&slab_mutex);
4126         res = -EINVAL;
4127         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4128                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4129                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4130                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4131                                 res = 0;
4132                         } else {
4133                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4134                                                        batchcount, shared,
4135                                                        GFP_KERNEL);
4136                         }
4137                         break;
4138                 }
4139         }
4140         mutex_unlock(&slab_mutex);
4141         if (res >= 0)
4142                 res = count;
4143         return res;
4144 }
4145
4146 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4147 /*
4148  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4149  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4150  * cache's usercopy region.
4151  *
4152  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4153  * to indicate an error.
4154  */
4155 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4156                          bool to_user)
4157 {
4158         struct kmem_cache *cachep;
4159         unsigned int objnr;
4160         unsigned long offset;
4161
4162         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4163
4164         /* Find and validate object. */
4165         cachep = page->slab_cache;
4166         objnr = obj_to_index(cachep, page, (void *)ptr);
4167         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4168
4169         /* Find offset within object. */
4170         if (is_kfence_address(ptr))
4171                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4172         else
4173                 offset = ptr - index_to_obj(cachep, page, objnr) - obj_offset(cachep);
4174
4175         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4176         if (offset >= cachep->useroffset &&
4177             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4178             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4179                 return;
4180
4181         /*
4182          * If the copy is still within the allocated object, produce
4183          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4184          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4185          * whitelists.
4186          */
4187         if (usercopy_fallback &&
4188             offset <= cachep->object_size &&
4189             n <= cachep->object_size - offset) {
4190                 usercopy_warn("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4191                 return;
4192         }
4193
4194         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4195 }
4196 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4197
4198 /**
4199  * __ksize -- Uninstrumented ksize.
4200  * @objp: pointer to the object
4201  *
4202  * Unlike ksize(), __ksize() is uninstrumented, and does not provide the same
4203  * safety checks as ksize() with KASAN instrumentation enabled.
4204  *
4205  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
4206  */
4207 size_t __ksize(const void *objp)
4208 {
4209         struct kmem_cache *c;
4210         size_t size;
4211
4212         BUG_ON(!objp);
4213         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4214                 return 0;
4215
4216         c = virt_to_cache(objp);
4217         size = c ? c->object_size : 0;
4218
4219         return size;
4220 }
4221 EXPORT_SYMBOL(__ksize);