mm: memcg: convert vmstat slab counters to bytes
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
119 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
120 #else
121 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
122 #endif
123 #endif
124
125 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
126 {
127         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
128 }
129
130 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
131 {
132         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
133                 p += s->red_left_pad;
134
135         return p;
136 }
137
138 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
139 {
140 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
141         return !kmem_cache_debug(s);
142 #else
143         return false;
144 #endif
145 }
146
147 /*
148  * Issues still to be resolved:
149  *
150  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
151  *
152  * - Variable sizing of the per node arrays
153  */
154
155 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
156 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
157
158 /* Enable to log cmpxchg failures */
159 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
160
161 /*
162  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
163  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
164  */
165 #define MIN_PARTIAL 5
166
167 /*
168  * Maximum number of desirable partial slabs.
169  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
170  * sort the partial list by the number of objects in use.
171  */
172 #define MAX_PARTIAL 10
173
174 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
175                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
176
177 /*
178  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
179  * issues when checking or reading debug information
180  */
181 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
182                                 SLAB_TRACE)
183
184
185 /*
186  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
187  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
188  * metadata.
189  */
190 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
191
192 #define OO_SHIFT        16
193 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
194 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
195
196 /* Internal SLUB flags */
197 /* Poison object */
198 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
199 /* Use cmpxchg_double */
200 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
201
202 /*
203  * Tracking user of a slab.
204  */
205 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
206 struct track {
207         unsigned long addr;     /* Called from address */
208 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
209         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
210 #endif
211         int cpu;                /* Was running on cpu */
212         int pid;                /* Pid context */
213         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
214 };
215
216 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
217
218 #ifdef CONFIG_SYSFS
219 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
220 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
221 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
222 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
223 #else
224 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
225 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
226                                                         { return 0; }
227 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
228 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
229 #endif
230
231 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
232 {
233 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
234         /*
235          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
236          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
237          */
238         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
239 #endif
240 }
241
242 /********************************************************************
243  *                      Core slab cache functions
244  *******************************************************************/
245
246 /*
247  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
248  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
249  * random number.
250  */
251 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
252                                  unsigned long ptr_addr)
253 {
254 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
255         /*
256          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
257          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
258          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
259          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
260          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
261          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
262          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
263          * freepointer to be restored incorrectly.
264          */
265         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
266                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
267 #else
268         return ptr;
269 #endif
270 }
271
272 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
273 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
274                                          void *ptr_addr)
275 {
276         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
277                             (unsigned long)ptr_addr);
278 }
279
280 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
281 {
282         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
283 }
284
285 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
286 {
287         prefetch(object + s->offset);
288 }
289
290 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
291 {
292         unsigned long freepointer_addr;
293         void *p;
294
295         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
296                 return get_freepointer(s, object);
297
298         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
299         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
300         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
301 }
302
303 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
304 {
305         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
306
307 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
308         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
309 #endif
310
311         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
312 }
313
314 /* Loop over all objects in a slab */
315 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
316         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
317                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
318                 __p += (__s)->size)
319
320 /* Determine object index from a given position */
321 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
322 {
323         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
324 }
325
326 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
327 {
328         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
329 }
330
331 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
332                 unsigned int size)
333 {
334         struct kmem_cache_order_objects x = {
335                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
336         };
337
338         return x;
339 }
340
341 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
342 {
343         return x.x >> OO_SHIFT;
344 }
345
346 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
347 {
348         return x.x & OO_MASK;
349 }
350
351 /*
352  * Per slab locking using the pagelock
353  */
354 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
355 {
356         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
357         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
358 }
359
360 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
361 {
362         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
363         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
364 }
365
366 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
367 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
368                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
369                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
370                 const char *n)
371 {
372         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
373 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
374     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
375         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
376                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
377                                    freelist_old, counters_old,
378                                    freelist_new, counters_new))
379                         return true;
380         } else
381 #endif
382         {
383                 slab_lock(page);
384                 if (page->freelist == freelist_old &&
385                                         page->counters == counters_old) {
386                         page->freelist = freelist_new;
387                         page->counters = counters_new;
388                         slab_unlock(page);
389                         return true;
390                 }
391                 slab_unlock(page);
392         }
393
394         cpu_relax();
395         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
396
397 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
398         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
399 #endif
400
401         return false;
402 }
403
404 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
405                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
406                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
407                 const char *n)
408 {
409 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
410     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
411         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
412                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
413                                    freelist_old, counters_old,
414                                    freelist_new, counters_new))
415                         return true;
416         } else
417 #endif
418         {
419                 unsigned long flags;
420
421                 local_irq_save(flags);
422                 slab_lock(page);
423                 if (page->freelist == freelist_old &&
424                                         page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         page->counters = counters_new;
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return true;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return false;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
447 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
448
449 /*
450  * Determine a map of object in use on a page.
451  *
452  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
453  * not vanish from under us.
454  */
455 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
456         __acquires(&object_map_lock)
457 {
458         void *p;
459         void *addr = page_address(page);
460
461         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
462
463         spin_lock(&object_map_lock);
464
465         bitmap_zero(object_map, page->objects);
466
467         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
468                 set_bit(slab_index(p, s, addr), object_map);
469
470         return object_map;
471 }
472
473 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
474 {
475         VM_BUG_ON(map != object_map);
476         spin_unlock(&object_map_lock);
477 }
478
479 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
480 {
481         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
482                 return s->size - s->red_left_pad;
483
484         return s->size;
485 }
486
487 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
488 {
489         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
490                 p -= s->red_left_pad;
491
492         return p;
493 }
494
495 /*
496  * Debug settings:
497  */
498 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
499 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
500 #else
501 static slab_flags_t slub_debug;
502 #endif
503
504 static char *slub_debug_string;
505 static int disable_higher_order_debug;
506
507 /*
508  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
509  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
510  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
511  * to tell kasan that these accesses are OK.
512  */
513 static inline void metadata_access_enable(void)
514 {
515         kasan_disable_current();
516 }
517
518 static inline void metadata_access_disable(void)
519 {
520         kasan_enable_current();
521 }
522
523 /*
524  * Object debugging
525  */
526
527 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
528 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
529                                 struct page *page, void *object)
530 {
531         void *base;
532
533         if (!object)
534                 return 1;
535
536         base = page_address(page);
537         object = kasan_reset_tag(object);
538         object = restore_red_left(s, object);
539         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
540                 (object - base) % s->size) {
541                 return 0;
542         }
543
544         return 1;
545 }
546
547 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
548                           unsigned int length)
549 {
550         metadata_access_enable();
551         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
552                         length, 1);
553         metadata_access_disable();
554 }
555
556 /*
557  * See comment in calculate_sizes().
558  */
559 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
560 {
561         return s->offset >= s->inuse;
562 }
563
564 /*
565  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
566  * not overlapping with object.
567  */
568 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
569 {
570         if (freeptr_outside_object(s))
571                 return s->inuse + sizeof(void *);
572         else
573                 return s->inuse;
574 }
575
576 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
577         enum track_item alloc)
578 {
579         struct track *p;
580
581         p = object + get_info_end(s);
582
583         return p + alloc;
584 }
585
586 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
587                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
588 {
589         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
590
591         if (addr) {
592 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
593                 unsigned int nr_entries;
594
595                 metadata_access_enable();
596                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
597                 metadata_access_disable();
598
599                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
600                         p->addrs[nr_entries] = 0;
601 #endif
602                 p->addr = addr;
603                 p->cpu = smp_processor_id();
604                 p->pid = current->pid;
605                 p->when = jiffies;
606         } else {
607                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
608         }
609 }
610
611 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
612 {
613         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
614                 return;
615
616         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
617         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
618 }
619
620 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
621 {
622         if (!t->addr)
623                 return;
624
625         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
626                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
627 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
628         {
629                 int i;
630                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
631                         if (t->addrs[i])
632                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
633                         else
634                                 break;
635         }
636 #endif
637 }
638
639 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
640 {
641         unsigned long pr_time = jiffies;
642         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
643                 return;
644
645         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
646         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
647 }
648
649 static void print_page_info(struct page *page)
650 {
651         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
652                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
653
654 }
655
656 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
657 {
658         struct va_format vaf;
659         va_list args;
660
661         va_start(args, fmt);
662         vaf.fmt = fmt;
663         vaf.va = &args;
664         pr_err("=============================================================================\n");
665         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
666         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
667
668         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
669         va_end(args);
670 }
671
672 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
673 {
674         struct va_format vaf;
675         va_list args;
676
677         va_start(args, fmt);
678         vaf.fmt = fmt;
679         vaf.va = &args;
680         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
681         va_end(args);
682 }
683
684 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
685                                void *freelist, void *nextfree)
686 {
687         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
688             !check_valid_pointer(s, page, nextfree)) {
689                 object_err(s, page, freelist, "Freechain corrupt");
690                 freelist = NULL;
691                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
692                 return true;
693         }
694
695         return false;
696 }
697
698 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
699 {
700         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
701         u8 *addr = page_address(page);
702
703         print_tracking(s, p);
704
705         print_page_info(page);
706
707         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
708                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
709
710         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
711                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
712                               s->red_left_pad);
713         else if (p > addr + 16)
714                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
715
716         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
717                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
718         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
719                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
720                         s->inuse - s->object_size);
721
722         off = get_info_end(s);
723
724         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
725                 off += 2 * sizeof(struct track);
726
727         off += kasan_metadata_size(s);
728
729         if (off != size_from_object(s))
730                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
731                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
732                               size_from_object(s) - off);
733
734         dump_stack();
735 }
736
737 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
738                         u8 *object, char *reason)
739 {
740         slab_bug(s, "%s", reason);
741         print_trailer(s, page, object);
742 }
743
744 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
745                         const char *fmt, ...)
746 {
747         va_list args;
748         char buf[100];
749
750         va_start(args, fmt);
751         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
752         va_end(args);
753         slab_bug(s, "%s", buf);
754         print_page_info(page);
755         dump_stack();
756 }
757
758 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
759 {
760         u8 *p = object;
761
762         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
763                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
764
765         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
766                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
767                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
768         }
769
770         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
771                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
772 }
773
774 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
775                                                 void *from, void *to)
776 {
777         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
778         memset(from, data, to - from);
779 }
780
781 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
782                         u8 *object, char *what,
783                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
784 {
785         u8 *fault;
786         u8 *end;
787         u8 *addr = page_address(page);
788
789         metadata_access_enable();
790         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
791         metadata_access_disable();
792         if (!fault)
793                 return 1;
794
795         end = start + bytes;
796         while (end > fault && end[-1] == value)
797                 end--;
798
799         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
800         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
801                                         fault, end - 1, fault - addr,
802                                         fault[0], value);
803         print_trailer(s, page, object);
804
805         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
806         return 0;
807 }
808
809 /*
810  * Object layout:
811  *
812  * object address
813  *      Bytes of the object to be managed.
814  *      If the freepointer may overlay the object then the free
815  *      pointer is at the middle of the object.
816  *
817  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
818  *      0xa5 (POISON_END)
819  *
820  * object + s->object_size
821  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
822  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
823  *      object_size == inuse.
824  *
825  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
826  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
827  *
828  * object + s->inuse
829  *      Meta data starts here.
830  *
831  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
832  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
833  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
834  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
835  *              before the word boundary.
836  *
837  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
838  *
839  * object + s->size
840  *      Nothing is used beyond s->size.
841  *
842  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
843  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
844  * may be used with merged slabcaches.
845  */
846
847 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
848 {
849         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
850
851         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
852                 /* We also have user information there */
853                 off += 2 * sizeof(struct track);
854
855         off += kasan_metadata_size(s);
856
857         if (size_from_object(s) == off)
858                 return 1;
859
860         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
861                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
862 }
863
864 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
865 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
866 {
867         u8 *start;
868         u8 *fault;
869         u8 *end;
870         u8 *pad;
871         int length;
872         int remainder;
873
874         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
875                 return 1;
876
877         start = page_address(page);
878         length = page_size(page);
879         end = start + length;
880         remainder = length % s->size;
881         if (!remainder)
882                 return 1;
883
884         pad = end - remainder;
885         metadata_access_enable();
886         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
887         metadata_access_disable();
888         if (!fault)
889                 return 1;
890         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
891                 end--;
892
893         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
894                         fault, end - 1, fault - start);
895         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
896
897         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
898         return 0;
899 }
900
901 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
902                                         void *object, u8 val)
903 {
904         u8 *p = object;
905         u8 *endobject = object + s->object_size;
906
907         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
908                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
909                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
910                         return 0;
911
912                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
913                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
914                         return 0;
915         } else {
916                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
917                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
918                                 endobject, POISON_INUSE,
919                                 s->inuse - s->object_size);
920                 }
921         }
922
923         if (s->flags & SLAB_POISON) {
924                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
925                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
926                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
927                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
928                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
929                         return 0;
930                 /*
931                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
932                  */
933                 check_pad_bytes(s, page, p);
934         }
935
936         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
937                 /*
938                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
939                  * freepointer while object is allocated.
940                  */
941                 return 1;
942
943         /* Check free pointer validity */
944         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
945                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
946                 /*
947                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
948                  * of the free objects in this slab. May cause
949                  * another error because the object count is now wrong.
