OSDN Git Service

d9dec7a8fd79bfecc02aff59087e6a645c86e80f
[uclinux-h8/linux.git] / mm / slab.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/mm/slab.c
4  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
5  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
6  *
7  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
8  *
9  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
10  *      (c) 2000 Manfred Spraul
11  *
12  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
13  *      (c) 2002 Manfred Spraul
14  *
15  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
16  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
17  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
18  * or with a little more detail in;
19  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
20  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
21  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
22  *
23  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
24  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
25  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
26  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
27  * initialized objects.
28  *
29  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
30  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
31  * kmem_cache_free.
32  *
33  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
34  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
35  * cache for that memory type.
36  *
37  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
38  *   full slabs with 0 free objects
39  *   partial slabs
40  *   empty slabs with no allocated objects
41  *
42  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
43  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
44  *
45  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
46  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
47  *
48  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
49  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
50  * of the entries in the array are given back into the global cache.
51  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
52  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
53  *
54  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
55  * it's changed with a smp_call_function().
56  *
57  * SMP synchronization:
58  *  constructors and destructors are called without any locking.
59  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
60  *      are accessed without any locking.
61  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
62  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
63  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
64  *
65  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
66  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
67  * his patch.
68  *
69  * Further notes from the original documentation:
70  *
71  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
72  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
73  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
74  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
75  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
76  *
77  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
78  *
79  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
80  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
81  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
82  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
83  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
84  *
85  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
86  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
87  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
88  */
89
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/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 slab *slab,
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         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 unnecessary
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,
376                                  const struct slab *slab, unsigned int idx)
377 {
378         return slab->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 slab *slab, void *objp)
554 {
555         struct kmem_cache_node *n;
556         int slab_node;
557         LIST_HEAD(list);
558
559         slab_node = slab_nid(slab);
560         n = get_node(cachep, slab_node);
561
562         spin_lock(&n->list_lock);
563         free_block(cachep, &objp, 1, slab_node, &list);
564         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                 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                 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 slab_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[slab_node]) {
774                 alien = n->alien[slab_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, slab_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, slab_node);
786                 spin_lock(&n->list_lock);
787                 free_block(cachep, &objp, 1, slab_node, &list);
788                 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 slab_node = slab_nid(virt_to_slab(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 == slab_node))
803                 return 0;
804
805         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, slab_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                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
830                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) * cachep->batchcount +
831                                 cachep->num;
832                 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         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         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                 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                         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                 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)
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 */
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         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                 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                 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 slab *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1371                                                                 int nodeid)
1372 {
1373         struct folio *folio;
1374         struct slab *slab;
1375
1376         flags |= cachep->allocflags;
1377
1378         folio = (struct folio *) __alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1379         if (!folio) {
1380                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1381                 return NULL;
1382         }
1383
1384         slab = folio_slab(folio);
1385
1386         account_slab(slab, cachep->gfporder, cachep, flags);
1387         __folio_set_slab(folio);
1388         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1389         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(folio_page(folio, 0)))
1390                 slab_set_pfmemalloc(slab);
1391
1392         return slab;
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Interface to system's page release.
1397  */
1398 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slab)
1399 {
1400         int order = cachep->gfporder;
1401         struct folio *folio = slab_folio(slab);
1402
1403         BUG_ON(!folio_test_slab(folio));
1404         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
1405         __folio_clear_slab(folio);
1406         page_mapcount_reset(folio_page(folio, 0));
1407         folio->mapping = NULL;
1408
1409         if (current->reclaim_state)
1410                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += 1 << order;
1411         unaccount_slab(slab, order, cachep);
1412         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
1413 }
1414
1415 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1416 {
1417         struct kmem_cache *cachep;
1418         struct slab *slab;
1419
1420         slab = container_of(head, struct slab, rcu_head);
1421         cachep = slab->slab_cache;
1422
1423         kmem_freepages(cachep, slab);
1424 }
1425
1426 #if DEBUG
1427 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1428 {
1429         if (debug_pagealloc_enabled_static() && OFF_SLAB(cachep) &&
1430                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1431                 return true;
1432
1433         return false;
1434 }
1435
1436 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1437 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int map)
1438 {
1439         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1440                 return;
1441
1442         __kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1443 }
1444
1445 #else
1446 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1447                                 int map) {}
1448
1449 #endif
1450
1451 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1452 {
1453         int size = cachep->object_size;
1454         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1455
1456         memset(addr, val, size);
1457         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1458 }
1459
1460 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1461 {
1462         int i;
1463         unsigned char error = 0;
1464         int bad_count = 0;
1465
1466         pr_err("%03x: ", offset);
1467         for (i = 0; i < limit; i++) {
1468                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1469                         error = data[offset + i];
1470                         bad_count++;
1471                 }
1472         }
1473         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1474                         &data[offset], limit, 1);
1475
1476         if (bad_count == 1) {
1477                 error ^= POISON_FREE;
1478                 if (!(error & (error - 1))) {
1479                         pr_err("Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1480 #ifdef CONFIG_X86
1481                         pr_err("Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1482 #else
1483                         pr_err("Run a memory test tool.\n");
1484 #endif
1485                 }
1486         }
1487 }
1488 #endif
1489
1490 #if DEBUG
1491
1492 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1493 {
1494         int i, size;
1495         char *realobj;
1496
1497         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1498                 pr_err("Redzone: 0x%llx/0x%llx\n",
1499                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1500                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1501         }
1502
1503         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1504                 pr_err("Last user: (%pSR)\n", *dbg_userword(cachep, objp));
1505         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1506         size = cachep->object_size;
1507         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1508                 int limit;
1509                 limit = 16;
1510                 if (i + limit > size)
1511                         limit = size - i;
1512                 dump_line(realobj, i, limit);
1513         }
1514 }
1515
1516 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1517 {
1518         char *realobj;
1519         int size, i;
1520         int lines = 0;
1521
1522         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1523                 return;
1524
1525         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1526         size = cachep->object_size;
1527
1528         for (i = 0; i < size; i++) {
1529                 char exp = POISON_FREE;
1530                 if (i == size - 1)
1531                         exp = POISON_END;
1532                 if (realobj[i] != exp) {
1533                         int limit;
1534                         /* Mismatch ! */
1535                         /* Print header */
1536                         if (lines == 0) {
1537                                 pr_err("Slab corruption (%s): %s start=%px, len=%d\n",
1538                                        print_tainted(), cachep->name,
1539                                        realobj, size);
1540                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1541                         }
1542                         /* Hexdump the affected line */
1543                         i = (i / 16) * 16;
1544                         limit = 16;
1545                         if (i + limit > size)
1546                                 limit = size - i;
1547                         dump_line(realobj, i, limit);
1548                         i += 16;
1549                         lines++;
1550                         /* Limit to 5 lines */
1551                         if (lines > 5)
1552                                 break;
1553                 }
1554         }
1555         if (lines != 0) {
1556                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1557                  * exist:
1558                  */
1559                 struct slab *slab = virt_to_slab(objp);
1560                 unsigned int objnr;
1561
1562                 objnr = obj_to_index(cachep, slab, objp);
1563                 if (objnr) {
1564                         objp = index_to_obj(cachep, slab, objnr - 1);
1565                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1566                         pr_err("Prev obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1567                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1568                 }
1569                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1570                         objp = index_to_obj(cachep, slab, objnr + 1);
1571                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1572                         pr_err("Next obj: start=%px, len=%d\n", realobj, size);
1573                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1574                 }
1575         }
1576 }
1577 #endif
1578
1579 #if DEBUG
1580 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1581                                                 struct slab *slab)
1582 {
1583         int i;
1584
1585         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1586                 poison_obj(cachep, slab->freelist - obj_offset(cachep),
1587                         POISON_FREE);
1588         }
1589
1590         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1591                 void *objp = index_to_obj(cachep, slab, i);
1592
1593                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1594                         check_poison_obj(cachep, objp);
1595                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
1596                 }
1597                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1598                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1599                                 slab_error(cachep, "start of a freed object was overwritten");
1600                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1601                                 slab_error(cachep, "end of a freed object was overwritten");
1602                 }
1603         }
1604 }
1605 #else
1606 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1607                                                 struct slab *slab)
1608 {
1609 }
1610 #endif
1611
1612 /**
1613  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1614  * @cachep: cache pointer being destroyed
1615  * @slab: slab being destroyed
1616  *
1617  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1618  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache. The
1619  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1620  */
1621 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slab)
1622 {
1623         void *freelist;
1624
1625         freelist = slab->freelist;
1626         slab_destroy_debugcheck(cachep, slab);
1627         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1628                 call_rcu(&slab->rcu_head, kmem_rcu_free);
1629         else
1630                 kmem_freepages(cachep, slab);
1631
1632         /*
1633          * From now on, we don't use freelist
1634          * although actual page can be freed in rcu context
1635          */
1636         if (OFF_SLAB(cachep))
1637                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Update the size of the caches before calling slabs_destroy as it may
1642  * recursively call kfree.
