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