950                  */
951                 set_freepointer(s, p, NULL);
952                 return 0;
953         }
954         return 1;
955 }
956
957 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
958 {
959         int maxobj;
960
961         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
962
963         if (!PageSlab(page)) {
964                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
965                 return 0;
966         }
967
968         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
969         if (page->objects > maxobj) {
970                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
971                         page->objects, maxobj);
972                 return 0;
973         }
974         if (page->inuse > page->objects) {
975                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
976                         page->inuse, page->objects);
977                 return 0;
978         }
979         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
980         slab_pad_check(s, page);
981         return 1;
982 }
983
984 /*
985  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
986  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
987  */
988 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
989 {
990         int nr = 0;
991         void *fp;
992         void *object = NULL;
993         int max_objects;
994
995         fp = page->freelist;
996         while (fp && nr <= page->objects) {
997                 if (fp == search)
998                         return 1;
999                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1000                         if (object) {
1001                                 object_err(s, page, object,
1002                                         "Freechain corrupt");
1003                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1004                         } else {
1005                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1006                                 page->freelist = NULL;
1007                                 page->inuse = page->objects;
1008                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1009                                 return 0;
1010                         }
1011                         break;
1012                 }
1013                 object = fp;
1014                 fp = get_freepointer(s, object);
1015                 nr++;
1016         }
1017
1018         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1019         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1020                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1021
1022         if (page->objects != max_objects) {
1023                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1024                          page->objects, max_objects);
1025                 page->objects = max_objects;
1026                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1027         }
1028         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1029                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1030                          page->inuse, page->objects - nr);
1031                 page->inuse = page->objects - nr;
1032                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1033         }
1034         return search == NULL;
1035 }
1036
1037 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1038                                                                 int alloc)
1039 {
1040         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1041                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1042                         s->name,
1043                         alloc ? "alloc" : "free",
1044                         object, page->inuse,
1045                         page->freelist);
1046
1047                 if (!alloc)
1048                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1049                                         s->object_size);
1050
1051                 dump_stack();
1052         }
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1057  */
1058 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1059         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1060 {
1061         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1062                 return;
1063
1064         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1065         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1066 }
1067
1068 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1069 {
1070         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1071                 return;
1072
1073         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1074         list_del(&page->slab_list);
1075 }
1076
1077 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1078 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1079 {
1080         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1081
1082         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1083 }
1084
1085 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1086 {
1087         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1088 }
1089
1090 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1091 {
1092         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1093
1094         /*
1095          * May be called early in order to allocate a slab for the
1096          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1097          * dilemma by deferring the increment of the count during
1098          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1099          */
1100         if (likely(n)) {
1101                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1102                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1103         }
1104 }
1105 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1106 {
1107         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1108
1109         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1110         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1111 }
1112
1113 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1114 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1115                                                                 void *object)
1116 {
1117         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1118                 return;
1119
1120         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1121         init_tracking(s, object);
1122 }
1123
1124 static
1125 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1126 {
1127         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1128                 return;
1129
1130         metadata_access_enable();
1131         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1132         metadata_access_disable();
1133 }
1134
1135 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1136                                         struct page *page, void *object)
1137 {
1138         if (!check_slab(s, page))
1139                 return 0;
1140
1141         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1142                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1143                 return 0;
1144         }
1145
1146         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1147                 return 0;
1148
1149         return 1;
1150 }
1151
1152 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1153                                         struct page *page,
1154                                         void *object, unsigned long addr)
1155 {
1156         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1157                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1158                         goto bad;
1159         }
1160
1161         /* Success perform special debug activities for allocs */
1162         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1163                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1164         trace(s, page, object, 1);
1165         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1166         return 1;
1167
1168 bad:
1169         if (PageSlab(page)) {
1170                 /*
1171                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1172                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1173                  * as used avoids touching the remaining objects.
1174                  */
1175                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1176                 page->inuse = page->objects;
1177                 page->freelist = NULL;
1178         }
1179         return 0;
1180 }
1181
1182 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1183                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1184 {
1185         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1186                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1187                 return 0;
1188         }
1189
1190         if (on_freelist(s, page, object)) {
1191                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1192                 return 0;
1193         }
1194
1195         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1196                 return 0;
1197
1198         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1199                 if (!PageSlab(page)) {
1200                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1201                                  object);
1202                 } else if (!page->slab_cache) {
1203                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1204                                object);
1205                         dump_stack();
1206                 } else
1207                         object_err(s, page, object,
1208                                         "page slab pointer corrupt.");
1209                 return 0;
1210         }
1211         return 1;
1212 }
1213
1214 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1215 static noinline int free_debug_processing(
1216         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1217         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1218         unsigned long addr)
1219 {
1220         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1221         void *object = head;
1222         int cnt = 0;
1223         unsigned long flags;
1224         int ret = 0;
1225
1226         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1227         slab_lock(page);
1228
1229         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1230                 if (!check_slab(s, page))
1231                         goto out;
1232         }
1233
1234 next_object:
1235         cnt++;
1236
1237         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1238                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1239                         goto out;
1240         }
1241
1242         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1243                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1244         trace(s, page, object, 0);
1245         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1246         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1247
1248         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1249         if (object != tail) {
1250                 object = get_freepointer(s, object);
1251                 goto next_object;
1252         }
1253         ret = 1;
1254
1255 out:
1256         if (cnt != bulk_cnt)
1257                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1258                          bulk_cnt, cnt);
1259
1260         slab_unlock(page);
1261         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1262         if (!ret)
1263                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1264         return ret;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1269  *
1270  * @str:    start of block
1271  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1272  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1273  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1274  *
1275  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1276  */
1277 static char *
1278 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1279 {
1280         bool higher_order_disable = false;
1281
1282         /* Skip any completely empty blocks */
1283         while (*str && *str == ';')
1284                 str++;
1285
1286         if (*str == ',') {
1287                 /*
1288                  * No options but restriction on slabs. This means full
1289                  * debugging for slabs matching a pattern.
1290                  */
1291                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1292                 goto check_slabs;
1293         }
1294         *flags = 0;
1295
1296         /* Determine which debug features should be switched on */
1297         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1298                 switch (tolower(*str)) {
1299                 case '-':
1300                         *flags = 0;
1301                         break;
1302                 case 'f':
1303                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1304                         break;
1305                 case 'z':
1306                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1307                         break;
1308                 case 'p':
1309                         *flags |= SLAB_POISON;
1310                         break;
1311                 case 'u':
1312                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1313                         break;
1314                 case 't':
1315                         *flags |= SLAB_TRACE;
1316                         break;
1317                 case 'a':
1318                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1319                         break;
1320                 case 'o':
1321                         /*
1322                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1323                          * order would increase as a result.
1324                          */
1325                         higher_order_disable = true;
1326                         break;
1327                 default:
1328                         if (init)
1329                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1330                 }
1331         }
1332 check_slabs:
1333         if (*str == ',')
1334                 *slabs = ++str;
1335         else
1336                 *slabs = NULL;
1337
1338         /* Skip over the slab list */
1339         while (*str && *str != ';')
1340                 str++;
1341
1342         /* Skip any completely empty blocks */
1343         while (*str && *str == ';')
1344                 str++;
1345
1346         if (init && higher_order_disable)
1347                 disable_higher_order_debug = 1;
1348
1349         if (*str)
1350                 return str;
1351         else
1352                 return NULL;
1353 }
1354
1355 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1356 {
1357         slab_flags_t flags;
1358         char *saved_str;
1359         char *slab_list;
1360         bool global_slub_debug_changed = false;
1361         bool slab_list_specified = false;
1362
1363         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1364         if (*str++ != '=' || !*str)
1365                 /*
1366                  * No options specified. Switch on full debugging.
1367                  */
1368                 goto out;
1369
1370         saved_str = str;
1371         while (str) {
1372                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1373
1374                 if (!slab_list) {
1375                         slub_debug = flags;
1376                         global_slub_debug_changed = true;
1377                 } else {
1378                         slab_list_specified = true;
1379                 }
1380         }
1381
1382         /*
1383          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1384          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1385          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1386          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1387          */
1388         if (slab_list_specified) {
1389                 if (!global_slub_debug_changed)
1390                         slub_debug = 0;
1391                 slub_debug_string = saved_str;
1392         }
1393 out:
1394         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1395                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1396         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1397              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1398             (slub_debug & SLAB_POISON))
1399                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1400         return 1;
1401 }
1402
1403 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1404
1405 /*
1406  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1407  * @object_size:        the size of an object without meta data
1408  * @flags:              flags to set
1409  * @name:               name of the cache
1410  * @ctor:               constructor function
1411  *
1412  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1413  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1414  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1415  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1416  */
1417 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1418         slab_flags_t flags, const char *name,
1419         void (*ctor)(void *))
1420 {
1421         char *iter;
1422         size_t len;
1423         char *next_block;
1424         slab_flags_t block_flags;
1425
1426         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1427         if (!slub_debug_string)
1428                 return flags | slub_debug;
1429
1430         len = strlen(name);
1431         next_block = slub_debug_string;
1432         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1433         while (next_block) {
1434                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1435                 if (!iter)
1436                         continue;
1437                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1438                 while (*iter) {
1439                         char *end, *glob;
1440                         size_t cmplen;
1441
1442                         end = strchrnul(iter, ',');
1443                         if (next_block && next_block < end)
1444                                 end = next_block - 1;
1445
1446                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1447                         if (glob)
1448                                 cmplen = glob - iter;
1449                         else
1450                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1451
1452                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1453                                 flags |= block_flags;
1454                                 return flags;
1455                         }
1456
1457                         if (!*end || *end == ';')
1458                                 break;
1459                         iter = end + 1;
1460                 }
1461         }
1462
1463         return slub_debug;
1464 }
1465 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1466 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1467                         struct page *page, void *object) {}
1468 static inline
1469 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1470
1471 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1472         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1473
1474 static inline int free_debug_processing(
1475         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1476         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1477         unsigned long addr) { return 0; }
1478
1479 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1480                         { return 1; }
1481 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1482                         void *object, u8 val) { return 1; }
1483 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1484                                         struct page *page) {}
1485 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1486                                         struct page *page) {}
1487 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1488         slab_flags_t flags, const char *name,
1489         void (*ctor)(void *))
1490 {
1491         return flags;
1492 }
1493 #define slub_debug 0
1494
1495 #define disable_higher_order_debug 0
1496
1497 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1498                                                         { return 0; }
1499 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1500                                                         { return 0; }
1501 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1502                                                         int objects) {}
1503 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1504                                                         int objects) {}
1505
1506 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1507                                void *freelist, void *nextfree)
1508 {
1509         return false;
1510 }
1511 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1512
1513 /*
1514  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1515  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1516  */
1517 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1518 {
1519         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1520         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1521         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1522         return ptr;
1523 }
1524
1525 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1526 {
1527         kmemleak_free(x);
1528         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1529 }
1530
1531 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1532 {
1533         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1534
1535         /*
1536          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1537          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1538          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1539          */
1540 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1541         {
1542                 unsigned long flags;
1543
1544                 local_irq_save(flags);
1545                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1546                 local_irq_restore(flags);
1547         }
1548 #endif
1549         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1550                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1551
1552         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1553         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1554                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1555                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1556
1557         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1558         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1559 }
1560
1561 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1562                                            void **head, void **tail)
1563 {
1564
1565         void *object;
1566         void *next = *head;
1567         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1568         int rsize;
1569
1570         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1571         *head = NULL;
1572         *tail = NULL;
1573
1574         do {
1575                 object = next;
1576                 next = get_freepointer(s, object);
1577
1578                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1579                         /*
1580                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1581                          * the redzone.