1643  */
1644 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1645 {
1646         struct slab *slab, *n;
1647
1648         list_for_each_entry_safe(slab, n, list, slab_list) {
1649                 list_del(&slab->slab_list);
1650                 slab_destroy(cachep, slab);
1651         }
1652 }
1653
1654 /**
1655  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1656  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1657  * @size: size of objects to be created in this cache.
1658  * @flags: slab allocation flags
1659  *
1660  * Also calculates the number of objects per slab.
1661  *
1662  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1663  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1664  * towards high-order requests, this should be changed.
1665  *
1666  * Return: number of left-over bytes in a slab
1667  */
1668 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1669                                 size_t size, slab_flags_t flags)
1670 {
1671         size_t left_over = 0;
1672         int gfporder;
1673
1674         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1675                 unsigned int num;
1676                 size_t remainder;
1677
1678                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1679                 if (!num)
1680                         continue;
1681
1682                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1683                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1684                         break;
1685
1686                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1687                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1688                         size_t freelist_size;
1689
1690                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1691                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1692                         if (!freelist_cache)
1693                                 continue;
1694
1695                         /*
1696                          * Needed to avoid possible looping condition
1697                          * in cache_grow_begin()
1698                          */
1699                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1700                                 continue;
1701
1702                         /* check if off slab has enough benefit */
1703                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1704                                 continue;
1705                 }
1706
1707                 /* Found something acceptable - save it away */
1708                 cachep->num = num;
1709                 cachep->gfporder = gfporder;
1710                 left_over = remainder;
1711
1712                 /*
1713                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1714                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1715                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1716                  */
1717                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1718                         break;
1719
1720                 /*
1721                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1722                  * currently bad for the gfp()s.
1723                  */
1724                 if (gfporder >= slab_max_order)
1725                         break;
1726
1727                 /*
1728                  * Acceptable internal fragmentation?
1729                  */
1730                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1731                         break;
1732         }
1733         return left_over;
1734 }
1735
1736 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1737                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1738 {
1739         int cpu;
1740         size_t size;
1741         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1742
1743         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1744         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1745
1746         if (!cpu_cache)
1747                 return NULL;
1748
1749         for_each_possible_cpu(cpu) {
1750                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1751                                 entries, batchcount);
1752         }
1753
1754         return cpu_cache;
1755 }
1756
1757 static int __ref setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1758 {
1759         if (slab_state >= FULL)
1760                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1761
1762         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1763         if (!cachep->cpu_cache)
1764                 return 1;
1765
1766         if (slab_state == DOWN) {
1767                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1768                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1769         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1770                 /* For kmem_cache_node */
1771                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1772         } else {
1773                 int node;
1774
1775                 for_each_online_node(node) {
1776                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1777                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1778                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1779                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1780                 }
1781         }
1782
1783         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1784                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1785                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1786
1787         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1788         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1789         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1790         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1791         cachep->batchcount = 1;
1792         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1793         return 0;
1794 }
1795
1796 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1797         slab_flags_t flags, const char *name)
1798 {
1799         return flags;
1800 }
1801
1802 struct kmem_cache *
1803 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
1804                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
1805 {
1806         struct kmem_cache *cachep;
1807
1808         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1809         if (cachep) {
1810                 cachep->refcount++;
1811
1812                 /*
1813                  * Adjust the object sizes so that we clear
1814                  * the complete object on kzalloc.
1815                  */
1816                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1817         }
1818         return cachep;
1819 }
1820
1821 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1822                         size_t size, slab_flags_t flags)
1823 {
1824         size_t left;
1825
1826         cachep->num = 0;
1827
1828         /*
1829          * If slab auto-initialization on free is enabled, store the freelist
1830          * off-slab, so that its contents don't end up in one of the allocated
1831          * objects.
1832          */
1833         if (unlikely(slab_want_init_on_free(cachep)))
1834                 return false;
1835
1836         if (cachep->ctor || flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)
1837                 return false;
1838
1839         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1840                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1841         if (!cachep->num)
1842                 return false;
1843
1844         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1845                 return false;
1846
1847         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1848
1849         return true;
1850 }
1851
1852 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1853                         size_t size, slab_flags_t flags)
1854 {
1855         size_t left;
1856
1857         cachep->num = 0;
1858
1859         /*
1860          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1861          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1862          */
1863         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1864                 return false;
1865
1866         /*
1867          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1868          * off-slab (should allow better packing of objs).
1869          */
1870         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1871         if (!cachep->num)
1872                 return false;
1873
1874         /*
1875          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1876          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1877          */
1878         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1879                 return false;
1880
1881         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1882
1883         return true;
1884 }
1885
1886 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1887                         size_t size, slab_flags_t flags)
1888 {
1889         size_t left;
1890
1891         cachep->num = 0;
1892
1893         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1894         if (!cachep->num)
1895                 return false;
1896
1897         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1898
1899         return true;
1900 }
1901
1902 /**
1903  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1904  * @cachep: cache management descriptor
1905  * @flags: SLAB flags
1906  *
1907  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1908  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1909  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1910  *
1911  * The flags are
1912  *
1913  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1914  * to catch references to uninitialised memory.
1915  *
1916  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1917  * for buffer overruns.
1918  *
1919  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1920  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1921  * as davem.
1922  *
1923  * Return: a pointer to the created cache or %NULL in case of error
1924  */
1925 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *cachep, slab_flags_t flags)
1926 {
1927         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
1928         gfp_t gfp;
1929         int err;
1930         unsigned int size = cachep->size;
1931
1932 #if DEBUG
1933 #if FORCED_DEBUG
1934         /*
1935          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1936          * large objects, if the increased size would increase the object size
1937          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1938          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1939          */
1940         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
1941                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
1942                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1943         if (!(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1944                 flags |= SLAB_POISON;
1945 #endif
1946 #endif
1947
1948         /*
1949          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1950          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1951          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1952          */
1953         size = ALIGN(size, BYTES_PER_WORD);
1954
1955         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1956                 ralign = REDZONE_ALIGN;
1957                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
1958                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
1959                 size = ALIGN(size, REDZONE_ALIGN);
1960         }
1961
1962         /* 3) caller mandated alignment */
1963         if (ralign < cachep->align) {
1964                 ralign = cachep->align;
1965         }
1966         /* disable debug if necessary */
1967         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
1968                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1969         /*
1970          * 4) Store it.
1971          */
1972         cachep->align = ralign;
1973         cachep->colour_off = cache_line_size();
1974         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1975         if (cachep->colour_off < cachep->align)
1976                 cachep->colour_off = cachep->align;
1977
1978         if (slab_is_available())
1979                 gfp = GFP_KERNEL;
1980         else
1981                 gfp = GFP_NOWAIT;
1982
1983 #if DEBUG
1984
1985         /*
1986          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
1987          * into align above.