1582                          */
1583                         memset(object, 0, s->object_size);
1584                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1585                                                            : 0;
1586                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1587                                s->size - s->inuse - rsize);
1588
1589                 }
1590                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1591                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1592                         /* Move object to the new freelist */
1593                         set_freepointer(s, object, *head);
1594                         *head = object;
1595                         if (!*tail)
1596                                 *tail = object;
1597                 }
1598         } while (object != old_tail);
1599
1600         if (*head == *tail)
1601                 *tail = NULL;
1602
1603         return *head != NULL;
1604 }
1605
1606 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1607                                 void *object)
1608 {
1609         setup_object_debug(s, page, object);
1610         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1611         if (unlikely(s->ctor)) {
1612                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1613                 s->ctor(object);
1614                 kasan_poison_object_data(s, object);
1615         }
1616         return object;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Slab allocation and freeing
1621  */
1622 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1623                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1624 {
1625         struct page *page;
1626         unsigned int order = oo_order(oo);
1627
1628         if (node == NUMA_NO_NODE)
1629                 page = alloc_pages(flags, order);
1630         else
1631                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1632
1633         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1634                 __free_pages(page, order);
1635                 page = NULL;
1636         }
1637
1638         return page;
1639 }
1640
1641 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1642 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1643 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1644 {
1645         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1646         int err;
1647
1648         /* Bailout if already initialised */
1649         if (s->random_seq)
1650                 return 0;
1651
1652         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1653         if (err) {
1654                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1655                         s->name);
1656                 return err;
1657         }
1658
1659         /* Transform to an offset on the set of pages */
1660         if (s->random_seq) {
1661                 unsigned int i;
1662
1663                 for (i = 0; i < count; i++)
1664                         s->random_seq[i] *= s->size;
1665         }
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1670 static void __init init_freelist_randomization(void)
1671 {
1672         struct kmem_cache *s;
1673
1674         mutex_lock(&slab_mutex);
1675
1676         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1677                 init_cache_random_seq(s);
1678
1679         mutex_unlock(&slab_mutex);
1680 }
1681
1682 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1683 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1684                                 unsigned long *pos, void *start,
1685                                 unsigned long page_limit,
1686                                 unsigned long freelist_count)
1687 {
1688         unsigned int idx;
1689
1690         /*
1691          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1692          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1693          */
1694         do {
1695                 idx = s->random_seq[*pos];
1696                 *pos += 1;
1697                 if (*pos >= freelist_count)
1698                         *pos = 0;
1699         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1700
1701         return (char *)start + idx;
1702 }
1703
1704 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1705 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1706 {
1707         void *start;
1708         void *cur;
1709         void *next;
1710         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1711
1712         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1713                 return false;
1714
1715         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1716         pos = get_random_int() % freelist_count;
1717
1718         page_limit = page->objects * s->size;
1719         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1720
1721         /* First entry is used as the base of the freelist */
1722         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1723                                 freelist_count);
1724         cur = setup_object(s, page, cur);
1725         page->freelist = cur;
1726
1727         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1728                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1729                         freelist_count);
1730                 next = setup_object(s, page, next);
1731                 set_freepointer(s, cur, next);
1732                 cur = next;
1733         }
1734         set_freepointer(s, cur, NULL);
1735
1736         return true;
1737 }
1738 #else
1739 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1740 {
1741         return 0;
1742 }
1743 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1744 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1745 {
1746         return false;
1747 }
1748 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1749
1750 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1751 {
1752         struct page *page;
1753         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1754         gfp_t alloc_gfp;
1755         void *start, *p, *next;
1756         int idx;
1757         bool shuffle;
1758
1759         flags &= gfp_allowed_mask;
1760
1761         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1762                 local_irq_enable();
1763
1764         flags |= s->allocflags;
1765
1766         /*
1767          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1768          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1769          */
1770         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1771         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1772                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1773
1774         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1775         if (unlikely(!page)) {
1776                 oo = s->min;
1777                 alloc_gfp = flags;
1778                 /*
1779                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1780                  * Try a lower order alloc if possible
1781                  */
1782                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1783                 if (unlikely(!page))
1784                         goto out;
1785                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1786         }
1787
1788         page->objects = oo_objects(oo);
1789
1790         page->slab_cache = s;
1791         __SetPageSlab(page);
1792         if (page_is_pfmemalloc(page))
1793                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1794
1795         kasan_poison_slab(page);
1796
1797         start = page_address(page);
1798
1799         setup_page_debug(s, page, start);
1800
1801         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1802
1803         if (!shuffle) {
1804                 start = fixup_red_left(s, start);
1805                 start = setup_object(s, page, start);
1806                 page->freelist = start;
1807                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1808                         next = p + s->size;
1809                         next = setup_object(s, page, next);
1810                         set_freepointer(s, p, next);
1811                         p = next;
1812                 }
1813                 set_freepointer(s, p, NULL);
1814         }
1815
1816         page->inuse = page->objects;
1817         page->frozen = 1;
1818
1819 out:
1820         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1821                 local_irq_disable();
1822         if (!page)
1823                 return NULL;
1824
1825         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1826
1827         return page;
1828 }
1829
1830 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1831 {
1832         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1833                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1834
1835         return allocate_slab(s,
1836                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1837 }
1838
1839 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1840 {
1841         int order = compound_order(page);
1842         int pages = 1 << order;
1843
1844         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1845                 void *p;
1846
1847                 slab_pad_check(s, page);
1848                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1849                                                 page->objects)
1850                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1851         }
1852
1853         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1854         __ClearPageSlab(page);
1855
1856         page->mapping = NULL;
1857         if (current->reclaim_state)
1858                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1859         uncharge_slab_page(page, order, s);
1860         __free_pages(page, order);
1861 }
1862
1863 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1864 {
1865         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1866
1867         __free_slab(page->slab_cache, page);
1868 }
1869
1870 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1871 {
1872         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1873                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1874         } else
1875                 __free_slab(s, page);
1876 }
1877
1878 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1879 {
1880         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1881         free_slab(s, page);
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Management of partially allocated slabs.
1886  */
1887 static inline void
1888 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1889 {
1890         n->nr_partial++;
1891         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1892                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1893         else
1894                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1895 }
1896
1897 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1898                                 struct page *page, int tail)
1899 {
1900         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1901         __add_partial(n, page, tail);
1902 }
1903
1904 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1905                                         struct page *page)
1906 {
1907         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1908         list_del(&page->slab_list);
1909         n->nr_partial--;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1914  * return the pointer to the freelist.
1915  *
1916  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1917  */
1918 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1919                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1920                 int mode, int *objects)
1921 {
1922         void *freelist;
1923         unsigned long counters;
1924         struct page new;
1925
1926         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1927
1928         /*
1929          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1930          * The old freelist is the list of objects for the
1931          * per cpu allocation list.
1932          */
1933         freelist = page->freelist;
1934         counters = page->counters;
1935         new.counters = counters;
1936         *objects = new.objects - new.inuse;
1937         if (mode) {
1938                 new.inuse = page->objects;
1939                 new.freelist = NULL;
1940         } else {
1941                 new.freelist = freelist;
1942         }
1943
1944         VM_BUG_ON(new.frozen);
1945         new.frozen = 1;
1946
1947         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1948                         freelist, counters,
1949                         new.freelist, new.counters,
1950                         "acquire_slab"))
1951                 return NULL;
1952
1953         remove_partial(n, page);
1954         WARN_ON(!freelist);
1955         return freelist;
1956 }
1957
1958 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1959 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1960
1961 /*
1962  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1963  */
1964 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1965                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1966 {
1967         struct page *page, *page2;
1968         void *object = NULL;
1969         unsigned int available = 0;
1970         int objects;
1971
1972         /*
1973          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1974          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1975          * partial slab and there is none available then get_partials()
1976          * will return NULL.
1977          */
1978         if (!n || !n->nr_partial)
1979                 return NULL;
1980
1981         spin_lock(&n->list_lock);
1982         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1983                 void *t;
1984
1985                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1986                         continue;
1987
1988                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1989                 if (!t)
1990                         break;
1991
1992                 available += objects;
1993                 if (!object) {
1994                         c->page = page;
1995                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1996                         object = t;
1997                 } else {
1998                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1999                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2000                 }
2001                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2002                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2003                         break;
2004
2005         }
2006         spin_unlock(&n->list_lock);
2007         return object;
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2012  */
2013 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2014                 struct kmem_cache_cpu *c)
2015 {
2016 #ifdef CONFIG_NUMA
2017         struct zonelist *zonelist;
2018         struct zoneref *z;
2019         struct zone *zone;
2020         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2021         void *object;
2022         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2023
2024         /*
2025          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2026          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2027          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2028          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2029          *
2030          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2031          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2032          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2033          * from other nodes and filled up.
2034          *
2035          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2036          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2037          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2038          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2039          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2040          * with available objects.
2041          */
2042         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2043                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2044                 return NULL;
2045
2046         do {
2047                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2048                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2049                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2050                         struct kmem_cache_node *n;
2051
2052                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2053
2054                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2055                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2056                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2057                                 if (object) {
2058                                         /*
2059                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2060                                          * here - if mems_allowed was updated in
2061                                          * parallel, that was a harmless race
2062                                          * between allocation and the cpuset
2063                                          * update
2064                                          */
2065                                         return object;
2066                                 }
2067                         }
2068                 }
2069         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2070 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2071         return NULL;
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Get a partial page, lock it and return it.
2076  */
2077 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2078                 struct kmem_cache_cpu *c)
2079 {
2080         void *object;
2081         int searchnode = node;
2082
2083         if (node == NUMA_NO_NODE)
2084                 searchnode = numa_mem_id();
2085
2086         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2087         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2088                 return object;
2089
2090         return get_any_partial(s, flags, c);
2091 }
2092
2093 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2094 /*
2095  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2096  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2097  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2098  */
2099 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2100 #else
2101 /*
2102  * No preemption supported therefore also no need to check for
2103  * different cpus.
2104  */
2105 #define TID_STEP 1
2106 #endif
2107
2108 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2109 {
2110         return tid + TID_STEP;
2111 }
2112
2113 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2114 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2115 {
2116         return tid % TID_STEP;
2117 }
2118
2119 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2120 {
2121         return tid / TID_STEP;
2122 }
2123 #endif
2124
2125 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2126 {
2127         return cpu;
2128 }
2129
2130 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2131                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2132 {
2133 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2134         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2135
2136         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2137
2138 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2139         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2140                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2141                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2142         else
2143 #endif
2144         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2145                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2146                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2147         else
2148                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2149                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2150 #endif
2151         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2152 }
2153
2154 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2155 {
2156         int cpu;
2157
2158         for_each_possible_cpu(cpu)
2159                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Remove the cpu slab
2164  */
2165 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2166                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2167 {
2168         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2169         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2170         int lock = 0;
2171         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2172         void *nextfree;
2173         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2174         struct page new;
2175         struct page old;
2176
2177         if (page->freelist) {
2178                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2179                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2180         }
2181
2182         /*
2183          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2184          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2185          * last one.
2186          *
2187          * There is no need to take the list->lock because the page
2188          * is still frozen.
2189          */
2190         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2191                 void *prior;
2192                 unsigned long counters;
2193
2194                 /*
2195                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2196                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2197                  * starting at 'freelist'.
2198                  */
2199                 if (freelist_corrupted(s, page, freelist, nextfree))
2200                         break;
2201
2202                 do {
2203                         prior = page->freelist;
2204                         counters = page->counters;
2205                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2206                         new.counters = counters;
2207                         new.inuse--;
2208                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2209
2210                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2211                         prior, counters,
2212                         freelist, new.counters,
2213                         "drain percpu freelist"));
2214
2215                 freelist = nextfree;
2216         }
2217
2218         /*
2219          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2220          * list presence reflects the actual number of objects
2221          * during unfreeze.
2222          *
2223          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2224          * with the count. If there is a mismatch then the page
2225          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2226          *
2227          * Then we restart the process which may have to remove
2228          * the page from the list that we just put it on again
2229          * because the number of objects in the slab may have
2230          * changed.
2231          */
2232 redo:
2233
2234         old.freelist = page->freelist;
2235         old.counters = page->counters;
2236         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2237
2238         /* Determine target state of the slab */
2239         new.counters = old.counters;
2240         if (freelist) {
2241                 new.inuse--;
2242                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2243                 new.freelist = freelist;
2244         } else
2245                 new.freelist = old.freelist;
2246
2247         new.frozen = 0;
2248
2249         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2250                 m = M_FREE;
2251         else if (new.freelist) {
2252                 m = M_PARTIAL;
2253                 if (!lock) {
2254                         lock = 1;
2255                         /*
2256                          * Taking the spinlock removes the possibility
2257                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2258                          * is frozen
2259                          */
2260                         spin_lock(&n->list_lock);
2261                 }
2262         } else {
2263                 m = M_FULL;
2264                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2265                         lock = 1;
2266                         /*
2267                          * This also ensures that the scanning of full
2268                          * slabs from diagnostic functions will not see
2269                          * any frozen slabs.
2270                          */
2271                         spin_lock(&n->list_lock);
2272                 }
2273         }
2274
2275         if (l != m) {
2276                 if (l == M_PARTIAL)
2277                         remove_partial(n, page);
2278                 else if (l == M_FULL)
2279                         remove_full(s, n, page);
2280
2281                 if (m == M_PARTIAL)
2282                         add_partial(n, page, tail);
2283                 else if (m == M_FULL)
2284                         add_full(s, n, page);
2285         }
2286
2287         l = m;
2288         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2289                                 old.freelist, old.counters,
2290                                 new.freelist, new.counters,
2291                                 "unfreezing slab"))
2292                 goto redo;
2293
2294         if (lock)
2295                 spin_unlock(&n->list_lock);
2296
2297         if (m == M_PARTIAL)
2298                 stat(s, tail);
2299         else if (m == M_FULL)
2300                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2301         else if (m == M_FREE) {
2302                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2303                 discard_slab(s, page);
2304                 stat(s, FREE_SLAB);
2305         }
2306
2307         c->page = NULL;
2308         c->freelist = NULL;
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2313  *
2314  * This function must be called with interrupts disabled
2315  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2316  * to guarantee no concurrent accesses).
2317  */
2318 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2319                 struct kmem_cache_cpu *c)
2320 {
2321 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2322         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2323         struct page *page, *discard_page = NULL;
2324
2325         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2326                 struct page new;
2327                 struct page old;
2328
2329                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2330
2331                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2332                 if (n != n2) {
2333                         if (n)
2334                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2335
2336                         n = n2;
2337                         spin_lock(&n->list_lock);
2338                 }
2339
2340                 do {
2341
2342                         old.freelist = page->freelist;
2343                         old.counters = page->counters;
2344                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2345
2346                         new.counters = old.counters;
2347                         new.freelist = old.freelist;
2348
2349                         new.frozen = 0;
2350
2351                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2352                                 old.freelist, old.counters,
2353                                 new.freelist, new.counters,
2354                                 "unfreezing slab"));
2355
2356                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2357                         page->next = discard_page;
2358                         discard_page = page;
2359                 } else {
2360                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2361                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2362                 }
2363         }
2364
2365         if (n)
2366                 spin_unlock(&n->list_lock);
2367
2368         while (discard_page) {
2369                 page = discard_page;
2370                 discard_page = discard_page->next;
2371
2372                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2373                 discard_slab(s, page);
2374                 stat(s, FREE_SLAB);
2375         }
2376 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2381  * partial page slot if available.