1988          */
1989         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1990                 /* add space for red zone words */
1991                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
1992                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
1993         }
1994         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1995                 /* user store requires one word storage behind the end of
1996                  * the real object. But if the second red zone needs to be
1997                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
1998                  */
1999                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2000                         size += REDZONE_ALIGN;
2001                 else
2002                         size += BYTES_PER_WORD;
2003         }
2004 #endif
2005
2006         kasan_cache_create(cachep, &size, &flags);
2007
2008         size = ALIGN(size, cachep->align);
2009         /*
2010          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2011          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2012          */
2013         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2014                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2015
2016 #if DEBUG
2017         /*
2018          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2019          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2020          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2021          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2022          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2023          */
2024         if (debug_pagealloc_enabled_static() && (flags & SLAB_POISON) &&
2025                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2026                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2027                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2028
2029                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2030                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2031                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2032                                 size = tmp_size;
2033                                 goto done;
2034                         }
2035                 }
2036         }
2037 #endif
2038
2039         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2040                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2041                 goto done;
2042         }
2043
2044         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2045                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2046                 goto done;
2047         }
2048
2049         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2050                 goto done;
2051
2052         return -E2BIG;
2053
2054 done:
2055         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2056         cachep->flags = flags;
2057         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2058         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2059                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2060         if (flags & SLAB_CACHE_DMA32)
2061                 cachep->allocflags |= GFP_DMA32;
2062         if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2063                 cachep->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2064         cachep->size = size;
2065         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2066
2067 #if DEBUG
2068         /*
2069          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2070          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2071          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2072          */
2073         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2074                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2075                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2076                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2077 #endif
2078
2079         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2080                 cachep->freelist_cache =
2081                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2082         }
2083
2084         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2085         if (err) {
2086                 __kmem_cache_release(cachep);
2087                 return err;
2088         }
2089
2090         return 0;
2091 }
2092
2093 #if DEBUG
2094 static void check_irq_off(void)
2095 {
2096         BUG_ON(!irqs_disabled());
2097 }
2098
2099 static void check_irq_on(void)
2100 {
2101         BUG_ON(irqs_disabled());
2102 }
2103
2104 static void check_mutex_acquired(void)
2105 {
2106         BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
2107 }
2108
2109 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2110 {
2111 #ifdef CONFIG_SMP
2112         check_irq_off();
2113         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2114 #endif
2115 }
2116
2117 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2118 {
2119 #ifdef CONFIG_SMP
2120         check_irq_off();
2121         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2122 #endif
2123 }
2124
2125 #else
2126 #define check_irq_off() do { } while(0)
2127 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2128 #define check_mutex_acquired()  do { } while(0)
2129 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2130 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2131 #endif
2132
2133 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2134                                 int node, bool free_all, struct list_head *list)
2135 {
2136         int tofree;
2137
2138         if (!ac || !ac->avail)
2139                 return;
2140
2141         tofree = free_all ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
2142         if (tofree > ac->avail)
2143                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
2144
2145         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, list);
2146         ac->avail -= tofree;
2147         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]), sizeof(void *) * ac->avail);
2148 }
2149
2150 static void do_drain(void *arg)
2151 {
2152         struct kmem_cache *cachep = arg;
2153         struct array_cache *ac;
2154         int node = numa_mem_id();
2155         struct kmem_cache_node *n;
2156         LIST_HEAD(list);
2157
2158         check_irq_off();
2159         ac = cpu_cache_get(cachep);
2160         n = get_node(cachep, node);
2161         spin_lock(&n->list_lock);
2162         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2163         spin_unlock(&n->list_lock);
2164         ac->avail = 0;
2165         slabs_destroy(cachep, &list);
2166 }
2167
2168 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2169 {
2170         struct kmem_cache_node *n;
2171         int node;
2172         LIST_HEAD(list);
2173
2174         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2175         check_irq_on();
2176         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2177                 if (n->alien)
2178                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2179
2180         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2181                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2182                 drain_array_locked(cachep, n->shared, node, true, &list);
2183                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2184
2185                 slabs_destroy(cachep, &list);
2186         }
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Remove slabs from the list of free slabs.
2191  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2192  *
2193  * Returns the actual number of slabs released.
2194  */
2195 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2196                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2197 {
2198         struct list_head *p;
2199         int nr_freed;
2200         struct slab *slab;
2201
2202         nr_freed = 0;
2203         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2204
2205                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2206                 p = n->slabs_free.prev;
2207                 if (p == &n->slabs_free) {
2208                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2209                         goto out;
2210                 }
2211
2212                 slab = list_entry(p, struct slab, slab_list);
2213                 list_del(&slab->slab_list);
2214                 n->free_slabs--;
2215                 n->total_slabs--;
2216                 /*
2217                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2218                  * to the cache.
2219                  */
2220                 n->free_objects -= cache->num;
2221                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2222                 slab_destroy(cache, slab);
2223                 nr_freed++;
2224         }
2225 out:
2226         return nr_freed;
2227 }
2228
2229 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
2230 {
2231         int node;
2232         struct kmem_cache_node *n;
2233
2234         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
2235                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
2236                     !list_empty(&n->slabs_partial))
2237                         return false;
2238         return true;
2239 }
2240
2241 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2242 {
2243         int ret = 0;
2244         int node;
2245         struct kmem_cache_node *n;
2246
2247         drain_cpu_caches(cachep);
2248
2249         check_irq_on();
2250         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2251                 drain_freelist(cachep, n, INT_MAX);
2252
2253                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2254                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2255         }
2256         return (ret ? 1 : 0);
2257 }
2258
2259 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2260 {
2261         return __kmem_cache_shrink(cachep);
2262 }
2263
2264 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2265 {
2266         int i;
2267         struct kmem_cache_node *n;
2268
2269         cache_random_seq_destroy(cachep);
2270
2271         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2272
2273         /* NUMA: free the node structures */
2274         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2275                 kfree(n->shared);
2276                 free_alien_cache(n->alien);
2277                 kfree(n);
2278                 cachep->node[i] = NULL;
2279         }
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Get the memory for a slab management obj.
2284  *
2285  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2286  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2287  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2288  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2289  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2290  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the desired-size one.
2291  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2292  *
2293  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2294  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2295  */
2296 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2297                                    struct slab *slab, int colour_off,
2298                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2299 {
2300         void *freelist;
2301         void *addr = slab_address(slab);
2302
2303         slab->s_mem = addr + colour_off;
2304         slab->active = 0;
2305
2306         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2307                 freelist = NULL;
2308         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2309                 /* Slab management obj is off-slab. */
2310                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2311                                               local_flags, nodeid);
2312         } else {
2313                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2314                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2315                                 cachep->freelist_size;
2316         }
2317
2318         return freelist;
2319 }
2320
2321 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct slab *slab, unsigned int idx)
2322 {
2323         return ((freelist_idx_t *) slab->freelist)[idx];
2324 }
2325
2326 static inline void set_free_obj(struct slab *slab,
2327                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2328 {
2329         ((freelist_idx_t *)(slab->freelist))[idx] = val;
2330 }
2331
2332 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slab)
2333 {
2334 #if DEBUG
2335         int i;
2336
2337         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2338                 void *objp = index_to_obj(cachep, slab, i);
2339
2340                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2341                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2342
2343                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2344                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2345                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2346                 }
2347                 /*
2348                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2349                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2350                  * They must also be threaded.
2351                  */
2352                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON)) {
2353                         kasan_unpoison_object_data(cachep,
2354                                                    objp + obj_offset(cachep));
2355                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2356                         kasan_poison_object_data(
2357                                 cachep, objp + obj_offset(cachep));
2358                 }
2359
2360                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2361                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2362                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the end of an object");
2363                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2364                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the start of an object");
2365                 }
2366                 /* need to poison the objs? */
2367                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2368                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2369                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2370                 }
2371         }
2372 #endif
2373 }
2374
2375 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2376 /* Hold information during a freelist initialization */
2377 union freelist_init_state {
2378         struct {
2379                 unsigned int pos;
2380                 unsigned int *list;
2381                 unsigned int count;
2382         };
2383         struct rnd_state rnd_state;
2384 };
2385
2386 /*
2387  * Initialize the state based on the randomization method available.
2388  * return true if the pre-computed list is available, false otherwise.
2389  */
2390 static bool freelist_state_initialize(union freelist_init_state *state,
2391                                 struct kmem_cache *cachep,
2392                                 unsigned int count)
2393 {
2394         bool ret;
2395         unsigned int rand;
2396
2397         /* Use best entropy available to define a random shift */
2398         rand = get_random_int();
2399
2400         /* Use a random state if the pre-computed list is not available */
2401         if (!cachep->random_seq) {
2402                 prandom_seed_state(&state->rnd_state, rand);
2403                 ret = false;
2404         } else {
2405                 state->list = cachep->random_seq;
2406                 state->count = count;
2407                 state->pos = rand % count;
2408                 ret = true;
2409         }
2410         return ret;
2411 }
2412
2413 /* Get the next entry on the list and randomize it using a random shift */
2414 static freelist_idx_t next_random_slot(union freelist_init_state *state)
2415 {
2416         if (state->pos >= state->count)
2417                 state->pos = 0;
2418         return state->list[state->pos++];
2419 }
2420
2421 /* Swap two freelist entries */
2422 static void swap_free_obj(struct slab *slab, unsigned int a, unsigned int b)
2423 {
2424         swap(((freelist_idx_t *) slab->freelist)[a],
2425                 ((freelist_idx_t *) slab->freelist)[b]);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Shuffle the freelist initialization state based on pre-computed lists.