2382  *
2383  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2384  * per node partial list.
2385  */
2386 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2387 {
2388 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2389         struct page *oldpage;
2390         int pages;
2391         int pobjects;
2392
2393         preempt_disable();
2394         do {
2395                 pages = 0;
2396                 pobjects = 0;
2397                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2398
2399                 if (oldpage) {
2400                         pobjects = oldpage->pobjects;
2401                         pages = oldpage->pages;
2402                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2403                                 unsigned long flags;
2404                                 /*
2405                                  * partial array is full. Move the existing
2406                                  * set to the per node partial list.
2407                                  */
2408                                 local_irq_save(flags);
2409                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2410                                 local_irq_restore(flags);
2411                                 oldpage = NULL;
2412                                 pobjects = 0;
2413                                 pages = 0;
2414                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2415                         }
2416                 }
2417
2418                 pages++;
2419                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2420
2421                 page->pages = pages;
2422                 page->pobjects = pobjects;
2423                 page->next = oldpage;
2424
2425         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2426                                                                 != oldpage);
2427         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2428                 unsigned long flags;
2429
2430                 local_irq_save(flags);
2431                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2432                 local_irq_restore(flags);
2433         }
2434         preempt_enable();
2435 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2436 }
2437
2438 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2439 {
2440         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2441         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2442
2443         c->tid = next_tid(c->tid);
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Flush cpu slab.
2448  *
2449  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2450  */
2451 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2452 {
2453         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2454
2455         if (c->page)
2456                 flush_slab(s, c);
2457
2458         unfreeze_partials(s, c);
2459 }
2460
2461 static void flush_cpu_slab(void *d)
2462 {
2463         struct kmem_cache *s = d;
2464
2465         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2466 }
2467
2468 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2469 {
2470         struct kmem_cache *s = info;
2471         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2472
2473         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2474 }
2475
2476 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2477 {
2478         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2483  * necessary.
2484  */
2485 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2486 {
2487         struct kmem_cache *s;
2488         unsigned long flags;
2489
2490         mutex_lock(&slab_mutex);
2491         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2492                 local_irq_save(flags);
2493                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2494                 local_irq_restore(flags);
2495         }
2496         mutex_unlock(&slab_mutex);
2497         return 0;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2502  * locality expectations.
2503  */
2504 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2505 {
2506 #ifdef CONFIG_NUMA
2507         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2508                 return 0;
2509 #endif
2510         return 1;
2511 }
2512
2513 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2514 static int count_free(struct page *page)
2515 {
2516         return page->objects - page->inuse;
2517 }
2518
2519 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2520 {
2521         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2522 }
2523 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2524
2525 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2526 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2527                                         int (*get_count)(struct page *))
2528 {
2529         unsigned long flags;
2530         unsigned long x = 0;
2531         struct page *page;
2532
2533         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2534         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2535                 x += get_count(page);
2536         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2537         return x;
2538 }
2539 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2540
2541 static noinline void
2542 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2543 {
2544 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2545         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2546                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2547         int node;
2548         struct kmem_cache_node *n;
2549
2550         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2551                 return;
2552
2553         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2554                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2555         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2556                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2557                 oo_order(s->min));
2558
2559         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2560                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2561                         s->name);
2562
2563         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2564                 unsigned long nr_slabs;
2565                 unsigned long nr_objs;
2566                 unsigned long nr_free;
2567
2568                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2569                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2570                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2571
2572                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2573                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2574         }
2575 #endif
2576 }
2577
2578 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2579                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2580 {
2581         void *freelist;
2582         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2583         struct page *page;
2584
2585         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2586
2587         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2588
2589         if (freelist)
2590                 return freelist;
2591
2592         page = new_slab(s, flags, node);
2593         if (page) {
2594                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2595                 if (c->page)
2596                         flush_slab(s, c);
2597
2598                 /*
2599                  * No other reference to the page yet so we can
2600                  * muck around with it freely without cmpxchg
2601                  */
2602                 freelist = page->freelist;
2603                 page->freelist = NULL;
2604
2605                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2606                 c->page = page;
2607                 *pc = c;
2608         }
2609
2610         return freelist;
2611 }
2612
2613 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2614 {
2615         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2616                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2617
2618         return true;
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2623  * per cpu freelist or deactivate the page.
2624  *
2625  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2626  *
2627  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2628  *
2629  * This function must be called with interrupt disabled.
2630  */
2631 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2632 {
2633         struct page new;
2634         unsigned long counters;
2635         void *freelist;
2636
2637         do {
2638                 freelist = page->freelist;
2639                 counters = page->counters;
2640
2641                 new.counters = counters;
2642                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2643
2644                 new.inuse = page->objects;
2645                 new.frozen = freelist != NULL;
2646
2647         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2648                 freelist, counters,
2649                 NULL, new.counters,
2650                 "get_freelist"));
2651
2652         return freelist;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2657  * debugging duties.
2658  *
2659  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2660  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2661  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2662  *
2663  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2664  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2665  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2666  *
2667  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2668  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2669  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2670  *
2671  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2672  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2673  */
2674 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2675                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2676 {
2677         void *freelist;
2678         struct page *page;
2679
2680         page = c->page;
2681         if (!page) {
2682                 /*
2683                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2684                  * ignore the node constraint
2685                  */
2686                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2687                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2688                         node = NUMA_NO_NODE;
2689                 goto new_slab;
2690         }
2691 redo:
2692
2693         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2694                 /*
2695                  * same as above but node_match() being false already
2696                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2697                  */
2698                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2699                         node = NUMA_NO_NODE;
2700                         goto redo;
2701                 } else {
2702                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2703                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2704                         goto new_slab;
2705                 }
2706         }
2707
2708         /*
2709          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2710          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2711          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2712          */
2713         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2714                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2715                 goto new_slab;
2716         }
2717
2718         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2719         freelist = c->freelist;
2720         if (freelist)
2721                 goto load_freelist;
2722
2723         freelist = get_freelist(s, page);
2724
2725         if (!freelist) {
2726                 c->page = NULL;
2727                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2728                 goto new_slab;
2729         }
2730
2731         stat(s, ALLOC_REFILL);
2732
2733 load_freelist:
2734         /*
2735          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2736          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2737          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2738          */
2739         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2740         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2741         c->tid = next_tid(c->tid);
2742         return freelist;
2743
2744 new_slab:
2745
2746         if (slub_percpu_partial(c)) {
2747                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2748                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2749                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2750                 goto redo;
2751         }
2752
2753         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2754
2755         if (unlikely(!freelist)) {
2756                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2757                 return NULL;
2758         }
2759
2760         page = c->page;
2761         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2762                 goto load_freelist;
2763
2764         /* Only entered in the debug case */
2765         if (kmem_cache_debug(s) &&
2766                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2767                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2768
2769         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2770         return freelist;
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2775  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2776  */
2777 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2778                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2779 {
2780         void *p;
2781         unsigned long flags;
2782
2783         local_irq_save(flags);
2784 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2785         /*
2786          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2787          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2788          * pointer.
2789          */
2790         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2791 #endif
2792
2793         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2794         local_irq_restore(flags);
2795         return p;
2796 }
2797
2798 /*
2799  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2800  * zeroing out freelist pointer.
2801  */
2802 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2803                                                    void *obj)
2804 {
2805         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2806                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2811  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2812  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2813  *
2814  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2815  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2816  *
2817  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2818  */
2819 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2820                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2821 {
2822         void *object;
2823         struct kmem_cache_cpu *c;
2824         struct page *page;
2825         unsigned long tid;
2826
2827         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2828         if (!s)
2829                 return NULL;
2830 redo:
2831         /*
2832          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2833          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2834          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2835          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2836          *
2837          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2838          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2839          * to check if it is matched or not.
2840          */
2841         do {
2842                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2843                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2844         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2845                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2846
2847         /*
2848          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2849          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2850          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2851          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2852          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2853          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2854          */
2855         barrier();
2856
2857         /*
2858          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2859          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2860          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2861          * linked list in between.
2862          */
2863
2864         object = c->freelist;
2865         page = c->page;
2866         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2867                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2868                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2869         } else {
2870                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2871
2872                 /*
2873                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2874                  * operation and if we are on the right processor.
2875                  *
2876                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2877                  * semantics!)
2878                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2879                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2880                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2881                  *
2882                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2883                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2884                  * other cpus.
2885                  */
2886                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2887                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2888                                 object, tid,
2889                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2890
2891                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2892                         goto redo;
2893                 }
2894                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2895                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2896         }
2897
2898         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2899
2900         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2901                 memset(object, 0, s->object_size);
2902
2903         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2904
2905         return object;
2906 }
2907
2908 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2909                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2910 {
2911         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2912 }
2913
2914 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2915 {
2916         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2917
2918         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2919                                 s->size, gfpflags);
2920
2921         return ret;
2922 }
2923 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2924
2925 #ifdef CONFIG_TRACING
2926 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2927 {
2928         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2929         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2930         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2931         return ret;
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2934 #endif
2935
2936 #ifdef CONFIG_NUMA
2937 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2938 {
2939         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2940
2941         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2942                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2943
2944         return ret;
2945 }
2946 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2947
2948 #ifdef CONFIG_TRACING
2949 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2950                                     gfp_t gfpflags,
2951                                     int node, size_t size)
2952 {
2953         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2954
2955         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2956                            size, s->size, gfpflags, node);
2957
2958         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2959         return ret;
2960 }
2961 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2962 #endif
2963 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2964
2965 /*
2966  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2967  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2968  *
2969  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2970  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2971  * handling required then we can return immediately.
2972  */
2973 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2974                         void *head, void *tail, int cnt,
2975                         unsigned long addr)
2976
2977 {
2978         void *prior;
2979         int was_frozen;
2980         struct page new;
2981         unsigned long counters;
2982         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2983         unsigned long flags;
2984
2985         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2986
2987         if (kmem_cache_debug(s) &&
2988             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2989                 return;
2990
2991         do {
2992                 if (unlikely(n)) {
2993                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2994                         n = NULL;
2995                 }
2996                 prior = page->freelist;
2997                 counters = page->counters;
2998                 set_freepointer(s, tail, prior);
2999                 new.counters = counters;
3000                 was_frozen = new.frozen;
3001                 new.inuse -= cnt;
3002                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3003
3004                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3005
3006                                 /*
3007                                  * Slab was on no list before and will be
3008                                  * partially empty
3009                                  * We can defer the list move and instead
3010                                  * freeze it.
3011                                  */
3012                                 new.frozen = 1;
3013
3014                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3015
3016                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3017                                 /*
3018                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3019                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3020                                  * drop the list_lock without any processing.
3021                                  *
3022                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3023                                  * other processors updating the list of slabs.
3024                                  */
3025                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3026
3027                         }
3028                 }
3029
3030         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3031                 prior, counters,
3032                 head, new.counters,
3033                 "__slab_free"));
3034
3035         if (likely(!n)) {
3036
3037                 /*
3038                  * If we just froze the page then put it onto the
3039                  * per cpu partial list.
3040                  */
3041                 if (new.frozen && !was_frozen) {
3042                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3043                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3044                 }
3045                 /*
3046                  * The list lock was not taken therefore no list
3047                  * activity can be necessary.
3048                  */
3049                 if (was_frozen)
3050                         stat(s, FREE_FROZEN);
3051                 return;
3052         }
3053
3054         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3055                 goto slab_empty;
3056
3057         /*
3058          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3059          * then add it.
3060          */
3061         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3062                 remove_full(s, n, page);
3063                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3064                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3065         }
3066         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3067         return;
3068
3069 slab_empty:
3070         if (prior) {
3071                 /*
3072                  * Slab on the partial list.
3073                  */
3074                 remove_partial(n, page);
3075                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3076         } else {
3077                 /* Slab must be on the full list */
3078                 remove_full(s, n, page);
3079         }
3080
3081         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3082         stat(s, FREE_SLAB);
3083         discard_slab(s, page);
3084 }
3085
3086 /*
3087  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3088  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3089  *
3090  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3091  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3092  * the item before.
3093  *
3094  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3095  * with all sorts of special processing.