2430  * return true if the list was successfully shuffled, false otherwise.
2431  */
2432 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slab)
2433 {
2434         unsigned int objfreelist = 0, i, rand, count = cachep->num;
2435         union freelist_init_state state;
2436         bool precomputed;
2437
2438         if (count < 2)
2439                 return false;
2440
2441         precomputed = freelist_state_initialize(&state, cachep, count);
2442
2443         /* Take a random entry as the objfreelist */
2444         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2445                 if (!precomputed)
2446                         objfreelist = count - 1;
2447                 else
2448                         objfreelist = next_random_slot(&state);
2449                 slab->freelist = index_to_obj(cachep, slab, objfreelist) +
2450                                                 obj_offset(cachep);
2451                 count--;
2452         }
2453
2454         /*
2455          * On early boot, generate the list dynamically.
2456          * Later use a pre-computed list for speed.
2457          */
2458         if (!precomputed) {
2459                 for (i = 0; i < count; i++)
2460                         set_free_obj(slab, i, i);
2461
2462                 /* Fisher-Yates shuffle */
2463                 for (i = count - 1; i > 0; i--) {
2464                         rand = prandom_u32_state(&state.rnd_state);
2465                         rand %= (i + 1);
2466                         swap_free_obj(slab, i, rand);
2467                 }
2468         } else {
2469                 for (i = 0; i < count; i++)
2470                         set_free_obj(slab, i, next_random_slot(&state));
2471         }
2472
2473         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2474                 set_free_obj(slab, cachep->num - 1, objfreelist);
2475
2476         return true;
2477 }
2478 #else
2479 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *cachep,
2480                                 struct slab *slab)
2481 {
2482         return false;
2483 }
2484 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2485
2486 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2487                             struct slab *slab)
2488 {
2489         int i;
2490         void *objp;
2491         bool shuffled;
2492
2493         cache_init_objs_debug(cachep, slab);
2494
2495         /* Try to randomize the freelist if enabled */
2496         shuffled = shuffle_freelist(cachep, slab);
2497
2498         if (!shuffled && OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2499                 slab->freelist = index_to_obj(cachep, slab, cachep->num - 1) +
2500                                                 obj_offset(cachep);
2501         }
2502
2503         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2504                 objp = index_to_obj(cachep, slab, i);
2505                 objp = kasan_init_slab_obj(cachep, objp);
2506
2507                 /* constructor could break poison info */
2508                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor) {
2509                         kasan_unpoison_object_data(cachep, objp);
2510                         cachep->ctor(objp);
2511                         kasan_poison_object_data(cachep, objp);
2512                 }
2513
2514                 if (!shuffled)
2515                         set_free_obj(slab, i, i);
2516         }
2517 }
2518
2519 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slab)
2520 {
2521         void *objp;
2522
2523         objp = index_to_obj(cachep, slab, get_free_obj(slab, slab->active));
2524         slab->active++;
2525
2526         return objp;
2527 }
2528
2529 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2530                         struct slab *slab, void *objp)
2531 {
2532         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slab, objp);
2533 #if DEBUG
2534         unsigned int i;
2535
2536         /* Verify double free bug */
2537         for (i = slab->active; i < cachep->num; i++) {
2538                 if (get_free_obj(slab, i) == objnr) {
2539                         pr_err("slab: double free detected in cache '%s', objp %px\n",
2540                                cachep->name, objp);
2541                         BUG();
2542                 }
2543         }
2544 #endif
2545         slab->active--;
2546         if (!slab->freelist)
2547                 slab->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2548
2549         set_free_obj(slab, slab->active, objnr);
2550 }
2551
2552 /*
2553  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2554  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2555  */
2556 static struct slab *cache_grow_begin(struct kmem_cache *cachep,
2557                                 gfp_t flags, int nodeid)
2558 {
2559         void *freelist;
2560         size_t offset;
2561         gfp_t local_flags;
2562         int slab_node;
2563         struct kmem_cache_node *n;
2564         struct slab *slab;
2565
2566         /*
2567          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2568          * critical path in kmem_cache_alloc().
2569          */
2570         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2571                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2572
2573         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2574         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2575
2576         check_irq_off();
2577         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2578                 local_irq_enable();
2579
2580         /*
2581          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2582          * 'nodeid'.
2583          */
2584         slab = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2585         if (!slab)
2586                 goto failed;
2587
2588         slab_node = slab_nid(slab);
2589         n = get_node(cachep, slab_node);
2590
2591         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2592         n->colour_next++;
2593         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2594                 n->colour_next = 0;
2595
2596         offset = n->colour_next;
2597         if (offset >= cachep->colour)
2598                 offset = 0;
2599
2600         offset *= cachep->colour_off;
2601
2602         /*
2603          * Call kasan_poison_slab() before calling alloc_slabmgmt(), so
2604          * page_address() in the latter returns a non-tagged pointer,
2605          * as it should be for slab pages.
2606          */
2607         kasan_poison_slab(slab);
2608
2609         /* Get slab management. */
2610         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, slab, offset,
2611                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, slab_node);
2612         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2613                 goto opps1;
2614
2615         slab->slab_cache = cachep;
2616         slab->freelist = freelist;
2617
2618         cache_init_objs(cachep, slab);
2619
2620         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2621                 local_irq_disable();
2622
2623         return slab;
2624
2625 opps1:
2626         kmem_freepages(cachep, slab);
2627 failed:
2628         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2629                 local_irq_disable();
2630         return NULL;
2631 }
2632
2633 static void cache_grow_end(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slab)
2634 {
2635         struct kmem_cache_node *n;
2636         void *list = NULL;
2637
2638         check_irq_off();
2639
2640         if (!slab)
2641                 return;
2642
2643         INIT_LIST_HEAD(&slab->slab_list);
2644         n = get_node(cachep, slab_nid(slab));
2645
2646         spin_lock(&n->list_lock);
2647         n->total_slabs++;
2648         if (!slab->active) {
2649                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->slabs_free);
2650                 n->free_slabs++;
2651         } else
2652                 fixup_slab_list(cachep, n, slab, &list);
2653
2654         STATS_INC_GROWN(cachep);
2655         n->free_objects += cachep->num - slab->active;
2656         spin_unlock(&n->list_lock);
2657
2658         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2659 }
2660
2661 #if DEBUG
2662
2663 /*
2664  * Perform extra freeing checks:
2665  * - detect bad pointers.
2666  * - POISON/RED_ZONE checking
2667  */
2668 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2669 {
2670         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2671                 pr_err("kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh\n",
2672                        (unsigned long)objp);
2673                 BUG();
2674         }
2675 }
2676
2677 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2678 {
2679         unsigned long long redzone1, redzone2;
2680
2681         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2682         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2683
2684         /*
2685          * Redzone is ok.
2686          */
2687         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2688                 return;
2689
2690         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2691                 slab_error(cache, "double free detected");
2692         else
2693                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2694
2695         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2696                obj, redzone1, redzone2);
2697 }
2698
2699 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2700                                    unsigned long caller)
2701 {
2702         unsigned int objnr;
2703         struct slab *slab;
2704
2705         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2706
2707         objp -= obj_offset(cachep);
2708         kfree_debugcheck(objp);
2709         slab = virt_to_slab(objp);
2710
2711         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2712                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2713                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2714                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2715         }
2716         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2717                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2718
2719         objnr = obj_to_index(cachep, slab, objp);
2720
2721         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2722         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slab, objnr));
2723
2724         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2725                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2726                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0);
2727         }
2728         return objp;
2729 }
2730
2731 #else
2732 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2733 #define cache_free_debugcheck(x, objp, z) (objp)
2734 #endif
2735
2736 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2737                                                 void **list)
2738 {
2739 #if DEBUG
2740         void *next = *list;
2741         void *objp;
2742
2743         while (next) {
2744                 objp = next - obj_offset(cachep);
2745                 next = *(void **)next;
2746                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2747         }
2748 #endif
2749 }
2750
2751 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2752                                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab,
2753                                 void **list)
2754 {
2755         /* move slabp to correct slabp list: */
2756         list_del(&slab->slab_list);
2757         if (slab->active == cachep->num) {
2758                 list_add(&slab->slab_list, &n->slabs_full);
2759                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2760 #if DEBUG
2761                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2762                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2763                                 void **objp = slab->freelist;
2764
2765                                 *objp = *list;
2766                                 *list = objp;
2767                         }
2768 #endif
2769                         slab->freelist = NULL;
2770                 }
2771         } else
2772                 list_add(&slab->slab_list, &n->slabs_partial);
2773 }
2774
2775 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2776 static noinline struct slab *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2777                                         struct slab *slab, bool pfmemalloc)
2778 {
2779         if (!slab)
2780                 return NULL;
2781
2782         if (pfmemalloc)
2783                 return slab;
2784
2785         if (!slab_test_pfmemalloc(slab))
2786                 return slab;
2787
2788         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2789         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2790                 slab_clear_pfmemalloc(slab);
2791                 return slab;
2792         }
2793
2794         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2795         list_del(&slab->slab_list);
2796         if (!slab->active) {
2797                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->slabs_free);
2798                 n->free_slabs++;
2799         } else
2800                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->slabs_partial);
2801
2802         list_for_each_entry(slab, &n->slabs_partial, slab_list) {
2803                 if (!slab_test_pfmemalloc(slab))
2804                         return slab;
2805         }
2806
2807         n->free_touched = 1;
2808         list_for_each_entry(slab, &n->slabs_free, slab_list) {
2809                 if (!slab_test_pfmemalloc(slab)) {
2810                         n->free_slabs--;
2811                         return slab;
2812                 }
2813         }
2814
2815         return NULL;
2816 }
2817
2818 static struct slab *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2819 {
2820         struct slab *slab;
2821
2822         assert_spin_locked(&n->list_lock);
2823         slab = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial, struct slab,
2824                                         slab_list);
2825         if (!slab) {
2826                 n->free_touched = 1;
2827                 slab = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free, struct slab,
2828                                                 slab_list);
2829                 if (slab)
2830                         n->free_slabs--;
2831         }
2832
2833         if (sk_memalloc_socks())
2834                 slab = get_valid_first_slab(n, slab, pfmemalloc);
2835
2836         return slab;
2837 }
2838
2839 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2840                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2841 {
2842         struct slab *slab;
2843         void *obj;
2844         void *list = NULL;
2845
2846         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2847                 return NULL;
2848
2849         spin_lock(&n->list_lock);
2850         slab = get_first_slab(n, true);
2851         if (!slab) {
2852                 spin_unlock(&n->list_lock);
2853                 return NULL;
2854         }
2855
2856         obj = slab_get_obj(cachep, slab);
2857         n->free_objects--;
2858
2859         fixup_slab_list(cachep, n, slab, &list);
2860
2861         spin_unlock(&n->list_lock);
2862         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2863
2864         return obj;
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Slab list should be fixed up by fixup_slab_list() for existing slab
2869  * or cache_grow_end() for new slab
2870  */
2871 static __always_inline int alloc_block(struct kmem_cache *cachep,
2872                 struct array_cache *ac, struct slab *slab, int batchcount)
2873 {
2874         /*
2875          * There must be at least one object available for
2876          * allocation.
2877          */
2878         BUG_ON(slab->active >= cachep->num);
2879
2880         while (slab->active < cachep->num && batchcount--) {
2881                 STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2882                 STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2883                 STATS_SET_HIGH(cachep);
2884
2885                 ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slab);
2886         }
2887
2888         return batchcount;
2889 }
2890
2891 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2892 {
2893         int batchcount;
2894         struct kmem_cache_node *n;
2895         struct array_cache *ac, *shared;
2896         int node;
2897         void *list = NULL;
2898         struct slab *slab;
2899
2900         check_irq_off();
2901         node = numa_mem_id();
2902
2903         ac = cpu_cache_get(cachep);
2904         batchcount = ac->batchcount;
2905         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2906                 /*
2907                  * If there was little recent activity on this cache, then
2908                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2909                  * refill bouncing.
2910                  */
2911                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2912         }
2913         n = get_node(cachep, node);
2914
2915         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2916         shared = READ_ONCE(n->shared);
2917         if (!n->free_objects && (!shared || !shared->avail))
2918                 goto direct_grow;
2919
2920         spin_lock(&n->list_lock);
2921         shared = READ_ONCE(n->shared);
2922
2923         /* See if we can refill from the shared array */
2924         if (shared && transfer_objects(ac, shared, batchcount)) {
2925                 shared->touched = 1;
2926                 goto alloc_done;
2927         }
2928
2929         while (batchcount > 0) {
2930                 /* Get slab alloc is to come from. */
2931                 slab = get_first_slab(n, false);
2932                 if (!slab)
2933                         goto must_grow;
2934
2935                 check_spinlock_acquired(cachep);
2936
2937                 batchcount = alloc_block(cachep, ac, slab, batchcount);
2938                 fixup_slab_list(cachep, n, slab, &list);
2939         }
2940
2941 must_grow:
2942         n->free_objects -= ac->avail;
2943 alloc_done:
2944         spin_unlock(&n->list_lock);
2945         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2946
2947 direct_grow:
2948         if (unlikely(!ac->avail)) {
2949                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2950                 if (sk_memalloc_socks()) {
2951                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2952
2953                         if (obj)
2954                                 return obj;
2955                 }
2956
2957                 slab = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), node);
2958
2959                 /*
2960                  * cache_grow_begin() can reenable interrupts,
2961                  * then ac could change.
2962                  */
2963                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2964                 if (!ac->avail && slab)
2965                         alloc_block(cachep, ac, slab, batchcount);
2966                 cache_grow_end(cachep, slab);
2967
2968                 if (!ac->avail)
2969                         return NULL;
2970         }
2971         ac->touched = 1;
2972
2973         return ac->entry[--ac->avail];
2974 }
2975
2976 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2977                                                 gfp_t flags)
2978 {
2979         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2980 }
2981
2982 #if DEBUG
2983 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2984                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2985 {
2986         WARN_ON_ONCE(cachep->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2987         if (!objp || is_kfence_address(objp))
2988                 return objp;
2989         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2990                 check_poison_obj(cachep, objp);
2991                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1);
2992                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2993         }
2994         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2995                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2996
2997         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2998                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2999                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3000                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside object was overwritten");
3001                         pr_err("%px: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3002                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3003                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
3004                 }
3005                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3006                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3007         }
3008
3009         objp += obj_offset(cachep);
3010         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3011                 cachep->ctor(objp);
3012         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3013             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3014                 pr_err("0x%px: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3015                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3016         }
3017         return objp;
3018 }
3019 #else
3020 #define cache_alloc_debugcheck_after(a, b, objp, d) (objp)
3021 #endif
3022
3023 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3024 {
3025         void *objp;
3026         struct array_cache *ac;
3027
3028         check_irq_off();
3029
3030         ac = cpu_cache_get(cachep);
3031         if (likely(ac->avail)) {
3032                 ac->touched = 1;
3033                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3034
3035                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3036                 goto out;
3037         }
3038
3039         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3040         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3041         /*
3042          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3043          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3044          */
3045         ac = cpu_cache_get(cachep);
3046
3047 out:
3048         /*
3049          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3050          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3051          * treat the array pointers as a reference to the object.
3052          */
3053         if (objp)
3054                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3055         return objp;
3056 }
3057
3058 #ifdef CONFIG_NUMA
3059 /*
3060  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3061  *
3062  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3063  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3064  */
3065 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3066 {
3067         int nid_alloc, nid_here;
3068
3069         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3070                 return NULL;
3071         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3072         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3073                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3074         else if (current->mempolicy)
3075                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3076         if (nid_alloc != nid_here)
3077                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3078         return NULL;
3079 }
3080
3081 /*
3082  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3083  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3084  * available node for available objects. If that fails then we
3085  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3086  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3087  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3088  */
3089 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3090 {
3091         struct zonelist *zonelist;
3092         struct zoneref *z;
3093         struct zone *zone;
3094         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
3095         void *obj = NULL;
3096         struct slab *slab;
3097         int nid;
3098         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3099
3100         if (flags & __GFP_THISNODE)
3101                 return NULL;
3102
3103 retry_cpuset:
3104         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3105         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3106
3107 retry:
3108         /*
3109          * Look through allowed nodes for objects available
3110          * from existing per node queues.