3096  *
3097  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3098  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3099  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3100  */
3101 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3102                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3103                                 int cnt, unsigned long addr)
3104 {
3105         void *tail_obj = tail ? : head;
3106         struct kmem_cache_cpu *c;
3107         unsigned long tid;
3108 redo:
3109         /*
3110          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3111          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3112          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3113          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3114          */
3115         do {
3116                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3117                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3118         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3119                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3120
3121         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3122         barrier();
3123
3124         if (likely(page == c->page)) {
3125                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3126
3127                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3128
3129                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3130                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3131                                 freelist, tid,
3132                                 head, next_tid(tid)))) {
3133
3134                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3135                         goto redo;
3136                 }
3137                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3138         } else
3139                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3140
3141 }
3142
3143 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3144                                       void *head, void *tail, int cnt,
3145                                       unsigned long addr)
3146 {
3147         /*
3148          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3149          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3150          */
3151         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3152                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3153 }
3154
3155 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3156 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3157 {
3158         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3159 }
3160 #endif
3161
3162 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3163 {
3164         s = cache_from_obj(s, x);
3165         if (!s)
3166                 return;
3167         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3168         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3169 }
3170 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3171
3172 struct detached_freelist {
3173         struct page *page;
3174         void *tail;
3175         void *freelist;
3176         int cnt;
3177         struct kmem_cache *s;
3178 };
3179
3180 /*
3181  * This function progressively scans the array with free objects (with
3182  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3183  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3184  * page/objects.  This can happen without any need for
3185  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3186  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3187  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3188  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3189  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3190  * to performance reasons.
3191  */
3192 static inline
3193 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3194                             void **p, struct detached_freelist *df)
3195 {
3196         size_t first_skipped_index = 0;
3197         int lookahead = 3;
3198         void *object;
3199         struct page *page;
3200
3201         /* Always re-init detached_freelist */
3202         df->page = NULL;
3203
3204         do {
3205                 object = p[--size];
3206                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3207         } while (!object && size);
3208
3209         if (!object)
3210                 return 0;
3211
3212         page = virt_to_head_page(object);
3213         if (!s) {
3214                 /* Handle kalloc'ed objects */
3215                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3216                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3217                         kfree_hook(object);
3218                         __free_pages(page, compound_order(page));
3219                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3220                         return size;
3221                 }
3222                 /* Derive kmem_cache from object */
3223                 df->s = page->slab_cache;
3224         } else {
3225                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3226         }
3227
3228         /* Start new detached freelist */
3229         df->page = page;
3230         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3231         df->tail = object;
3232         df->freelist = object;
3233         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3234         df->cnt = 1;
3235
3236         while (size) {
3237                 object = p[--size];
3238                 if (!object)
3239                         continue; /* Skip processed objects */
3240
3241                 /* df->page is always set at this point */
3242                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3243                         /* Opportunity build freelist */
3244                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3245                         df->freelist = object;
3246                         df->cnt++;
3247                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3248
3249                         continue;
3250                 }
3251
3252                 /* Limit look ahead search */
3253                 if (!--lookahead)
3254                         break;
3255
3256                 if (!first_skipped_index)
3257                         first_skipped_index = size + 1;
3258         }
3259
3260         return first_skipped_index;
3261 }
3262
3263 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3264 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3265 {
3266         if (WARN_ON(!size))
3267                 return;
3268
3269         do {
3270                 struct detached_freelist df;
3271
3272                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3273                 if (!df.page)
3274                         continue;
3275
3276                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3277         } while (likely(size));
3278 }
3279 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3280
3281 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3282 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3283                           void **p)
3284 {
3285         struct kmem_cache_cpu *c;
3286         int i;
3287
3288         /* memcg and kmem_cache debug support */
3289         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3290         if (unlikely(!s))
3291                 return false;
3292         /*
3293          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3294          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3295          * handlers invoking normal fastpath.
3296          */
3297         local_irq_disable();
3298         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3299
3300         for (i = 0; i < size; i++) {
3301                 void *object = c->freelist;
3302
3303                 if (unlikely(!object)) {
3304                         /*
3305                          * We may have removed an object from c->freelist using
3306                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3307                          * c->tid has not been bumped yet.
3308                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3309                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3310                          */
3311                         c->tid = next_tid(c->tid);
3312
3313                         /*
3314                          * Invoking slow path likely have side-effect
3315                          * of re-populating per CPU c->freelist
3316                          */
3317                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3318                                             _RET_IP_, c);
3319                         if (unlikely(!p[i]))
3320                                 goto error;
3321
3322                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3323                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3324
3325                         continue; /* goto for-loop */
3326                 }
3327                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3328                 p[i] = object;
3329                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3330         }
3331         c->tid = next_tid(c->tid);
3332         local_irq_enable();
3333
3334         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3335         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3336                 int j;
3337
3338                 for (j = 0; j < i; j++)
3339                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3340         }
3341
3342         /* memcg and kmem_cache debug support */
3343         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3344         return i;
3345 error:
3346         local_irq_enable();
3347         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3348         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3349         return 0;
3350 }
3351 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3352
3353
3354 /*
3355  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3356  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3357  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3358  * another.
3359  *
3360  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3361  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3362  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3363  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3364  * locking overhead.
3365  */
3366
3367 /*
3368  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3369  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3370  * and increases the number of allocations possible without having to
3371  * take the list_lock.
3372  */
3373 static unsigned int slub_min_order;
3374 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3375 static unsigned int slub_min_objects;
3376
3377 /*
3378  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3379  *
3380  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3381  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3382  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3383  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3384  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3385  * would be wasted.
3386  *
3387  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3388  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3389  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3390  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3391  *
3392  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3393  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3394  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3395  * of space in favor of a small page order.
3396  *
3397  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3398  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3399  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3400  * the smallest order which will fit the object.
3401  */
3402 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3403                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3404                 unsigned int fract_leftover)
3405 {
3406         unsigned int min_order = slub_min_order;
3407         unsigned int order;
3408
3409         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3410                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3411
3412         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3413                         order <= max_order; order++) {
3414
3415                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3416                 unsigned int rem;
3417
3418                 rem = slab_size % size;
3419
3420                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3421                         break;
3422         }
3423
3424         return order;
3425 }
3426
3427 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3428 {
3429         unsigned int order;
3430         unsigned int min_objects;
3431         unsigned int max_objects;
3432
3433         /*
3434          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3435          * works by first attempting to generate a layout with
3436          * the best configuration and backing off gradually.
3437          *
3438          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3439          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3440          */
3441         min_objects = slub_min_objects;
3442         if (!min_objects)
3443                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3444         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3445         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3446
3447         while (min_objects > 1) {
3448                 unsigned int fraction;
3449
3450                 fraction = 16;
3451                 while (fraction >= 4) {
3452                         order = slab_order(size, min_objects,
3453                                         slub_max_order, fraction);
3454                         if (order <= slub_max_order)
3455                                 return order;
3456                         fraction /= 2;
3457                 }
3458                 min_objects--;
3459         }
3460
3461         /*
3462          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3463          * lets see if we can place a single object there.
3464          */
3465         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3466         if (order <= slub_max_order)
3467                 return order;
3468
3469         /*
3470          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3471          */
3472         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3473         if (order < MAX_ORDER)
3474                 return order;
3475         return -ENOSYS;
3476 }
3477
3478 static void
3479 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3480 {
3481         n->nr_partial = 0;
3482         spin_lock_init(&n->list_lock);
3483         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3484 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3485         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3486         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3487         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3488 #endif
3489 }
3490
3491 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3492 {
3493         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3494                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3495
3496         /*
3497          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3498          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3499          */
3500         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3501                                      2 * sizeof(void *));
3502
3503         if (!s->cpu_slab)
3504                 return 0;
3505
3506         init_kmem_cache_cpus(s);
3507
3508         return 1;
3509 }
3510
3511 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3512
3513 /*
3514  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3515  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3516  * possible.
3517  *
3518  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3519  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3520  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3521  */
3522 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3523 {
3524         struct page *page;
3525         struct kmem_cache_node *n;
3526
3527         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3528
3529         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3530
3531         BUG_ON(!page);
3532         if (page_to_nid(page) != node) {
3533                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3534                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3535         }
3536
3537         n = page->freelist;
3538         BUG_ON(!n);
3539 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3540         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3541         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3542 #endif
3543         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3544                       GFP_KERNEL);
3545         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3546         page->inuse = 1;
3547         page->frozen = 0;
3548         kmem_cache_node->node[node] = n;
3549         init_kmem_cache_node(n);
3550         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3551
3552         /*
3553          * No locks need to be taken here as it has just been
3554          * initialized and there is no concurrent access.
3555          */
3556         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3557 }
3558
3559 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3560 {
3561         int node;
3562         struct kmem_cache_node *n;
3563
3564         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3565                 s->node[node] = NULL;
3566                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3567         }
3568 }
3569
3570 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3571 {
3572         cache_random_seq_destroy(s);
3573         free_percpu(s->cpu_slab);
3574         free_kmem_cache_nodes(s);
3575 }
3576
3577 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3578 {
3579         int node;
3580
3581         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3582                 struct kmem_cache_node *n;
3583
3584                 if (slab_state == DOWN) {
3585                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3586                         continue;
3587                 }
3588                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3589                                                 GFP_KERNEL, node);
3590
3591                 if (!n) {
3592                         free_kmem_cache_nodes(s);
3593                         return 0;
3594                 }
3595
3596                 init_kmem_cache_node(n);
3597                 s->node[node] = n;
3598         }
3599         return 1;
3600 }
3601
3602 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3603 {
3604         if (min < MIN_PARTIAL)
3605                 min = MIN_PARTIAL;
3606         else if (min > MAX_PARTIAL)
3607                 min = MAX_PARTIAL;
3608         s->min_partial = min;
3609 }
3610
3611 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3612 {
3613 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3614         /*
3615          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3616          * per cpu partial lists of a processor.
3617          *
3618          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3619          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3620          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3621          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3622          *
3623          * This setting also determines
3624          *
3625          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3626          *    per node list when we reach the limit.
3627          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3628          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3629          *    50% to keep some capacity around for frees.
3630          */
3631         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3632                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3633         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3634                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3635         else if (s->size >= 1024)
3636                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3637         else if (s->size >= 256)
3638                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3639         else
3640                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3641 #endif
3642 }
3643
3644 /*
3645  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3646  * a slab object.
3647  */
3648 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3649 {
3650         slab_flags_t flags = s->flags;
3651         unsigned int size = s->object_size;
3652         unsigned int freepointer_area;
3653         unsigned int order;
3654
3655         /*
3656          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3657          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3658          * the possible location of the free pointer.
3659          */
3660         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3661         /*
3662          * This is the area of the object where a freepointer can be
3663          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3664          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3665          * s->offset must be limited within this for the general case.
3666          */
3667         freepointer_area = size;
3668
3669 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3670         /*
3671          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3672          * the slab may touch the object after free or before allocation
3673          * then we should never poison the object itself.
3674          */
3675         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3676                         !s->ctor)
3677                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3678         else
3679                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3680
3681
3682         /*
3683          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3684          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3685          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3686          */
3687         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3688                 size += sizeof(void *);
3689 #endif
3690
3691         /*
3692          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3693          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3694          */
3695         s->inuse = size;
3696
3697         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3698                 s->ctor)) {
3699                 /*
3700                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3701                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3702                  * kmem_cache_free.
3703                  *
3704                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3705                  * destructor or are poisoning the objects.
3706                  *
3707                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3708                  * pointer is outside of the object is used in the
3709                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3710                  * longer true, the function needs to be modified.
3711                  */
3712                 s->offset = size;
3713                 size += sizeof(void *);
3714         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3715                 /*
3716                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3717                  * it away from the edges of the object to avoid small
3718                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3719                  */
3720                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3721         }
3722
3723 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3724         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3725                 /*
3726                  * Need to store information about allocs and frees after
3727                  * the object.
3728                  */
3729                 size += 2 * sizeof(struct track);
3730 #endif
3731
3732         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3733 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3734         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3735                 /*
3736                  * Add some empty padding so that we can catch
3737                  * overwrites from earlier objects rather than let
3738                  * tracking information or the free pointer be
3739                  * corrupted if a user writes before the start
3740                  * of the object.
3741                  */
3742                 size += sizeof(void *);
3743
3744                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3745                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3746                 size += s->red_left_pad;
3747         }
3748 #endif
3749
3750         /*
3751          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3752          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3753          * each object to conform to the alignment.
3754          */
3755         size = ALIGN(size, s->align);
3756         s->size = size;
3757         if (forced_order >= 0)
3758                 order = forced_order;
3759         else
3760                 order = calculate_order(size);
3761
3762         if ((int)order < 0)
3763                 return 0;
3764
3765         s->allocflags = 0;
3766         if (order)
3767                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3768
3769         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3770                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3771
3772         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3773                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3774
3775         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3776                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3777
3778         /*
3779          * Determine the number of objects per slab
3780          */
3781         s->oo = oo_make(order, size);
3782         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3783         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3784                 s->max = s->oo;
3785
3786         return !!oo_objects(s->oo);
3787 }
3788
3789 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3790 {
3791         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3792 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3793         s->random = get_random_long();
3794 #endif
3795
3796         if (!calculate_sizes(s, -1))
3797                 goto error;
3798         if (disable_higher_order_debug) {
3799                 /*
3800                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3801                  * order increased.
3802                  */
3803                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3804                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3805                         s->offset = 0;
3806                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3807                                 goto error;
3808                 }
3809         }
3810
3811 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3812     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3813         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3814                 /* Enable fast mode */
3815                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3816 #endif
3817
3818         /*
3819          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3820          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3821          */
3822         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3823
3824         set_cpu_partial(s);
3825
3826 #ifdef CONFIG_NUMA
3827         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3828 #endif
3829
3830         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3831         if (slab_state >= UP) {
3832                 if (init_cache_random_seq(s))
3833                         goto error;
3834         }
3835
3836         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3837                 goto error;
3838
3839         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3840                 return 0;
3841
3842         free_kmem_cache_nodes(s);
3843 error:
3844         return -EINVAL;
3845 }
3846
3847 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3848                               const char *text)
3849 {
3850 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3851         void *addr = page_address(page);
3852         unsigned long *map;
3853         void *p;
3854
3855         slab_err(s, page, text, s->name);
3856         slab_lock(page);
3857
3858         map = get_map(s, page);
3859         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3860
3861                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3862                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3863                         print_tracking(s, p);
3864                 }
3865         }
3866         put_map(map);
3867         slab_unlock(page);
3868 #endif
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3873  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3874  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3875  */
3876 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3877 {
3878         LIST_HEAD(discard);
3879         struct page *page, *h;
3880
3881         BUG_ON(irqs_disabled());
3882         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3883         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3884                 if (!page->inuse) {
3885                         remove_partial(n, page);
3886                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3887                 } else {
3888                         list_slab_objects(s, page,
3889                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3890                 }
3891         }
3892         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3893
3894         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3895                 discard_slab(s, page);
3896 }
3897
3898 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3899 {
3900         int node;
3901         struct kmem_cache_node *n;
3902
3903         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3904                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3905                         return false;
3906         return true;
3907 }
3908
3909 /*
3910  * Release all resources used by a slab cache.
3911  */
3912 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3913 {
3914         int node;
3915         struct kmem_cache_node *n;
3916
3917         flush_all(s);
3918         /* Attempt to free all objects */
3919         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3920                 free_partial(s, n);
3921                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3922                         return 1;
3923         }
3924         sysfs_slab_remove(s);
3925         return 0;
3926 }
3927
3928 /********************************************************************
3929  *              Kmalloc subsystem
3930  *******************************************************************/
3931
3932 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3933 {
3934         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3935
3936         return 1;
3937 }
3938
3939 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3940
3941 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3942 {
3943         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3944         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3945
3946         return 1;
3947 }
3948
3949 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3950
3951 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3952 {
3953         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3954
3955         return 1;
3956 }
3957
3958 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3959
3960 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3961 {
3962         struct kmem_cache *s;
3963         void *ret;
3964
3965         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3966                 return kmalloc_large(size, flags);
3967
3968         s = kmalloc_slab(size, flags);
3969
3970         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3971                 return s;
3972
3973         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3974
3975         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3976
3977         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3978
3979         return ret;
3980 }
3981 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3982
3983 #ifdef CONFIG_NUMA
3984 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3985 {
3986         struct page *page;
3987         void *ptr = NULL;
3988         unsigned int order = get_order(size);
3989
3990         flags |= __GFP_COMP;
3991         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3992         if (page) {
3993                 ptr = page_address(page);
3994                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3995                                     PAGE_SIZE << order);
3996         }
3997
3998         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3999 }
4000
4001 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4002 {
4003         struct kmem_cache *s;
4004         void *ret;
4005
4006         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4007                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4008
4009                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4010                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4011                                    flags, node);
4012
4013                 return ret;
4014         }
4015
4016         s = kmalloc_slab(size, flags);
4017
4018         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4019                 return s;
4020
4021         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
4022
4023         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4024
4025         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4026
4027         return ret;
4028 }
4029 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4030 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4031
4032 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4033 /*
4034  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4035  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4036  * cache's usercopy region.
4037  *
4038  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4039  * to indicate an error.
4040  */
4041 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4042                          bool to_user)
4043 {
4044         struct kmem_cache *s;
4045         unsigned int offset;
4046         size_t object_size;
4047
4048         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4049
4050         /* Find object and usable object size. */
4051         s = page->slab_cache;
4052
4053         /* Reject impossible pointers. */
4054         if (ptr < page_address(page))
4055                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4056                                to_user, 0, n);
4057
4058         /* Find offset within object. */
4059         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4060
4061         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4062         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4063                 if (offset < s->red_left_pad)
4064                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4065                                        s->name, to_user, offset, n);
4066                 offset -= s->red_left_pad;
4067         }
4068
4069         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4070         if (offset >= s->useroffset &&
4071             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4072             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4073                 return;
4074
4075         /*
4076          * If the copy is still within the allocated object, produce
4077          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4078          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4079          * whitelists.
4080          */
4081         object_size = slab_ksize(s);
4082         if (usercopy_fallback &&
4083             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4084                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4085                 return;
4086         }
4087
4088         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4089 }
4090 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4091
4092 size_t __ksize(const void *object)
4093 {
4094         struct page *page;
4095
4096         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4097                 return 0;
4098
4099         page = virt_to_head_page(object);
4100
4101         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4102                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4103                 return page_size(page);
4104         }
4105
4106         return slab_ksize(page->slab_cache);
4107 }
4108 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4109
4110 void kfree(const void *x)
4111 {
4112         struct page *page;
4113         void *object = (void *)x;
4114
4115         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4116
4117         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4118                 return;
4119
4120         page = virt_to_head_page(x);
4121         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4122                 unsigned int order = compound_order(page);
4123
4124                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4125                 kfree_hook(object);
4126                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4127                                     -(PAGE_SIZE << order));
4128                 __free_pages(page, order);
4129                 return;
4130         }
4131         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4132 }
4133 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4134
4135 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4136
4137 /*
4138  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4139  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4140  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4141  *
4142  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4143  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4144  * are freed in them.
4145  */
4146 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4147 {
4148         int node;
4149         int i;
4150         struct kmem_cache_node *n;
4151         struct page *page;
4152         struct page *t;
4153         struct list_head discard;
4154         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4155         unsigned long flags;
4156         int ret = 0;
4157
4158         flush_all(s);
4159         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4160                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4161                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4162                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4163
4164                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4165
4166                 /*
4167                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4168                  *
4169                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4170                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4171                  */
4172                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4173                         int free = page->objects - page->inuse;
4174
4175                         /* Do not reread page->inuse */
4176                         barrier();
4177
4178                         /* We do not keep full slabs on the list */
4179                         BUG_ON(free <= 0);
4180
4181                         if (free == page->objects) {
4182                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4183                                 n->nr_partial--;
4184                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4185                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4186                 }
4187
4188                 /*
4189                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4190                  * partial list.
4191                  */
4192                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4193                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4194
4195                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4196
4197                 /* Release empty slabs */
4198                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4199                         discard_slab(s, page);
4200
4201                 if (slabs_node(s, node))
4202                         ret = 1;
4203         }
4204
4205         return ret;
4206 }
4207
4208 #ifdef CONFIG_MEMCG
4209 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4210 {
4211         /*
4212          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4213          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4214          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4215          * destroy @s until the associated memcg is released.
4216          *
4217          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4218          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4219          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4220          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4221          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4222          */
4223         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4224                 sysfs_slab_remove(s);
4225 }
4226
4227 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4228 {
4229         /*
4230          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4231          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4232          */
4233         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4234         s->min_partial = 0;
4235 }
4236 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4237
4238 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4239 {
4240         struct kmem_cache *s;
4241
4242         mutex_lock(&slab_mutex);
4243         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4244                 __kmem_cache_shrink(s);
4245         mutex_unlock(&slab_mutex);
4246
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4251 {
4252         struct kmem_cache_node *n;
4253         struct kmem_cache *s;
4254         struct memory_notify *marg = arg;
4255         int offline_node;
4256
4257         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4258
4259         /*
4260          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4261          * for it yet.
4262          */
4263         if (offline_node < 0)
4264                 return;
4265
4266         mutex_lock(&slab_mutex);
4267         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4268                 n = get_node(s, offline_node);
4269                 if (n) {
4270                         /*
4271                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4272                          * that is going down. We were unable to free them,
4273                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4274                          * callback. So, we must fail.
4275                          */
4276                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4277
4278                         s->node[offline_node] = NULL;
4279                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4280                 }
4281         }
4282         mutex_unlock(&slab_mutex);
4283 }
4284
4285 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4286 {
4287         struct kmem_cache_node *n;
4288         struct kmem_cache *s;
4289         struct memory_notify *marg = arg;
4290         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4291         int ret = 0;
4292
4293         /*
4294          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4295          * already created. Nothing to do.
4296          */
4297         if (nid < 0)
4298                 return 0;
4299
4300         /*
4301          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4302          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4303          * online.
4304          */
4305         mutex_lock(&slab_mutex);
4306         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4307                 /*
4308                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4309                  *      since memory is not yet available from the node that
4310                  *      is brought up.
4311                  */
4312                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4313                 if (!n) {
4314                         ret = -ENOMEM;
4315                         goto out;
4316                 }
4317                 init_kmem_cache_node(n);
4318                 s->node[nid] = n;
4319         }
4320 out:
4321         mutex_unlock(&slab_mutex);
4322         return ret;
4323 }
4324
4325 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4326                                 unsigned long action, void *arg)
4327 {
4328         int ret = 0;
4329
4330         switch (action) {
4331         case MEM_GOING_ONLINE:
4332                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4333                 break;
4334         case MEM_GOING_OFFLINE:
4335                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4336                 break;
4337         case MEM_OFFLINE:
4338         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4339                 slab_mem_offline_callback(arg);
4340                 break;
4341         case MEM_ONLINE:
4342         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4343                 break;
4344         }
4345         if (ret)
4346                 ret = notifier_from_errno(ret);
4347         else
4348                 ret = NOTIFY_OK;
4349         return ret;
4350 }
4351
4352 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4353         .notifier_call = slab_memory_callback,
4354         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4355 };
4356
4357 /********************************************************************
4358  *                      Basic setup of slabs
4359  *******************************************************************/
4360
4361 /*
4362  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4363  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4364  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4365  */
4366
4367 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4368 {
4369         int node;
4370         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4371         struct kmem_cache_node *n;
4372
4373         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4374
4375         /*
4376          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4377          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4378          * IPIs around.
4379          */
4380         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4381         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4382                 struct page *p;
4383
4384                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4385                         p->slab_cache = s;
4386
4387 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4388                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4389                         p->slab_cache = s;
4390 #endif
4391         }
4392         slab_init_memcg_params(s);
4393         list_add(&s->list, &slab_caches);
4394         memcg_link_cache(s, NULL);
4395         return s;
4396 }
4397
4398 void __init kmem_cache_init(void)
4399 {
4400         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4401                 boot_kmem_cache_node;
4402
4403         if (debug_guardpage_minorder())
4404                 slub_max_order = 0;
4405
4406         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4407         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4408
4409         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4410                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4411
4412         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4413
4414         /* Able to allocate the per node structures */
4415         slab_state = PARTIAL;
4416
4417         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4418                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4419                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4420                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4421
4422         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4423         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4424
4425         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4426         setup_kmalloc_cache_index_table();
4427         create_kmalloc_caches(0);
4428
4429         /* Setup random freelists for each cache */
4430         init_freelist_randomization();
4431
4432         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4433                                   slub_cpu_dead);
4434
4435         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4436                 cache_line_size(),
4437                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4438                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4439 }
4440
4441 void __init kmem_cache_init_late(void)
4442 {
4443 }
4444
4445 struct kmem_cache *
4446 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4447                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4448 {
4449         struct kmem_cache *s, *c;
4450
4451         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4452         if (s) {
4453                 s->refcount++;
4454
4455                 /*
4456                  * Adjust the object sizes so that we clear
4457                  * the complete object on kzalloc.
4458                  */
4459                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4460                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4461
4462                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4463                         c->object_size = s->object_size;
4464                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4465                 }
4466
4467                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4468                         s->refcount--;
4469                         s = NULL;
4470                 }
4471         }
4472
4473         return s;
4474 }
4475
4476 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4477 {
4478         int err;
4479
4480         err = kmem_cache_open(s, flags);
4481         if (err)
4482                 return err;
4483
4484         /* Mutex is not taken during early boot */
4485         if (slab_state <= UP)
4486                 return 0;
4487
4488         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4489         err = sysfs_slab_add(s);
4490         if (err)
4491                 __kmem_cache_release(s);
4492
4493         return err;
4494 }
4495
4496 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4497 {
4498         struct kmem_cache *s;
4499         void *ret;
4500
4501         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4502                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4503
4504         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4505
4506         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4507                 return s;
4508
4509         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4510
4511         /* Honor the call site pointer we received. */
4512         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4513
4514         return ret;
4515 }
4516 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4517
4518 #ifdef CONFIG_NUMA
4519 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4520                                         int node, unsigned long caller)
4521 {
4522         struct kmem_cache *s;
4523         void *ret;
4524
4525         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4526                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4527
4528                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4529                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4530                                    gfpflags, node);
4531
4532                 return ret;
4533         }
4534
4535         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4536
4537         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4538                 return s;
4539
4540         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4541
4542         /* Honor the call site pointer we received. */
4543         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4544
4545         return ret;
4546 }
4547 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4548 #endif
4549
4550 #ifdef CONFIG_SYSFS
4551 static int count_inuse(struct page *page)
4552 {
4553         return page->inuse;
4554 }
4555
4556 static int count_total(struct page *page)
4557 {
4558         return page->objects;
4559 }
4560 #endif
4561
4562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4563 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4564 {
4565         void *p;
4566         void *addr = page_address(page);
4567         unsigned long *map;
4568
4569         slab_lock(page);
4570
4571         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4572                 goto unlock;
4573
4574         /* Now we know that a valid freelist exists */
4575         map = get_map(s, page);
4576         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4577                 u8 val = test_bit(slab_index(p, s, addr), map) ?