3111          */
3112         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
3113                 nid = zone_to_nid(zone);
3114
3115                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3116                         get_node(cache, nid) &&
3117                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3118                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3119                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3120                                 if (obj)
3121                                         break;
3122                 }
3123         }
3124
3125         if (!obj) {
3126                 /*
3127                  * This allocation will be performed within the constraints
3128                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3129                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3130                  * set and go into memory reserves if necessary.
3131                  */
3132                 slab = cache_grow_begin(cache, flags, numa_mem_id());
3133                 cache_grow_end(cache, slab);
3134                 if (slab) {
3135                         nid = slab_nid(slab);
3136                         obj = ____cache_alloc_node(cache,
3137                                 gfp_exact_node(flags), nid);
3138
3139                         /*
3140                          * Another processor may allocate the objects in
3141                          * the slab since we are not holding any locks.
3142                          */
3143                         if (!obj)
3144                                 goto retry;
3145                 }
3146         }
3147
3148         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3149                 goto retry_cpuset;
3150         return obj;
3151 }
3152
3153 /*
3154  * A interface to enable slab creation on nodeid
3155  */
3156 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3157                                 int nodeid)
3158 {
3159         struct slab *slab;
3160         struct kmem_cache_node *n;
3161         void *obj = NULL;
3162         void *list = NULL;
3163
3164         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3165         n = get_node(cachep, nodeid);
3166         BUG_ON(!n);
3167
3168         check_irq_off();
3169         spin_lock(&n->list_lock);
3170         slab = get_first_slab(n, false);
3171         if (!slab)
3172                 goto must_grow;
3173
3174         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3175
3176         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3177         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3178         STATS_SET_HIGH(cachep);
3179
3180         BUG_ON(slab->active == cachep->num);
3181
3182         obj = slab_get_obj(cachep, slab);
3183         n->free_objects--;
3184
3185         fixup_slab_list(cachep, n, slab, &list);
3186
3187         spin_unlock(&n->list_lock);
3188         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3189         return obj;
3190
3191 must_grow:
3192         spin_unlock(&n->list_lock);
3193         slab = cache_grow_begin(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid);
3194         if (slab) {
3195                 /* This slab isn't counted yet so don't update free_objects */
3196                 obj = slab_get_obj(cachep, slab);
3197         }
3198         cache_grow_end(cachep, slab);
3199
3200         return obj ? obj : fallback_alloc(cachep, flags);
3201 }
3202
3203 static __always_inline void *
3204 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid, size_t orig_size,
3205                    unsigned long caller)
3206 {
3207         unsigned long save_flags;
3208         void *ptr;
3209         int slab_node = numa_mem_id();
3210         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3211         bool init = false;
3212
3213         flags &= gfp_allowed_mask;
3214         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, NULL, &objcg, 1, flags);
3215         if (unlikely(!cachep))
3216                 return NULL;
3217
3218         ptr = kfence_alloc(cachep, orig_size, flags);
3219         if (unlikely(ptr))
3220                 goto out_hooks;
3221
3222         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3223         local_irq_save(save_flags);
3224
3225         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3226                 nodeid = slab_node;
3227
3228         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3229                 /* Node not bootstrapped yet */
3230                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3231                 goto out;
3232         }
3233
3234         if (nodeid == slab_node) {
3235                 /*
3236                  * Use the locally cached objects if possible.
3237                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3238                  * to other nodes. It may fail while we still have
3239                  * objects on other nodes available.
3240                  */
3241                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3242                 if (ptr)
3243                         goto out;
3244         }
3245         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3246         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3247   out:
3248         local_irq_restore(save_flags);
3249         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3250         init = slab_want_init_on_alloc(flags, cachep);
3251
3252 out_hooks:
3253         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &ptr, init);
3254         return ptr;
3255 }
3256
3257 static __always_inline void *
3258 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3259 {
3260         void *objp;
3261
3262         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3263                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3264                 if (objp)
3265                         goto out;
3266         }
3267         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3268
3269         /*
3270          * We may just have run out of memory on the local node.
3271          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3272          */
3273         if (!objp)
3274                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3275
3276   out:
3277         return objp;
3278 }
3279 #else
3280
3281 static __always_inline void *
3282 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3283 {
3284         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3285 }
3286
3287 #endif /* CONFIG_NUMA */
3288
3289 static __always_inline void *
3290 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, struct list_lru *lru, gfp_t flags,
3291            size_t orig_size, unsigned long caller)
3292 {
3293         unsigned long save_flags;
3294         void *objp;
3295         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3296         bool init = false;
3297
3298         flags &= gfp_allowed_mask;
3299         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, lru, &objcg, 1, flags);
3300         if (unlikely(!cachep))
3301                 return NULL;
3302
3303         objp = kfence_alloc(cachep, orig_size, flags);
3304         if (unlikely(objp))
3305                 goto out;
3306
3307         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3308         local_irq_save(save_flags);
3309         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3310         local_irq_restore(save_flags);
3311         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3312         prefetchw(objp);
3313         init = slab_want_init_on_alloc(flags, cachep);
3314
3315 out:
3316         slab_post_alloc_hook(cachep, objcg, flags, 1, &objp, init);
3317         return objp;
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3322  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3323  */
3324 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3325                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3326 {
3327         int i;
3328         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3329         struct slab *slab;
3330
3331         n->free_objects += nr_objects;
3332
3333         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3334                 void *objp;
3335                 struct slab *slab;
3336
3337                 objp = objpp[i];
3338
3339                 slab = virt_to_slab(objp);
3340                 list_del(&slab->slab_list);
3341                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3342                 slab_put_obj(cachep, slab, objp);
3343                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3344
3345                 /* fixup slab chains */
3346                 if (slab->active == 0) {
3347                         list_add(&slab->slab_list, &n->slabs_free);
3348                         n->free_slabs++;
3349                 } else {
3350                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3351                          * partial list on free - maximum time for the
3352                          * other objects to be freed, too.
3353                          */
3354                         list_add_tail(&slab->slab_list, &n->slabs_partial);
3355                 }
3356         }
3357
3358         while (n->free_objects > n->free_limit && !list_empty(&n->slabs_free)) {
3359                 n->free_objects -= cachep->num;
3360
3361                 slab = list_last_entry(&n->slabs_free, struct slab, slab_list);
3362                 list_move(&slab->slab_list, list);
3363                 n->free_slabs--;
3364                 n->total_slabs--;
3365         }
3366 }
3367
3368 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3369 {
3370         int batchcount;
3371         struct kmem_cache_node *n;
3372         int node = numa_mem_id();
3373         LIST_HEAD(list);
3374
3375         batchcount = ac->batchcount;
3376
3377         check_irq_off();
3378         n = get_node(cachep, node);
3379         spin_lock(&n->list_lock);
3380         if (n->shared) {
3381                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3382                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3383                 if (max) {
3384                         if (batchcount > max)
3385                                 batchcount = max;
3386                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3387                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3388                         shared_array->avail += batchcount;
3389                         goto free_done;
3390                 }
3391         }
3392
3393         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3394 free_done:
3395 #if STATS
3396         {
3397                 int i = 0;
3398                 struct slab *slab;
3399
3400                 list_for_each_entry(slab, &n->slabs_free, slab_list) {
3401                         BUG_ON(slab->active);
3402
3403                         i++;
3404                 }
3405                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3406         }
3407 #endif
3408         spin_unlock(&n->list_lock);
3409         ac->avail -= batchcount;
3410         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3411         slabs_destroy(cachep, &list);
3412 }
3413
3414 /*
3415  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3416  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3417  */
3418 static __always_inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3419                                          unsigned long caller)
3420 {
3421         bool init;
3422
3423         if (is_kfence_address(objp)) {
3424                 kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3425                 __kfence_free(objp);
3426                 return;
3427         }
3428
3429         /*
3430          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3431          * kasan_slab_free and initialization memset must be
3432          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3433          */
3434         init = slab_want_init_on_free(cachep);
3435         if (init && !kasan_has_integrated_init())
3436                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3437         /* KASAN might put objp into memory quarantine, delaying its reuse. */
3438         if (kasan_slab_free(cachep, objp, init))
3439                 return;
3440
3441         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
3442         if (!(cachep->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3443                 __kcsan_check_access(objp, cachep->object_size,
3444                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
3445
3446         ___cache_free(cachep, objp, caller);
3447 }
3448
3449 void ___cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3450                 unsigned long caller)
3451 {
3452         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3453
3454         check_irq_off();
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 slab *slab = virt_to_slab(objp);
3478
3479                 if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab))) {
3480                         cache_free_pfmemalloc(cachep, slab, objp);
3481                         return;
3482                 }
3483         }
3484
3485         __free_one(ac, objp);
3486 }
3487
3488 static __always_inline
3489 void *__kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *cachep, struct list_lru *lru,
3490                              gfp_t flags)
3491 {
3492         void *ret = slab_alloc(cachep, lru, flags, cachep->object_size, _RET_IP_);
3493
3494         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3495                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3496
3497         return ret;
3498 }
3499
3500 /**
3501  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3502  * @cachep: The cache to allocate from.