4578                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4579
4580                 if (!check_object(s, page, p, val))
4581                         break;
4582         }
4583         put_map(map);
4584 unlock:
4585         slab_unlock(page);
4586 }
4587
4588 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4589                 struct kmem_cache_node *n)
4590 {
4591         unsigned long count = 0;
4592         struct page *page;
4593         unsigned long flags;
4594
4595         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4596
4597         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4598                 validate_slab(s, page);
4599                 count++;
4600         }
4601         if (count != n->nr_partial)
4602                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4603                        s->name, count, n->nr_partial);
4604
4605         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4606                 goto out;
4607
4608         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4609                 validate_slab(s, page);
4610                 count++;
4611         }
4612         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4613                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4614                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4615
4616 out:
4617         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4618         return count;
4619 }
4620
4621 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4622 {
4623         int node;
4624         unsigned long count = 0;
4625         struct kmem_cache_node *n;
4626
4627         flush_all(s);
4628         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4629                 count += validate_slab_node(s, n);
4630
4631         return count;
4632 }
4633 /*
4634  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4635  * and freed.
4636  */
4637
4638 struct location {
4639         unsigned long count;
4640         unsigned long addr;
4641         long long sum_time;
4642         long min_time;
4643         long max_time;
4644         long min_pid;
4645         long max_pid;
4646         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4647         nodemask_t nodes;
4648 };
4649
4650 struct loc_track {
4651         unsigned long max;
4652         unsigned long count;
4653         struct location *loc;
4654 };
4655
4656 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4657 {
4658         if (t->max)
4659                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4660                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4661 }
4662
4663 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4664 {
4665         struct location *l;
4666         int order;
4667
4668         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4669
4670         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4671         if (!l)
4672                 return 0;
4673
4674         if (t->count) {
4675                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4676                 free_loc_track(t);
4677         }
4678         t->max = max;
4679         t->loc = l;
4680         return 1;
4681 }
4682
4683 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4684                                 const struct track *track)
4685 {
4686         long start, end, pos;
4687         struct location *l;
4688         unsigned long caddr;
4689         unsigned long age = jiffies - track->when;
4690
4691         start = -1;
4692         end = t->count;
4693
4694         for ( ; ; ) {
4695                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4696
4697                 /*
4698                  * There is nothing at "end". If we end up there
4699                  * we need to add something to before end.
4700                  */
4701                 if (pos == end)
4702                         break;
4703
4704                 caddr = t->loc[pos].addr;
4705                 if (track->addr == caddr) {
4706
4707                         l = &t->loc[pos];
4708                         l->count++;
4709                         if (track->when) {
4710                                 l->sum_time += age;
4711                                 if (age < l->min_time)
4712                                         l->min_time = age;
4713                                 if (age > l->max_time)
4714                                         l->max_time = age;
4715
4716                                 if (track->pid < l->min_pid)
4717                                         l->min_pid = track->pid;
4718                                 if (track->pid > l->max_pid)
4719                                         l->max_pid = track->pid;
4720
4721                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4722                                                 to_cpumask(l->cpus));
4723                         }
4724                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4725                         return 1;
4726                 }
4727
4728                 if (track->addr < caddr)
4729                         end = pos;
4730                 else
4731                         start = pos;
4732         }
4733
4734         /*
4735          * Not found. Insert new tracking element.
4736          */
4737         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4738                 return 0;
4739
4740         l = t->loc + pos;
4741         if (pos < t->count)
4742                 memmove(l + 1, l,
4743                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4744         t->count++;
4745         l->count = 1;
4746         l->addr = track->addr;
4747         l->sum_time = age;
4748         l->min_time = age;
4749         l->max_time = age;
4750         l->min_pid = track->pid;
4751         l->max_pid = track->pid;
4752         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4753         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4754         nodes_clear(l->nodes);
4755         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4756         return 1;
4757 }
4758
4759 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4760                 struct page *page, enum track_item alloc)
4761 {
4762         void *addr = page_address(page);
4763         void *p;
4764         unsigned long *map;
4765
4766         map = get_map(s, page);
4767         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4768                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4769                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4770         put_map(map);
4771 }
4772
4773 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4774                                         enum track_item alloc)
4775 {
4776         int len = 0;
4777         unsigned long i;
4778         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4779         int node;
4780         struct kmem_cache_node *n;
4781
4782         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4783                              GFP_KERNEL)) {
4784                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4785         }
4786         /* Push back cpu slabs */
4787         flush_all(s);
4788
4789         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4790                 unsigned long flags;
4791                 struct page *page;
4792
4793                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4794                         continue;
4795
4796                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4797                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4798                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4799                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4800                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4801                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4802         }
4803
4804         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4805                 struct location *l = &t.loc[i];
4806
4807                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4808                         break;
4809                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4810
4811                 if (l->addr)
4812                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4813                 else
4814                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4815
4816                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4817                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4818                                 l->min_time,
4819                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4820                                 l->max_time);
4821                 } else
4822                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4823                                 l->min_time);
4824
4825                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4826                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4827                                 l->min_pid, l->max_pid);
4828                 else
4829                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4830                                 l->min_pid);
4831
4832                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4833                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4834                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4835                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4836                                          " cpus=%*pbl",
4837                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4838
4839                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4840                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4841                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4842                                          " nodes=%*pbl",
4843                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4844
4845                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4846         }
4847
4848         free_loc_track(&t);
4849         if (!t.count)
4850                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4851         return len;
4852 }
4853 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4854
4855 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4856 static void __init resiliency_test(void)
4857 {
4858         u8 *p;
4859         int type = KMALLOC_NORMAL;
4860
4861         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4862
4863         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4864         pr_err("-----------------------\n");
4865         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4866
4867         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4868         p[16] = 0x12;
4869         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4870                p + 16);
4871
4872         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4873
4874         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4875         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4876         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4877         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4878                p);
4879         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4880
4881         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4882         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4883         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4884         *p = 0x56;
4885         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4886                p);
4887         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4888         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4889
4890         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4891         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4892         kfree(p);
4893         *p = 0x78;
4894         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4895         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4896
4897         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4898         kfree(p);
4899         p[50] = 0x9a;
4900         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4901         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4902
4903         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4904         kfree(p);
4905         p[512] = 0xab;
4906         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4907         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4908 }
4909 #else
4910 #ifdef CONFIG_SYSFS
4911 static void resiliency_test(void) {};
4912 #endif
4913 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4914
4915 #ifdef CONFIG_SYSFS
4916 enum slab_stat_type {
4917         SL_ALL,                 /* All slabs */
4918         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4919         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4920         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4921         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4922 };
4923
4924 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4925 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4926 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4927 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4928 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4929
4930 #ifdef CONFIG_MEMCG
4931 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4932
4933 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4934 {
4935         int v;
4936
4937         if (get_option(&str, &v) > 0)
4938                 memcg_sysfs_enabled = v;
4939
4940         return 1;
4941 }
4942
4943 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4944 #endif
4945
4946 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4947                             char *buf, unsigned long flags)
4948 {
4949         unsigned long total = 0;
4950         int node;
4951         int x;
4952         unsigned long *nodes;
4953
4954         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4955         if (!nodes)
4956                 return -ENOMEM;
4957
4958         if (flags & SO_CPU) {
4959                 int cpu;
4960
4961                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4962                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4963                                                                cpu);
4964                         int node;
4965                         struct page *page;
4966
4967                         page = READ_ONCE(c->page);
4968                         if (!page)
4969                                 continue;
4970
4971                         node = page_to_nid(page);
4972                         if (flags & SO_TOTAL)
4973                                 x = page->objects;
4974                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4975                                 x = page->inuse;
4976                         else
4977                                 x = 1;
4978
4979                         total += x;
4980                         nodes[node] += x;
4981
4982                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4983                         if (page) {
4984                                 node = page_to_nid(page);
4985                                 if (flags & SO_TOTAL)
4986                                         WARN_ON_ONCE(1);
4987                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4988                                         WARN_ON_ONCE(1);
4989                                 else
4990                                         x = page->pages;
4991                                 total += x;
4992                                 nodes[node] += x;
4993                         }
4994                 }
4995         }
4996
4997         /*
4998          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4999          * already held which will conflict with an existing lock order:
5000          *
5001          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5002          *
5003          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5004          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5005          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5006          */
5007
5008 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5009         if (flags & SO_ALL) {
5010                 struct kmem_cache_node *n;
5011
5012                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5013
5014                         if (flags & SO_TOTAL)
5015                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5016                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5017                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5018                                         count_partial(n, count_free);
5019                         else
5020                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5021                         total += x;
5022                         nodes[node] += x;
5023                 }
5024
5025         } else
5026 #endif
5027         if (flags & SO_PARTIAL) {
5028                 struct kmem_cache_node *n;
5029
5030                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5031                         if (flags & SO_TOTAL)
5032                                 x = count_partial(n, count_total);
5033                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5034                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5035                         else
5036                                 x = n->nr_partial;
5037                         total += x;
5038                         nodes[node] += x;
5039                 }
5040         }
5041         x = sprintf(buf, "%lu", total);
5042 #ifdef CONFIG_NUMA
5043         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
5044                 if (nodes[node])
5045                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
5046                                         node, nodes[node]);
5047 #endif
5048         kfree(nodes);
5049         return x + sprintf(buf + x, "\n");
5050 }
5051
5052 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5053 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5054
5055 struct slab_attribute {
5056         struct attribute attr;
5057         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5058         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5059 };
5060
5061 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5062         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5063         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5064
5065 #define SLAB_ATTR(_name) \
5066         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5067         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5068
5069 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5070 {
5071         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
5072 }
5073 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5074
5075 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5076 {
5077         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
5078 }
5079 SLAB_ATTR_RO(align);
5080
5081 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5082 {
5083         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
5084 }
5085 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5086
5087 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5088 {
5089         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5090 }
5091 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5092
5093 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5094 {
5095         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5096 }
5097 SLAB_ATTR_RO(order);
5098
5099 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5100 {
5101         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5102 }
5103
5104 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5105                                  size_t length)
5106 {
5107         unsigned long min;
5108         int err;
5109
5110         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5111         if (err)
5112                 return err;
5113
5114         set_min_partial(s, min);
5115         return length;
5116 }
5117 SLAB_ATTR(min_partial);
5118
5119 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5120 {
5121         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5122 }
5123
5124 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5125                                  size_t length)
5126 {
5127         unsigned int objects;
5128         int err;
5129
5130         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5131         if (err)
5132                 return err;
5133         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5134                 return -EINVAL;
5135
5136         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5137         flush_all(s);
5138         return length;
5139 }
5140 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5141
5142 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5143 {
5144         if (!s->ctor)
5145                 return 0;
5146         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5147 }
5148 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5149
5150 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5151 {
5152         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5153 }
5154 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5155
5156 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5157 {
5158         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5159 }
5160 SLAB_ATTR_RO(partial);
5161
5162 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5163 {
5164         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5165 }
5166 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5167
5168 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5169 {
5170         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5171 }
5172 SLAB_ATTR_RO(objects);
5173
5174 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5175 {
5176         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5177 }
5178 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5179
5180 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5181 {
5182         int objects = 0;
5183         int pages = 0;
5184         int cpu;
5185         int len;
5186
5187         for_each_online_cpu(cpu) {
5188                 struct page *page;
5189
5190                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5191
5192                 if (page) {
5193                         pages += page->pages;
5194                         objects += page->pobjects;
5195                 }
5196         }
5197
5198         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5199
5200 #ifdef CONFIG_SMP
5201         for_each_online_cpu(cpu) {
5202                 struct page *page;
5203
5204                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5205
5206                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5207                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5208                                 page->pobjects, page->pages);
5209         }
5210 #endif
5211         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5212 }
5213 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5214
5215 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5216 {
5217         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5218 }
5219 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5220
5221 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5224 }
5225 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5226
5227 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5228 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5229 {
5230         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5231 }
5232 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5233 #endif
5234
5235 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5236 {
5237         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5238 }
5239 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5240
5241 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5242 {
5243         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5244 }
5245 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5246
5247 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5248 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5249 {
5250         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5251 }