3503  * @flags: See kmalloc().
3504  *
3505  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3506  * if the cache has no available objects.
3507  *
3508  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3509  */
3510 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3511 {
3512         return __kmem_cache_alloc_lru(cachep, NULL, flags);
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3515
3516 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *cachep, struct list_lru *lru,
3517                            gfp_t flags)
3518 {
3519         return __kmem_cache_alloc_lru(cachep, lru, flags);
3520 }
3521 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3522
3523 static __always_inline void
3524 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3525                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3526 {
3527         size_t i;
3528
3529         for (i = 0; i < size; i++)
3530                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3531 }
3532
3533 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3534                           void **p)
3535 {
3536         size_t i;
3537         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3538
3539         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
3540         if (!s)
3541                 return 0;
3542
3543         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3544
3545         local_irq_disable();
3546         for (i = 0; i < size; i++) {
3547                 void *objp = kfence_alloc(s, s->object_size, flags) ?: __do_cache_alloc(s, flags);
3548
3549                 if (unlikely(!objp))
3550                         goto error;
3551                 p[i] = objp;
3552         }
3553         local_irq_enable();
3554
3555         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3556
3557         /*
3558          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3559          * Done outside of the IRQ disabled section.
3560          */
3561         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3562                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3563         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3564         return size;
3565 error:
3566         local_irq_enable();
3567         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3568         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3569         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3570         return 0;
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3573
3574 #ifdef CONFIG_TRACING
3575 void *
3576 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3577 {
3578         void *ret;
3579
3580         ret = slab_alloc(cachep, NULL, flags, size, _RET_IP_);
3581
3582         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3583         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3584                       size, cachep->size, flags);
3585         return ret;
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3588 #endif
3589
3590 #ifdef CONFIG_NUMA
3591 /**
3592  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3593  * @cachep: The cache to allocate from.
3594  * @flags: See kmalloc().
3595  * @nodeid: node number of the target node.
3596  *
3597  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3598  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3599  *
3600  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3601  *
3602  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3603  */
3604 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3605 {
3606         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, cachep->object_size, _RET_IP_);
3607
3608         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3609                                     cachep->object_size, cachep->size,
3610                                     flags, nodeid);
3611
3612         return ret;
3613 }
3614 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3615
3616 #ifdef CONFIG_TRACING
3617 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3618                                   gfp_t flags,
3619                                   int nodeid,
3620                                   size_t size)
3621 {
3622         void *ret;
3623
3624         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, size, _RET_IP_);
3625
3626         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3627         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3628                            size, cachep->size,
3629                            flags, nodeid);
3630         return ret;
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3633 #endif
3634
3635 static __always_inline void *
3636 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3637 {
3638         struct kmem_cache *cachep;
3639         void *ret;
3640
3641         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3642                 return NULL;
3643         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3644         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3645                 return cachep;
3646         ret = kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3647         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3648
3649         return ret;
3650 }
3651
3652 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3653 {
3654         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3655 }
3656 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3657
3658 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3659                 int node, unsigned long caller)
3660 {
3661         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3662 }
3663 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3664 #endif /* CONFIG_NUMA */
3665
3666 #ifdef CONFIG_PRINTK
3667 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
3668 {
3669         struct kmem_cache *cachep;
3670         unsigned int objnr;
3671         void *objp;
3672
3673         kpp->kp_ptr = object;
3674         kpp->kp_slab = slab;
3675         cachep = slab->slab_cache;
3676         kpp->kp_slab_cache = cachep;
3677         objp = object - obj_offset(cachep);
3678         kpp->kp_data_offset = obj_offset(cachep);
3679         slab = virt_to_slab(objp);
3680         objnr = obj_to_index(cachep, slab, objp);
3681         objp = index_to_obj(cachep, slab, objnr);
3682         kpp->kp_objp = objp;
3683         if (DEBUG && cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3684                 kpp->kp_ret = *dbg_userword(cachep, objp);
3685 }
3686 #endif
3687
3688 /**
3689  * __do_kmalloc - allocate memory
3690  * @size: how many bytes of memory are required.
3691  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3692  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3693  *
3694  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
3695  */
3696 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3697                                           unsigned long caller)
3698 {
3699         struct kmem_cache *cachep;
3700         void *ret;
3701
3702         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3703                 return NULL;
3704         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3705         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3706                 return cachep;
3707         ret = slab_alloc(cachep, NULL, flags, size, caller);
3708
3709         ret = kasan_kmalloc(cachep, ret, size, flags);
3710         trace_kmalloc(caller, ret,
3711                       size, cachep->size, flags);
3712
3713         return ret;
3714 }
3715
3716 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3717 {
3718         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3719 }
3720 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3721
3722 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3723 {
3724         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3725 }
3726 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3727
3728 /**
3729  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3730  * @cachep: The cache the allocation was from.
3731  * @objp: The previously allocated object.
3732  *
3733  * Free an object which was previously allocated from this
3734  * cache.
3735  */
3736 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3737 {
3738         unsigned long flags;
3739         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3740         if (!cachep)
3741                 return;
3742
3743         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp, cachep->name);
3744         local_irq_save(flags);
3745         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3746         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3747                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3748         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3749         local_irq_restore(flags);
3750 }
3751 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3752
3753 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3754 {
3755         struct kmem_cache *s;
3756         size_t i;
3757
3758         local_irq_disable();
3759         for (i = 0; i < size; i++) {
3760                 void *objp = p[i];
3761
3762                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3763                         s = virt_to_cache(objp);
3764                 else
3765                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3766                 if (!s)
3767                         continue;
3768
3769                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3770                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3771                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3772
3773                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3774         }
3775         local_irq_enable();
3776
3777         /* FIXME: add tracing */
3778 }
3779 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3780
3781 /**
3782  * kfree - free previously allocated memory
3783  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3784  *
3785  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3786  *
3787  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3788  * or you will run into trouble.
3789  */
3790 void kfree(const void *objp)
3791 {
3792         struct kmem_cache *c;
3793         unsigned long flags;
3794
3795         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3796
3797         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3798                 return;
3799         local_irq_save(flags);
3800         kfree_debugcheck(objp);
3801         c = virt_to_cache(objp);
3802         if (!c) {
3803                 local_irq_restore(flags);
3804                 return;
3805         }
3806         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3807
3808         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3809         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3810         local_irq_restore(flags);
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3813
3814 /*
3815  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3816  */
3817 static int setup_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3818 {
3819         int ret;
3820         int node;
3821         struct kmem_cache_node *n;
3822
3823         for_each_online_node(node) {
3824                 ret = setup_kmem_cache_node(cachep, node, gfp, true);
3825                 if (ret)
3826                         goto fail;
3827
3828         }
3829
3830         return 0;
3831
3832 fail:
3833         if (!cachep->list.next) {
3834                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3835                 node--;
3836                 while (node >= 0) {
3837                         n = get_node(cachep, node);
3838                         if (n) {
3839                                 kfree(n->shared);
3840                                 free_alien_cache(n->alien);
3841                                 kfree(n);
3842                                 cachep->node[node] = NULL;
3843                         }
3844                         node--;
3845                 }
3846         }
3847         return -ENOMEM;
3848 }
3849
3850 /* Always called with the slab_mutex held */
3851 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3852                             int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3853 {
3854         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3855         int cpu;
3856
3857         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3858         if (!cpu_cache)
3859                 return -ENOMEM;
3860
3861         prev = cachep->cpu_cache;
3862         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3863         /*
3864          * Without a previous cpu_cache there's no need to synchronize remote
3865          * cpus, so skip the IPIs.
3866          */
3867         if (prev)
3868                 kick_all_cpus_sync();
3869
3870         check_irq_on();
3871         cachep->batchcount = batchcount;
3872         cachep->limit = limit;
3873         cachep->shared = shared;
3874
3875         if (!prev)
3876                 goto setup_node;
3877
3878         for_each_online_cpu(cpu) {
3879                 LIST_HEAD(list);
3880                 int node;
3881                 struct kmem_cache_node *n;
3882                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3883
3884                 node = cpu_to_mem(cpu);
3885                 n = get_node(cachep, node);
3886                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3887                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3888                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3889                 slabs_destroy(cachep, &list);
3890         }
3891         free_percpu(prev);
3892
3893 setup_node:
3894         return setup_kmem_cache_nodes(cachep, gfp);
3895 }
3896
3897 /* Called with slab_mutex held always */
3898 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3899 {
3900         int err;
3901         int limit = 0;
3902         int shared = 0;
3903         int batchcount = 0;
3904
3905         err = cache_random_seq_create(cachep, cachep->num, gfp);
3906         if (err)
3907                 goto end;
3908
3909         /*
3910          * The head array serves three purposes:
3911          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3912          * - reduce the number of spinlock operations.
3913          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3914          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3915          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3916          * Bonwick.
3917          */
3918         if (cachep->size > 131072)
3919                 limit = 1;
3920         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3921                 limit = 8;
3922         else if (cachep->size > 1024)
3923                 limit = 24;
3924         else if (cachep->size > 256)
3925                 limit = 54;
3926         else
3927                 limit = 120;
3928
3929         /*
3930          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3931          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3932          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3933          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3934          * replaces Bonwick's magazine layer.
3935          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3936          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3937          */
3938         shared = 0;
3939         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3940                 shared = 8;
3941
3942 #if DEBUG
3943         /*
3944          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3945          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3946          */
3947         if (limit > 32)
3948                 limit = 32;
3949 #endif
3950         batchcount = (limit + 1) / 2;
3951         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3952 end:
3953         if (err)
3954                 pr_err("enable_cpucache failed for %s, error %d\n",
3955                        cachep->name, -err);
3956         return err;
3957 }
3958
3959 /*
3960  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3961  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3962  * if drain_array() is used on the shared array.
3963  */
3964 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3965                          struct array_cache *ac, int node)
3966 {
3967         LIST_HEAD(list);
3968
3969         /* ac from n->shared can be freed if we don't hold the slab_mutex. */
3970         check_mutex_acquired();
3971
3972         if (!ac || !ac->avail)
3973                 return;
3974
3975         if (ac->touched) {
3976                 ac->touched = 0;
3977                 return;
3978         }
3979
3980         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3981         drain_array_locked(cachep, ac, node, false, &list);
3982         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3983
3984         slabs_destroy(cachep, &list);
3985 }
3986
3987 /**
3988  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3989  * @w: work descriptor
3990  *
3991  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3992  * Purpose:
3993  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3994  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3995  *
3996  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3997  * again on the next iteration.
3998  */
3999 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4000 {
4001         struct kmem_cache *searchp;
4002         struct kmem_cache_node *n;
4003         int node = numa_mem_id();
4004         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4005
4006         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4007                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4008                 goto out;
4009
4010         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4011                 check_irq_on();
4012
4013                 /*
4014                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4015                  * have established with reasonable certainty that
4016                  * we can do some work if the lock was obtained.
4017                  */
4018                 n = get_node(searchp, node);
4019
4020                 reap_alien(searchp, n);
4021
4022                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), node);
4023
4024                 /*
4025                  * These are racy checks but it does not matter
4026                  * if we skip one check or scan twice.
4027                  */
4028                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4029                         goto next;
4030
4031                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4032
4033                 drain_array(searchp, n, n->shared, node);
4034
4035                 if (n->free_touched)
4036                         n->free_touched = 0;
4037                 else {
4038                         int freed;
4039
4040                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4041                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4042                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4043                 }
4044 next:
4045                 cond_resched();
4046         }
4047         check_irq_on();
4048         mutex_unlock(&slab_mutex);
4049         next_reap_node();
4050 out:
4051         /* Set up the next iteration */
4052         schedule_delayed_work_on(smp_processor_id(), work,
4053                                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4054 }
4055
4056 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4057 {
4058         unsigned long active_objs, num_objs, active_slabs;
4059         unsigned long total_slabs = 0, free_objs = 0, shared_avail = 0;
4060         unsigned long free_slabs = 0;
4061         int node;
4062         struct kmem_cache_node *n;
4063
4064         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4065                 check_irq_on();
4066                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4067
4068                 total_slabs += n->total_slabs;
4069                 free_slabs += n->free_slabs;
4070                 free_objs += n->free_objects;
4071
4072                 if (n->shared)
4073                         shared_avail += n->shared->avail;
4074
4075                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4076         }
4077         num_objs = total_slabs * cachep->num;
4078         active_slabs = total_slabs - free_slabs;
4079         active_objs = num_objs - free_objs;
4080
4081         sinfo->active_objs = active_objs;
4082         sinfo->num_objs = num_objs;
4083         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4084         sinfo->num_slabs = total_slabs;
4085         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4086         sinfo->limit = cachep->limit;
4087         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4088         sinfo->shared = cachep->shared;
4089         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4090         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4091 }
4092
4093 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4094 {
4095 #if STATS
4096         {                       /* node stats */
4097                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4098                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4099                 unsigned long grown = cachep->grown;
4100                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4101                 unsigned long errors = cachep->errors;
4102                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4103                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4104                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4105                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4106
4107                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4108                            allocs, high, grown,
4109                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4110                            node_frees, overflows);
4111         }
4112         /* cpu stats */
4113         {
4114                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4115                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4116                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4117                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4118
4119                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4120                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4121         }
4122 #endif
4123 }
4124
4125 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4126 /**
4127  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4128  * @file: unused
4129  * @buffer: user buffer
4130  * @count: data length
4131  * @ppos: unused
4132  *
4133  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
4134  */
4135 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4136                        size_t count, loff_t *ppos)
4137 {
4138         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4139         int limit, batchcount, shared, res;
4140         struct kmem_cache *cachep;
4141
4142         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4143                 return -EINVAL;
4144         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4145                 return -EFAULT;
4146         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4147
4148         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4149         if (!tmp)
4150                 return -EINVAL;
4151         *tmp = '\0';
4152         tmp++;
4153         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4154                 return -EINVAL;
4155
4156         /* Find the cache in the chain of caches. */
4157         mutex_lock(&slab_mutex);
4158         res = -EINVAL;
4159         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4160                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4161                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4162                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4163                                 res = 0;
4164                         } else {
4165                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4166                                                        batchcount, shared,
4167                                                        GFP_KERNEL);
4168                         }
4169                         break;
4170                 }
4171         }
4172         mutex_unlock(&slab_mutex);
4173         if (res >= 0)
4174                 res = count;
4175         return res;
4176 }
4177
4178 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4179 /*
4180  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4181  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4182  * cache's usercopy region.
4183  *
4184  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4185  * to indicate an error.
4186  */
4187 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4188                          const struct slab *slab, bool to_user)
4189 {
4190         struct kmem_cache *cachep;
4191         unsigned int objnr;
4192         unsigned long offset;
4193
4194         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4195
4196         /* Find and validate object. */
4197         cachep = slab->slab_cache;
4198         objnr = obj_to_index(cachep, slab, (void *)ptr);
4199         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
4200
4201         /* Find offset within object. */
4202         if (is_kfence_address(ptr))
4203                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4204         else
4205                 offset = ptr - index_to_obj(cachep, slab, objnr) - obj_offset(cachep);
4206
4207         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4208         if (offset >= cachep->useroffset &&
4209             offset - cachep->useroffset <= cachep->usersize &&
4210             n <= cachep->useroffset - offset + cachep->usersize)
4211                 return;
4212
4213         usercopy_abort("SLAB object", cachep->name, to_user, offset, n);
4214 }
4215 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4216
4217 /**
4218  * __ksize -- Uninstrumented ksize.
4219  * @objp: pointer to the object
4220  *
4221  * Unlike ksize(), __ksize() is uninstrumented, and does not provide the same
4222  * safety checks as ksize() with KASAN instrumentation enabled.
4223  *
4224  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
4225  */
4226 size_t __ksize(const void *objp)
4227 {
4228         struct kmem_cache *c;
4229         size_t size;
4230
4231         BUG_ON(!objp);
4232         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4233                 return 0;
4234
4235         c = virt_to_cache(objp);
4236         size = c ? c->object_size : 0;
4237
4238         return size;
4239 }
4240 EXPORT_SYMBOL(__ksize);