5252 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5253
5254 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5255 {
5256         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5257 }
5258 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5259
5260 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5261 {
5262         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5263 }
5264 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5265
5266 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5267 {
5268         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5269 }
5270 SLAB_ATTR_RO(trace);
5271
5272 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5275 }
5276
5277 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5278
5279 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5282 }
5283
5284 SLAB_ATTR_RO(poison);
5285
5286 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5287 {
5288         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5289 }
5290
5291 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5292
5293 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5294 {
5295         return 0;
5296 }
5297
5298 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5299                         const char *buf, size_t length)
5300 {
5301         int ret = -EINVAL;
5302
5303         if (buf[0] == '1') {
5304                 ret = validate_slab_cache(s);
5305                 if (ret >= 0)
5306                         ret = length;
5307         }
5308         return ret;
5309 }
5310 SLAB_ATTR(validate);
5311
5312 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5313 {
5314         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5315                 return -ENOSYS;
5316         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5317 }
5318 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5319
5320 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5321 {
5322         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5323                 return -ENOSYS;
5324         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5325 }
5326 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5327 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5328
5329 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5330 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5331 {
5332         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5333 }
5334 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5335 #endif
5336
5337 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5338 {
5339         return 0;
5340 }
5341
5342 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5343                         const char *buf, size_t length)
5344 {
5345         if (buf[0] == '1')
5346                 kmem_cache_shrink_all(s);
5347         else
5348                 return -EINVAL;
5349         return length;
5350 }
5351 SLAB_ATTR(shrink);
5352
5353 #ifdef CONFIG_NUMA
5354 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5355 {
5356         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5357 }
5358
5359 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5360                                 const char *buf, size_t length)
5361 {
5362         unsigned int ratio;
5363         int err;
5364
5365         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5366         if (err)
5367                 return err;
5368         if (ratio > 100)
5369                 return -ERANGE;
5370
5371         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5372
5373         return length;
5374 }
5375 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5376 #endif
5377
5378 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5379 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5380 {
5381         unsigned long sum  = 0;
5382         int cpu;
5383         int len;
5384         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5385
5386         if (!data)
5387                 return -ENOMEM;
5388
5389         for_each_online_cpu(cpu) {
5390                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5391
5392                 data[cpu] = x;
5393                 sum += x;
5394         }
5395
5396         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5397
5398 #ifdef CONFIG_SMP
5399         for_each_online_cpu(cpu) {
5400                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5401                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5402         }
5403 #endif
5404         kfree(data);
5405         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5406 }
5407
5408 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5409 {
5410         int cpu;
5411
5412         for_each_online_cpu(cpu)
5413                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5414 }
5415
5416 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5417 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5418 {                                                               \
5419         return show_stat(s, buf, si);                           \
5420 }                                                               \
5421 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5422                                 const char *buf, size_t length) \
5423 {                                                               \
5424         if (buf[0] != '0')                                      \
5425                 return -EINVAL;                                 \
5426         clear_stat(s, si);                                      \
5427         return length;                                          \
5428 }                                                               \
5429 SLAB_ATTR(text);                                                \
5430
5431 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5432 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5433 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5434 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5435 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5436 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5437 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5438 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5439 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5440 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5441 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5442 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5443 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5444 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5445 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5446 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5447 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5448 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5449 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5450 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5451 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5452 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5453 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5454 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5455 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5456 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5457 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5458
5459 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5460         &slab_size_attr.attr,
5461         &object_size_attr.attr,
5462         &objs_per_slab_attr.attr,
5463         &order_attr.attr,
5464         &min_partial_attr.attr,
5465         &cpu_partial_attr.attr,
5466         &objects_attr.attr,
5467         &objects_partial_attr.attr,
5468         &partial_attr.attr,
5469         &cpu_slabs_attr.attr,
5470         &ctor_attr.attr,
5471         &aliases_attr.attr,
5472         &align_attr.attr,
5473         &hwcache_align_attr.attr,
5474         &reclaim_account_attr.attr,
5475         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5476         &shrink_attr.attr,
5477         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5478 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5479         &total_objects_attr.attr,
5480         &slabs_attr.attr,
5481         &sanity_checks_attr.attr,
5482         &trace_attr.attr,
5483         &red_zone_attr.attr,
5484         &poison_attr.attr,
5485         &store_user_attr.attr,
5486         &validate_attr.attr,
5487         &alloc_calls_attr.attr,
5488         &free_calls_attr.attr,
5489 #endif
5490 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5491         &cache_dma_attr.attr,
5492 #endif
5493 #ifdef CONFIG_NUMA
5494         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5495 #endif
5496 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5497         &alloc_fastpath_attr.attr,
5498         &alloc_slowpath_attr.attr,
5499         &free_fastpath_attr.attr,
5500         &free_slowpath_attr.attr,
5501         &free_frozen_attr.attr,
5502         &free_add_partial_attr.attr,
5503         &free_remove_partial_attr.attr,
5504         &alloc_from_partial_attr.attr,
5505         &alloc_slab_attr.attr,
5506         &alloc_refill_attr.attr,
5507         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5508         &free_slab_attr.attr,
5509         &cpuslab_flush_attr.attr,
5510         &deactivate_full_attr.attr,
5511         &deactivate_empty_attr.attr,
5512         &deactivate_to_head_attr.attr,
5513         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5514         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5515         &deactivate_bypass_attr.attr,
5516         &order_fallback_attr.attr,
5517         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5518         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5519         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5520         &cpu_partial_free_attr.attr,
5521         &cpu_partial_node_attr.attr,
5522         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5523 #endif
5524 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5525         &failslab_attr.attr,
5526 #endif
5527         &usersize_attr.attr,
5528
5529         NULL
5530 };
5531
5532 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5533         .attrs = slab_attrs,
5534 };
5535
5536 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5537                                 struct attribute *attr,
5538                                 char *buf)
5539 {
5540         struct slab_attribute *attribute;
5541         struct kmem_cache *s;
5542         int err;
5543
5544         attribute = to_slab_attr(attr);
5545         s = to_slab(kobj);
5546
5547         if (!attribute->show)
5548                 return -EIO;
5549
5550         err = attribute->show(s, buf);
5551
5552         return err;
5553 }
5554
5555 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5556                                 struct attribute *attr,
5557                                 const char *buf, size_t len)
5558 {
5559         struct slab_attribute *attribute;
5560         struct kmem_cache *s;
5561         int err;
5562
5563         attribute = to_slab_attr(attr);
5564         s = to_slab(kobj);
5565
5566         if (!attribute->store)
5567                 return -EIO;
5568
5569         err = attribute->store(s, buf, len);
5570 #ifdef CONFIG_MEMCG
5571         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5572                 struct kmem_cache *c;
5573
5574                 mutex_lock(&slab_mutex);
5575                 if (s->max_attr_size < len)
5576                         s->max_attr_size = len;
5577
5578                 /*
5579                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5580                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5581                  * basically because not all attributes will have a well
5582                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5583                  * have permanent effects.
5584                  *
5585                  * Returning the error value of any of the children that fail
5586                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5587                  * error code won't be able to know anything about the state of
5588                  * the cache.
5589                  *
5590                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5591                  * has well defined semantics. The cache being written to
5592                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5593                  * through the descendants with best-effort propagation.
5594                  */
5595                 for_each_memcg_cache(c, s)
5596                         attribute->store(c, buf, len);
5597                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5598         }
5599 #endif
5600         return err;
5601 }
5602
5603 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5604 {
5605 #ifdef CONFIG_MEMCG
5606         int i;
5607         char *buffer = NULL;
5608         struct kmem_cache *root_cache;
5609
5610         if (is_root_cache(s))
5611                 return;
5612
5613         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5614
5615         /*
5616          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5617          * in copying default values around
5618          */
5619         if (!root_cache->max_attr_size)
5620                 return;
5621
5622         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5623                 char mbuf[64];
5624                 char *buf;
5625                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5626                 ssize_t len;
5627
5628                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5629                         continue;
5630
5631                 /*
5632                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5633                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5634                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5635                  *
5636                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5637                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5638                  * theoretically happen.
5639                  */
5640                 if (buffer)
5641                         buf = buffer;
5642                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5643                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5644                         buf = mbuf;
5645                 else {
5646                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5647                         if (WARN_ON(!buffer))
5648                                 continue;
5649                         buf = buffer;
5650                 }
5651
5652                 len = attr->show(root_cache, buf);
5653                 if (len > 0)
5654                         attr->store(s, buf, len);
5655         }
5656
5657         if (buffer)
5658                 free_page((unsigned long)buffer);
5659 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5660 }
5661
5662 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5663 {
5664         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5665 }
5666
5667 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5668         .show = slab_attr_show,
5669         .store = slab_attr_store,
5670 };
5671
5672 static struct kobj_type slab_ktype = {
5673         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5674         .release = kmem_cache_release,
5675 };
5676
5677 static struct kset *slab_kset;
5678
5679 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5680 {
5681 #ifdef CONFIG_MEMCG
5682         if (!is_root_cache(s))
5683                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5684 #endif
5685         return slab_kset;
5686 }
5687
5688 #define ID_STR_LENGTH 64
5689
5690 /* Create a unique string id for a slab cache:
5691  *
5692  * Format       :[flags-]size
5693  */
5694 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5695 {
5696         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5697         char *p = name;
5698
5699         BUG_ON(!name);
5700
5701         *p++ = ':';
5702         /*
5703          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5704          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5705          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5706          * are matched during merging to guarantee that the id is
5707          * unique.
5708          */
5709         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5710                 *p++ = 'd';
5711         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5712                 *p++ = 'D';
5713         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5714                 *p++ = 'a';
5715         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5716                 *p++ = 'F';
5717         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5718                 *p++ = 'A';
5719         if (p != name + 1)
5720                 *p++ = '-';
5721         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5722
5723         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5724         return name;
5725 }
5726
5727 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5728 {
5729         struct kmem_cache *s =
5730                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5731
5732         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5733                 /*
5734                  * For a memcg cache, this may be called during
5735                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5736                  * A cache is never shut down before deactivation is
5737                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5738                  */
5739                 goto out;
5740
5741 #ifdef CONFIG_MEMCG
5742         kset_unregister(s->memcg_kset);
5743 #endif
5744 out:
5745         kobject_put(&s->kobj);
5746 }
5747
5748 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5749 {
5750         int err;
5751         const char *name;
5752         struct kset *kset = cache_kset(s);
5753         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5754
5755         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5756
5757         if (!kset) {
5758                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5759                 return 0;
5760         }
5761
5762         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5763                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5764                 unmergeable = 1;
5765
5766         if (unmergeable) {
5767                 /*
5768                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5769                  * This is typically the case for debug situations. In that
5770                  * case we can catch duplicate names easily.
5771                  */
5772                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5773                 name = s->name;
5774         } else {
5775                 /*
5776                  * Create a unique name for the slab as a target
5777                  * for the symlinks.
5778                  */
5779                 name = create_unique_id(s);
5780         }
5781
5782         s->kobj.kset = kset;
5783         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5784         if (err) {
5785                 kobject_put(&s->kobj);
5786                 goto out;
5787         }
5788
5789         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5790         if (err)
5791                 goto out_del_kobj;
5792
5793 #ifdef CONFIG_MEMCG
5794         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5795                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5796                 if (!s->memcg_kset) {
5797                         err = -ENOMEM;
5798                         goto out_del_kobj;
5799                 }
5800         }
5801 #endif
5802
5803         if (!unmergeable) {
5804                 /* Setup first alias */
5805                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5806         }
5807 out:
5808         if (!unmergeable)
5809                 kfree(name);
5810         return err;
5811 out_del_kobj:
5812         kobject_del(&s->kobj);
5813         goto out;
5814 }
5815
5816 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5817 {
5818         if (slab_state < FULL)
5819                 /*
5820                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5821                  * cache from sysfs.
5822                  */
5823                 return;
5824
5825         kobject_get(&s->kobj);
5826         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5827 }
5828
5829 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5830 {
5831         if (slab_state >= FULL)
5832                 kobject_del(&s->kobj);
5833 }
5834
5835 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5836 {
5837         if (slab_state >= FULL)
5838                 kobject_put(&s->kobj);
5839 }
5840
5841 /*
5842  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5843  * available lest we lose that information.
5844  */
5845 struct saved_alias {
5846         struct kmem_cache *s;
5847         const char *name;
5848         struct saved_alias *next;
5849 };
5850
5851 static struct saved_alias *alias_list;
5852
5853 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5854 {
5855         struct saved_alias *al;
5856
5857         if (slab_state == FULL) {
5858                 /*
5859                  * If we have a leftover link then remove it.
5860                  */
5861                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5862                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5863         }
5864
5865         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5866         if (!al)
5867                 return -ENOMEM;
5868
5869         al->s = s;
5870         al->name = name;
5871         al->next = alias_list;
5872         alias_list = al;
5873         return 0;
5874 }
5875
5876 static int __init slab_sysfs_init(void)
5877 {
5878         struct kmem_cache *s;
5879         int err;
5880
5881         mutex_lock(&slab_mutex);
5882
5883         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5884         if (!slab_kset) {
5885                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5886                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5887                 return -ENOSYS;
5888         }
5889
5890         slab_state = FULL;
5891
5892         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5893                 err = sysfs_slab_add(s);
5894                 if (err)
5895                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5896                                s->name);
5897         }
5898
5899         while (alias_list) {
5900                 struct saved_alias *al = alias_list;
5901
5902                 alias_list = alias_list->next;
5903                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5904                 if (err)
5905                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5906                                al->name);
5907                 kfree(al);
5908         }
5909
5910         mutex_unlock(&slab_mutex);
5911         resiliency_test();
5912         return 0;
5913 }
5914
5915 __initcall(slab_sysfs_init);
5916 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5917
5918 /*
5919  * The /proc/slabinfo ABI
5920  */
5921 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5922 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5923 {
5924         unsigned long nr_slabs = 0;
5925         unsigned long nr_objs = 0;
5926         unsigned long nr_free = 0;
5927         int node;
5928         struct kmem_cache_node *n;
5929
5930         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5931                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5932                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5933                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5934         }
5935
5936         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5937         sinfo->num_objs = nr_objs;
5938         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5939         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5940         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5941         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5942 }
5943
5944 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5945 {
5946 }
5947
5948 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5949                        size_t count, loff_t *ppos)
5950 {
5951         return -EIO;
5952 }
5953 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */