mm, slub: restore irqs around calling new_slab()
[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 operations
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/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         page->counters = counters_new;
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         page->counters = counters_new;
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
458                        struct page *page)
459 {
460         void *addr = page_address(page);
461         void *p;
462
463         bitmap_zero(obj_map, page->objects);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
467 }
468
469 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
470 static bool slab_add_kunit_errors(void)
471 {
472         struct kunit_resource *resource;
473
474         if (likely(!current->kunit_test))
475                 return false;
476
477         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
478         if (!resource)
479                 return false;
480
481         (*(int *)resource->data)++;
482         kunit_put_resource(resource);
483         return true;
484 }
485 #else
486 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
487 #endif
488
489 /*
490  * Determine a map of object in use on a page.
491  *
492  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
493  * not vanish from under us.
494  */
495 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
496         __acquires(&object_map_lock)
497 {
498         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
499
500         spin_lock(&object_map_lock);
501
502         __fill_map(object_map, s, page);
503
504         return object_map;
505 }
506
507 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
508 {
509         VM_BUG_ON(map != object_map);
510         spin_unlock(&object_map_lock);
511 }
512
513 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
514 {
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
516                 return s->size - s->red_left_pad;
517
518         return s->size;
519 }
520
521 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
522 {
523         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
524                 p -= s->red_left_pad;
525
526         return p;
527 }
528
529 /*
530  * Debug settings:
531  */
532 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
533 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
534 #else
535 static slab_flags_t slub_debug;
536 #endif
537
538 static char *slub_debug_string;
539 static int disable_higher_order_debug;
540
541 /*
542  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
543  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
544  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
545  * to tell kasan that these accesses are OK.
546  */
547 static inline void metadata_access_enable(void)
548 {
549         kasan_disable_current();
550 }
551
552 static inline void metadata_access_disable(void)
553 {
554         kasan_enable_current();
555 }
556
557 /*
558  * Object debugging
559  */
560
561 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
562 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
563                                 struct page *page, void *object)
564 {
565         void *base;
566
567         if (!object)
568                 return 1;
569
570         base = page_address(page);
571         object = kasan_reset_tag(object);
572         object = restore_red_left(s, object);
573         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
574                 (object - base) % s->size) {
575                 return 0;
576         }
577
578         return 1;
579 }
580
581 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
582                           unsigned int length)
583 {
584         metadata_access_enable();
585         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
586                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
587         metadata_access_disable();
588 }
589
590 /*
591  * See comment in calculate_sizes().
592  */
593 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
594 {
595         return s->offset >= s->inuse;
596 }
597
598 /*
599  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
600  * not overlapping with object.
601  */
602 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
603 {
604         if (freeptr_outside_object(s))
605                 return s->inuse + sizeof(void *);
606         else
607                 return s->inuse;
608 }
609
610 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
611         enum track_item alloc)
612 {
613         struct track *p;
614
615         p = object + get_info_end(s);
616
617         return kasan_reset_tag(p + alloc);
618 }
619
620 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
621                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
622 {
623         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
624
625         if (addr) {
626 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
627                 unsigned int nr_entries;
628
629                 metadata_access_enable();
630                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
631                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
632                 metadata_access_disable();
633
634                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
635                         p->addrs[nr_entries] = 0;
636 #endif
637                 p->addr = addr;
638                 p->cpu = smp_processor_id();
639                 p->pid = current->pid;
640                 p->when = jiffies;
641         } else {
642                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
643         }
644 }
645
646 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
647 {
648         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
649                 return;
650
651         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
652         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
653 }
654
655 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
656 {
657         if (!t->addr)
658                 return;
659
660         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
661                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
662 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
663         {
664                 int i;
665                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
666                         if (t->addrs[i])
667                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
668                         else
669                                 break;
670         }
671 #endif
672 }
673
674 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
675 {
676         unsigned long pr_time = jiffies;
677         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
678                 return;
679
680         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
681         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
682 }
683
684 static void print_page_info(struct page *page)
685 {
686         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
687                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
688                page->flags, &page->flags);
689
690 }
691
692 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
693 {
694         struct va_format vaf;
695         va_list args;
696
697         va_start(args, fmt);
698         vaf.fmt = fmt;
699         vaf.va = &args;
700         pr_err("=============================================================================\n");
701         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
702         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
703         va_end(args);
704 }
705
706 __printf(2, 3)
707 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
708 {
709         struct va_format vaf;
710         va_list args;
711
712         if (slab_add_kunit_errors())
713                 return;
714
715         va_start(args, fmt);
716         vaf.fmt = fmt;
717         vaf.va = &args;
718         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
719         va_end(args);
720 }
721
722 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
723                                void **freelist, void *nextfree)
724 {
725         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
726             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
727                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
728                 *freelist = NULL;
729                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
730                 return true;
731         }
732
733         return false;
734 }
735
736 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
737 {
738         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
739         u8 *addr = page_address(page);
740
741         print_tracking(s, p);
742
743         print_page_info(page);
744
745         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
746                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
747
748         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
749                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
750                               s->red_left_pad);
751         else if (p > addr + 16)
752                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
753
754         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
755                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
756         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
757                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
758                         s->inuse - s->object_size);
759
760         off = get_info_end(s);
761
762         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
763                 off += 2 * sizeof(struct track);
764
765         off += kasan_metadata_size(s);
766
767         if (off != size_from_object(s))
768                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
769                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
770                               size_from_object(s) - off);
771
772         dump_stack();
773 }
774
775 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
776                         u8 *object, char *reason)
777 {
778         if (slab_add_kunit_errors())
779                 return;
780
781         slab_bug(s, "%s", reason);
782         print_trailer(s, page, object);
783         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
784 }
785
786 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                         const char *fmt, ...)
788 {
789         va_list args;
790         char buf[100];
791
792         if (slab_add_kunit_errors())
793                 return;
794
795         va_start(args, fmt);
796         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
797         va_end(args);
798         slab_bug(s, "%s", buf);
799         print_page_info(page);
800         dump_stack();
801         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
802 }
803
804 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
805 {
806         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
807
808         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
809                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
810
811         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
812                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
813                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
814         }
815
816         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
817                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
818 }
819
820 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
821                                                 void *from, void *to)
822 {
823         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
824         memset(from, data, to - from);
825 }
826
827 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
828                         u8 *object, char *what,
829                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
830 {
831         u8 *fault;
832         u8 *end;
833         u8 *addr = page_address(page);
834
835         metadata_access_enable();
836         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
837         metadata_access_disable();
838         if (!fault)
839                 return 1;
840
841         end = start + bytes;
842         while (end > fault && end[-1] == value)
843                 end--;
844
845         if (slab_add_kunit_errors())
846                 goto skip_bug_print;
847
848         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
849         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
850                                         fault, end - 1, fault - addr,
851                                         fault[0], value);
852         print_trailer(s, page, object);
853         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
854
855 skip_bug_print:
856         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
857         return 0;
858 }
859
860 /*
861  * Object layout:
862  *
863  * object address
864  *      Bytes of the object to be managed.
865  *      If the freepointer may overlay the object then the free
866  *      pointer is at the middle of the object.
867  *
868  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
869  *      0xa5 (POISON_END)
870  *
871  * object + s->object_size
872  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
873  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
874  *      object_size == inuse.
875  *
876  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
877  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
878  *
879  * object + s->inuse
880  *      Meta data starts here.
881  *
882  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
883  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
884  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
885  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
886  *              before the word boundary.
887  *
888  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
889  *
890  * object + s->size
891  *      Nothing is used beyond s->size.
892  *
893  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
894  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
895  * may be used with merged slabcaches.
896  */
897
898 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
899 {
900         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
901
902         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
903                 /* We also have user information there */
904                 off += 2 * sizeof(struct track);
905
906         off += kasan_metadata_size(s);
907
908         if (size_from_object(s) == off)
909                 return 1;
910
911         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
912                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
913 }
914
915 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
916 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
917 {
918         u8 *start;
919         u8 *fault;
920         u8 *end;
921         u8 *pad;
922         int length;
923         int remainder;
924
925         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
926                 return 1;
927
928         start = page_address(page);
929         length = page_size(page);
930         end = start + length;
931         remainder = length % s->size;
932         if (!remainder)
933                 return 1;
934
935         pad = end - remainder;
936         metadata_access_enable();
937         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
938         metadata_access_disable();
939         if (!fault)
940                 return 1;
941         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
942                 end--;
943
944         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
945                         fault, end - 1, fault - start);
946         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
947
948         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
949         return 0;
950 }
951
952 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
953                                         void *object, u8 val)
954 {
955         u8 *p = object;
956         u8 *endobject = object + s->object_size;
957
958         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
959                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
960                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
961                         return 0;
962
963                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
964                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
965                         return 0;
966         } else {
967                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
968                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
969                                 endobject, POISON_INUSE,
970                                 s->inuse - s->object_size);
971                 }
972         }
973
974         if (s->flags & SLAB_POISON) {
975                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
976                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
977                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
978                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
979                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
980                         return 0;
981                 /*
982                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
983                  */
984                 check_pad_bytes(s, page, p);
985         }
986
987         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
988                 /*
989                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
990                  * freepointer while object is allocated.
991                  */
992                 return 1;
993
994         /* Check free pointer validity */
995         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
996                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
997                 /*
998                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
999                  * of the free objects in this slab. May cause
1000                  * another error because the object count is now wrong.
1001                  */
1002                 set_freepointer(s, p, NULL);
1003                 return 0;
1004         }
1005         return 1;
1006 }
1007
1008 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1009 {
1010         int maxobj;
1011
1012         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1013
1014         if (!PageSlab(page)) {
1015                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1016                 return 0;
1017         }
1018
1019         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1020         if (page->objects > maxobj) {
1021                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1022                         page->objects, maxobj);
1023                 return 0;
1024         }
1025         if (page->inuse > page->objects) {
1026                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1027                         page->inuse, page->objects);
1028                 return 0;
1029         }
1030         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1031         slab_pad_check(s, page);
1032         return 1;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1037  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1038  */
1039 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1040 {
1041         int nr = 0;
1042         void *fp;
1043         void *object = NULL;
1044         int max_objects;
1045
1046         fp = page->freelist;
1047         while (fp && nr <= page->objects) {
1048                 if (fp == search)
1049                         return 1;
1050                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1051                         if (object) {
1052                                 object_err(s, page, object,
1053                                         "Freechain corrupt");
1054                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1055                         } else {
1056                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1057                                 page->freelist = NULL;
1058                                 page->inuse = page->objects;
1059                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1060                                 return 0;
1061                         }
1062                         break;
1063                 }
1064                 object = fp;
1065                 fp = get_freepointer(s, object);
1066                 nr++;
1067         }
1068
1069         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1070         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1071                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1072
1073         if (page->objects != max_objects) {
1074                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1075                          page->objects, max_objects);
1076                 page->objects = max_objects;
1077                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1078         }
1079         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1080                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1081                          page->inuse, page->objects - nr);
1082                 page->inuse = page->objects - nr;
1083                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1084         }
1085         return search == NULL;
1086 }
1087
1088 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1089                                                                 int alloc)
1090 {
1091         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1092                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1093                         s->name,
1094                         alloc ? "alloc" : "free",
1095                         object, page->inuse,
1096                         page->freelist);
1097
1098                 if (!alloc)
1099                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1100                                         s->object_size);
1101
1102                 dump_stack();
1103         }
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1108  */
1109 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1110         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1111 {
1112         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1113                 return;
1114
1115         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1116         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1117 }
1118
1119 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1120 {
1121         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1122                 return;
1123
1124         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1125         list_del(&page->slab_list);
1126 }
1127
1128 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1129 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1130 {
1131         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1132
1133         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1134 }
1135
1136 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1137 {
1138         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1139 }
1140
1141 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1142 {
1143         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1144
1145         /*
1146          * May be called early in order to allocate a slab for the
1147          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1148          * dilemma by deferring the increment of the count during
1149          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1150          */
1151         if (likely(n)) {
1152                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1153                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1154         }
1155 }
1156 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1157 {
1158         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1159
1160         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1161         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1162 }
1163
1164 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1165 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1166                                                                 void *object)
1167 {
1168         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1169                 return;
1170
1171         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1172         init_tracking(s, object);
1173 }
1174
1175 static
1176 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1177 {
1178         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1179                 return;
1180
1181         metadata_access_enable();
1182         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1183         metadata_access_disable();
1184 }
1185
1186 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1187                                         struct page *page, void *object)
1188 {
1189         if (!check_slab(s, page))
1190                 return 0;
1191
1192         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1193                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1194                 return 0;
1195         }
1196
1197         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1198                 return 0;
1199
1200         return 1;
1201 }
1202
1203 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1204                                         struct page *page,
1205                                         void *object, unsigned long addr)
1206 {
1207         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1208                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1209                         goto bad;
1210         }
1211
1212         /* Success perform special debug activities for allocs */
1213         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1214                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1215         trace(s, page, object, 1);
1216         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1217         return 1;
1218
1219 bad:
1220         if (PageSlab(page)) {
1221                 /*
1222                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1223                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1224                  * as used avoids touching the remaining objects.
1225                  */
1226                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1227                 page->inuse = page->objects;
1228                 page->freelist = NULL;
1229         }
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1234                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1235 {
1236         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1237                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1238                 return 0;
1239         }
1240
1241         if (on_freelist(s, page, object)) {
1242                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1243                 return 0;
1244         }
1245
1246         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1247                 return 0;
1248
1249         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1250                 if (!PageSlab(page)) {
1251                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1252                                  object);
1253                 } else if (!page->slab_cache) {
1254                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1255                                object);
1256                         dump_stack();
1257                 } else
1258                         object_err(s, page, object,
1259                                         "page slab pointer corrupt.");
1260                 return 0;
1261         }
1262         return 1;
1263 }
1264
1265 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1266 static noinline int free_debug_processing(
1267         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1268         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1269         unsigned long addr)
1270 {
1271         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1272         void *object = head;
1273         int cnt = 0;
1274         unsigned long flags;
1275         int ret = 0;
1276
1277         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1278         slab_lock(page);
1279
1280         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1281                 if (!check_slab(s, page))
1282                         goto out;
1283         }
1284
1285 next_object:
1286         cnt++;
1287
1288         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1289                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1290                         goto out;
1291         }
1292
1293         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1294                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1295         trace(s, page, object, 0);
1296         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1297         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1298
1299         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1300         if (object != tail) {
1301                 object = get_freepointer(s, object);
1302                 goto next_object;
1303         }
1304         ret = 1;
1305
1306 out:
1307         if (cnt != bulk_cnt)
1308                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1309                          bulk_cnt, cnt);
1310
1311         slab_unlock(page);
1312         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1313         if (!ret)
1314                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1320  *
1321  * @str:    start of block
1322  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1323  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1324  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1325  *
1326  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1327  */
1328 static char *
1329 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1330 {
1331         bool higher_order_disable = false;
1332
1333         /* Skip any completely empty blocks */
1334         while (*str && *str == ';')
1335                 str++;
1336
1337         if (*str == ',') {
1338                 /*
1339                  * No options but restriction on slabs. This means full
1340                  * debugging for slabs matching a pattern.
1341                  */
1342                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1343                 goto check_slabs;
1344         }
1345         *flags = 0;
1346
1347         /* Determine which debug features should be switched on */
1348         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1349                 switch (tolower(*str)) {
1350                 case '-':
1351                         *flags = 0;
1352                         break;
1353                 case 'f':
1354                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1355                         break;
1356                 case 'z':
1357                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1358                         break;
1359                 case 'p':
1360                         *flags |= SLAB_POISON;
1361                         break;
1362                 case 'u':
1363                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1364                         break;
1365                 case 't':
1366                         *flags |= SLAB_TRACE;
1367                         break;
1368                 case 'a':
1369                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1370                         break;
1371                 case 'o':
1372                         /*
1373                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1374                          * order would increase as a result.
1375                          */
1376                         higher_order_disable = true;
1377                         break;
1378                 default:
1379                         if (init)
1380                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1381                 }
1382         }
1383 check_slabs:
1384         if (*str == ',')
1385                 *slabs = ++str;
1386         else
1387                 *slabs = NULL;
1388
1389         /* Skip over the slab list */
1390         while (*str && *str != ';')
1391                 str++;
1392
1393         /* Skip any completely empty blocks */
1394         while (*str && *str == ';')
1395                 str++;
1396
1397         if (init && higher_order_disable)
1398                 disable_higher_order_debug = 1;
1399
1400         if (*str)
1401                 return str;
1402         else
1403                 return NULL;
1404 }
1405
1406 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1407 {
1408         slab_flags_t flags;
1409         slab_flags_t global_flags;
1410         char *saved_str;
1411         char *slab_list;
1412         bool global_slub_debug_changed = false;
1413         bool slab_list_specified = false;
1414
1415         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1416         if (*str++ != '=' || !*str)
1417                 /*
1418                  * No options specified. Switch on full debugging.
1419                  */
1420                 goto out;
1421
1422         saved_str = str;
1423         while (str) {
1424                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1425
1426                 if (!slab_list) {
1427                         global_flags = flags;
1428                         global_slub_debug_changed = true;
1429                 } else {
1430                         slab_list_specified = true;
1431                 }
1432         }
1433
1434         /*
1435          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1436          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1437          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1438          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1439          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1440          */
1441         if (slab_list_specified) {
1442                 if (!global_slub_debug_changed)
1443                         global_flags = slub_debug;
1444                 slub_debug_string = saved_str;
1445         }
1446 out:
1447         slub_debug = global_flags;
1448         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1449                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1450         else
1451                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1452         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1453              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1454             (slub_debug & SLAB_POISON))
1455                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1456         return 1;
1457 }
1458
1459 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1460
1461 /*
1462  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1463  * @object_size:        the size of an object without meta data
1464  * @flags:              flags to set
1465  * @name:               name of the cache
1466  *
1467  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1468  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1469  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1470  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1471  */
1472 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1473         slab_flags_t flags, const char *name)
1474 {
1475         char *iter;
1476         size_t len;
1477         char *next_block;
1478         slab_flags_t block_flags;
1479         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1480
1481         /*
1482          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1483          * don't store user (stack trace) information by default,
1484          * but let the user enable it via the command line below.
1485          */
1486         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1487                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1488
1489         len = strlen(name);
1490         next_block = slub_debug_string;
1491         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1492         while (next_block) {
1493                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1494                 if (!iter)
1495                         continue;
1496                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1497                 while (*iter) {
1498                         char *end, *glob;
1499                         size_t cmplen;
1500
1501                         end = strchrnul(iter, ',');
1502                         if (next_block && next_block < end)
1503                                 end = next_block - 1;
1504
1505                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1506                         if (glob)
1507                                 cmplen = glob - iter;
1508                         else
1509                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1510
1511                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1512                                 flags |= block_flags;
1513                                 return flags;
1514                         }
1515
1516                         if (!*end || *end == ';')
1517                                 break;
1518                         iter = end + 1;
1519                 }
1520         }
1521
1522         return flags | slub_debug_local;
1523 }
1524 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1525 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1526                         struct page *page, void *object) {}
1527 static inline
1528 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1529
1530 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1531         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1532
1533 static inline int free_debug_processing(
1534         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1535         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1536         unsigned long addr) { return 0; }
1537
1538 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1539                         { return 1; }
1540 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1541                         void *object, u8 val) { return 1; }
1542 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1543                                         struct page *page) {}
1544 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1545                                         struct page *page) {}
1546 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1547         slab_flags_t flags, const char *name)
1548 {
1549         return flags;
1550 }
1551 #define slub_debug 0
1552
1553 #define disable_higher_order_debug 0
1554
1555 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1556                                                         { return 0; }
1557 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1558                                                         { return 0; }
1559 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1560                                                         int objects) {}
1561 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1562                                                         int objects) {}
1563
1564 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1565                                void **freelist, void *nextfree)
1566 {
1567         return false;
1568 }
1569 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1570
1571 /*
1572  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1573  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1574  */
1575 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1576 {
1577         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1578         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1579         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1580         return ptr;
1581 }
1582
1583 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1584 {
1585         kmemleak_free(x);
1586         kasan_kfree_large(x);
1587 }
1588
1589 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1590                                                 void *x, bool init)
1591 {
1592         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1593
1594         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1595
1596         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1597                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1598
1599         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1600         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1601                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1602                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1603
1604         /*
1605          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1606          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1607          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1608          *
1609          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1610          * but don't touch the SLAB redzone.
1611          */
1612         if (init) {
1613                 int rsize;
1614
1615                 if (!kasan_has_integrated_init())
1616                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1617                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1618                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1619                        s->size - s->inuse - rsize);
1620         }
1621         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1622         return kasan_slab_free(s, x, init);
1623 }
1624
1625 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1626                                            void **head, void **tail)
1627 {
1628
1629         void *object;
1630         void *next = *head;
1631         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1632
1633         if (is_kfence_address(next)) {
1634                 slab_free_hook(s, next, false);
1635                 return true;
1636         }
1637
1638         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1639         *head = NULL;
1640         *tail = NULL;
1641
1642         do {
1643                 object = next;
1644                 next = get_freepointer(s, object);
1645
1646                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1647                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1648                         /* Move object to the new freelist */
1649                         set_freepointer(s, object, *head);
1650                         *head = object;
1651                         if (!*tail)
1652                                 *tail = object;
1653                 }
1654         } while (object != old_tail);
1655
1656         if (*head == *tail)
1657                 *tail = NULL;
1658
1659         return *head != NULL;
1660 }
1661
1662 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1663                                 void *object)
1664 {
1665         setup_object_debug(s, page, object);
1666         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1667         if (unlikely(s->ctor)) {
1668                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1669                 s->ctor(object);
1670                 kasan_poison_object_data(s, object);
1671         }
1672         return object;
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Slab allocation and freeing
1677  */
1678 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1679                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1680 {
1681         struct page *page;
1682         unsigned int order = oo_order(oo);
1683
1684         if (node == NUMA_NO_NODE)
1685                 page = alloc_pages(flags, order);
1686         else
1687                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1688
1689         return page;
1690 }
1691
1692 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1693 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1694 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1695 {
1696         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1697         int err;
1698
1699         /* Bailout if already initialised */
1700         if (s->random_seq)
1701                 return 0;
1702
1703         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1704         if (err) {
1705                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1706                         s->name);
1707                 return err;
1708         }
1709
1710         /* Transform to an offset on the set of pages */
1711         if (s->random_seq) {
1712                 unsigned int i;
1713
1714                 for (i = 0; i < count; i++)
1715                         s->random_seq[i] *= s->size;
1716         }
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1721 static void __init init_freelist_randomization(void)
1722 {
1723         struct kmem_cache *s;
1724
1725         mutex_lock(&slab_mutex);
1726
1727         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1728                 init_cache_random_seq(s);
1729
1730         mutex_unlock(&slab_mutex);
1731 }
1732
1733 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1734 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1735                                 unsigned long *pos, void *start,
1736                                 unsigned long page_limit,
1737                                 unsigned long freelist_count)
1738 {
1739         unsigned int idx;
1740
1741         /*
1742          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1743          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1744          */
1745         do {
1746                 idx = s->random_seq[*pos];
1747                 *pos += 1;
1748                 if (*pos >= freelist_count)
1749                         *pos = 0;
1750         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1751
1752         return (char *)start + idx;
1753 }
1754
1755 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1756 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1757 {
1758         void *start;
1759         void *cur;
1760         void *next;
1761         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1762
1763         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1764                 return false;
1765
1766         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1767         pos = get_random_int() % freelist_count;
1768
1769         page_limit = page->objects * s->size;
1770         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1771
1772         /* First entry is used as the base of the freelist */
1773         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1774                                 freelist_count);
1775         cur = setup_object(s, page, cur);
1776         page->freelist = cur;
1777
1778         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1779                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1780                         freelist_count);
1781                 next = setup_object(s, page, next);
1782                 set_freepointer(s, cur, next);
1783                 cur = next;
1784         }
1785         set_freepointer(s, cur, NULL);
1786
1787         return true;
1788 }
1789 #else
1790 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1791 {
1792         return 0;
1793 }
1794 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1795 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1796 {
1797         return false;
1798 }
1799 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1800
1801 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1802 {
1803         struct page *page;
1804         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1805         gfp_t alloc_gfp;
1806         void *start, *p, *next;
1807         int idx;
1808         bool shuffle;
1809
1810         flags &= gfp_allowed_mask;
1811
1812         flags |= s->allocflags;
1813
1814         /*
1815          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1816          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1817          */
1818         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1819         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1820                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1821
1822         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1823         if (unlikely(!page)) {
1824                 oo = s->min;
1825                 alloc_gfp = flags;
1826                 /*
1827                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1828                  * Try a lower order alloc if possible
1829                  */
1830                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1831                 if (unlikely(!page))
1832                         goto out;
1833                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1834         }
1835
1836         page->objects = oo_objects(oo);
1837
1838         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1839
1840         page->slab_cache = s;
1841         __SetPageSlab(page);
1842         if (page_is_pfmemalloc(page))
1843                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1844
1845         kasan_poison_slab(page);
1846
1847         start = page_address(page);
1848
1849         setup_page_debug(s, page, start);
1850
1851         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1852
1853         if (!shuffle) {
1854                 start = fixup_red_left(s, start);
1855                 start = setup_object(s, page, start);
1856                 page->freelist = start;
1857                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1858                         next = p + s->size;
1859                         next = setup_object(s, page, next);
1860                         set_freepointer(s, p, next);
1861                         p = next;
1862                 }
1863                 set_freepointer(s, p, NULL);
1864         }
1865
1866         page->inuse = page->objects;
1867         page->frozen = 1;
1868
1869 out:
1870         if (!page)
1871                 return NULL;
1872
1873         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1874
1875         return page;
1876 }
1877
1878 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1879 {
1880         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1881                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1882
1883         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
1884
1885         return allocate_slab(s,
1886                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1887 }
1888
1889 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1890 {
1891         int order = compound_order(page);
1892         int pages = 1 << order;
1893
1894         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1895                 void *p;
1896
1897                 slab_pad_check(s, page);
1898                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1899                                                 page->objects)
1900                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1901         }
1902
1903         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1904         __ClearPageSlab(page);
1905         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1906         page->slab_cache = NULL;
1907         if (current->reclaim_state)
1908                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1909         unaccount_slab_page(page, order, s);
1910         __free_pages(page, order);
1911 }
1912
1913 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1914 {
1915         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1916
1917         __free_slab(page->slab_cache, page);
1918 }
1919
1920 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1921 {
1922         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1923                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1924         } else
1925                 __free_slab(s, page);
1926 }
1927
1928 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1929 {
1930         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1931         free_slab(s, page);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Management of partially allocated slabs.
1936  */
1937 static inline void
1938 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1939 {
1940         n->nr_partial++;
1941         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1942                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1943         else
1944                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1945 }
1946
1947 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1948                                 struct page *page, int tail)
1949 {
1950         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1951         __add_partial(n, page, tail);
1952 }
1953
1954 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1955                                         struct page *page)
1956 {
1957         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1958         list_del(&page->slab_list);
1959         n->nr_partial--;
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1964  * return the pointer to the freelist.
1965  *
1966  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1967  */
1968 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1969                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1970                 int mode, int *objects)
1971 {
1972         void *freelist;
1973         unsigned long counters;
1974         struct page new;
1975
1976         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1977
1978         /*
1979          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1980          * The old freelist is the list of objects for the
1981          * per cpu allocation list.
1982          */
1983         freelist = page->freelist;
1984         counters = page->counters;
1985         new.counters = counters;
1986         *objects = new.objects - new.inuse;
1987         if (mode) {
1988                 new.inuse = page->objects;
1989                 new.freelist = NULL;
1990         } else {
1991                 new.freelist = freelist;
1992         }
1993
1994         VM_BUG_ON(new.frozen);
1995         new.frozen = 1;
1996
1997         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1998                         freelist, counters,
1999                         new.freelist, new.counters,
2000                         "acquire_slab"))
2001                 return NULL;
2002
2003         remove_partial(n, page);
2004         WARN_ON(!freelist);
2005         return freelist;
2006 }
2007
2008 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2009 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2010
2011 /*
2012  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2013  */
2014 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2015                               struct page **ret_page, gfp_t flags)
2016 {
2017         struct page *page, *page2;
2018         void *object = NULL;
2019         unsigned int available = 0;
2020         int objects;
2021
2022         /*
2023          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2024          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2025          * partial slab and there is none available then get_partial()
2026          * will return NULL.
2027          */
2028         if (!n || !n->nr_partial)
2029                 return NULL;
2030
2031         spin_lock(&n->list_lock);
2032         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2033                 void *t;
2034
2035                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2036                         continue;
2037
2038                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2039                 if (!t)
2040                         break;
2041
2042                 available += objects;
2043                 if (!object) {
2044                         *ret_page = page;
2045                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2046                         object = t;
2047                 } else {
2048                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2049                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2050                 }
2051                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2052                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2053                         break;
2054
2055         }
2056         spin_unlock(&n->list_lock);
2057         return object;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2062  */
2063 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2064                              struct page **ret_page)
2065 {
2066 #ifdef CONFIG_NUMA
2067         struct zonelist *zonelist;
2068         struct zoneref *z;
2069         struct zone *zone;
2070         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2071         void *object;
2072         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2073
2074         /*
2075          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2076          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2077          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2078          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2079          *
2080          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2081          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2082          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2083          * from other nodes and filled up.
2084          *
2085          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2086          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2087          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2088          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2089          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2090          * with available objects.
2091          */
2092         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2093                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2094                 return NULL;
2095
2096         do {
2097                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2098                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2099                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2100                         struct kmem_cache_node *n;
2101
2102                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2103
2104                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2105                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2106                                 object = get_partial_node(s, n, ret_page, flags);
2107                                 if (object) {
2108                                         /*
2109                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2110                                          * here - if mems_allowed was updated in
2111                                          * parallel, that was a harmless race
2112                                          * between allocation and the cpuset
2113                                          * update
2114                                          */
2115                                         return object;
2116                                 }
2117                         }
2118                 }
2119         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2120 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2121         return NULL;
2122 }
2123
2124 /*
2125  * Get a partial page, lock it and return it.
2126  */
2127 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2128                          struct page **ret_page)
2129 {
2130         void *object;
2131         int searchnode = node;
2132
2133         if (node == NUMA_NO_NODE)
2134                 searchnode = numa_mem_id();
2135
2136         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_page, flags);
2137         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2138                 return object;
2139
2140         return get_any_partial(s, flags, ret_page);
2141 }
2142
2143 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2144 /*
2145  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2146  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2147  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2148  */
2149 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2150 #else
2151 /*
2152  * No preemption supported therefore also no need to check for
2153  * different cpus.
2154  */
2155 #define TID_STEP 1
2156 #endif
2157
2158 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2159 {
2160         return tid + TID_STEP;
2161 }
2162
2163 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2164 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2165 {
2166         return tid % TID_STEP;
2167 }
2168
2169 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2170 {
2171         return tid / TID_STEP;
2172 }
2173 #endif
2174
2175 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2176 {
2177         return cpu;
2178 }
2179
2180 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2181                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2182 {
2183 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2184         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2185
2186         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2187
2188 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2189         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2190                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2191                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2192         else
2193 #endif
2194         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2195                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2196                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2197         else
2198                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2199                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2200 #endif
2201         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2202 }
2203
2204 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2205 {
2206         int cpu;
2207
2208         for_each_possible_cpu(cpu)
2209                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Remove the cpu slab
2214  */
2215 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2216                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2217 {
2218         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2219         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2220         int lock = 0, free_delta = 0;
2221         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2222         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2223         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2224         struct page new;
2225         struct page old;
2226
2227         if (page->freelist) {
2228                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2229                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2230         }
2231
2232         /*
2233          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2234          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2235          */
2236         freelist_tail = NULL;
2237         freelist_iter = freelist;
2238         while (freelist_iter) {
2239                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2240
2241                 /*
2242                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2243                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2244                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2245                  */
2246                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2247                         break;
2248
2249                 freelist_tail = freelist_iter;
2250                 free_delta++;
2251
2252                 freelist_iter = nextfree;
2253         }
2254
2255         /*
2256          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2257          * freelist to the head of page's freelist.
2258          *
2259          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2260          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2261          *
2262          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2263          * with the count. If there is a mismatch then the page
2264          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2265          *
2266          * Then we restart the process which may have to remove
2267          * the page from the list that we just put it on again
2268          * because the number of objects in the slab may have
2269          * changed.
2270          */
2271 redo:
2272
2273         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2274         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2275         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2276
2277         /* Determine target state of the slab */
2278         new.counters = old.counters;
2279         if (freelist_tail) {
2280                 new.inuse -= free_delta;
2281                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2282                 new.freelist = freelist;
2283         } else
2284                 new.freelist = old.freelist;
2285
2286         new.frozen = 0;
2287
2288         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2289                 m = M_FREE;
2290         else if (new.freelist) {
2291                 m = M_PARTIAL;
2292                 if (!lock) {
2293                         lock = 1;
2294                         /*
2295                          * Taking the spinlock removes the possibility
2296                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2297                          * is frozen
2298                          */
2299                         spin_lock(&n->list_lock);
2300                 }
2301         } else {
2302                 m = M_FULL;
2303                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2304                         lock = 1;
2305                         /*
2306                          * This also ensures that the scanning of full
2307                          * slabs from diagnostic functions will not see
2308                          * any frozen slabs.
2309                          */
2310                         spin_lock(&n->list_lock);
2311                 }
2312         }
2313
2314         if (l != m) {
2315                 if (l == M_PARTIAL)
2316                         remove_partial(n, page);
2317                 else if (l == M_FULL)
2318                         remove_full(s, n, page);
2319
2320                 if (m == M_PARTIAL)
2321                         add_partial(n, page, tail);
2322                 else if (m == M_FULL)
2323                         add_full(s, n, page);
2324         }
2325
2326         l = m;
2327         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2328                                 old.freelist, old.counters,
2329                                 new.freelist, new.counters,
2330                                 "unfreezing slab"))
2331                 goto redo;
2332
2333         if (lock)
2334                 spin_unlock(&n->list_lock);
2335
2336         if (m == M_PARTIAL)
2337                 stat(s, tail);
2338         else if (m == M_FULL)
2339                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2340         else if (m == M_FREE) {
2341                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2342                 discard_slab(s, page);
2343                 stat(s, FREE_SLAB);
2344         }
2345
2346         c->page = NULL;
2347         c->freelist = NULL;
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2352  *
2353  * This function must be called with interrupts disabled
2354  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2355  * to guarantee no concurrent accesses).
2356  */
2357 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2358                 struct kmem_cache_cpu *c)
2359 {
2360 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2361         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2362         struct page *page, *discard_page = NULL;
2363
2364         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2365                 struct page new;
2366                 struct page old;
2367
2368                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2369
2370                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2371                 if (n != n2) {
2372                         if (n)
2373                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2374
2375                         n = n2;
2376                         spin_lock(&n->list_lock);
2377                 }
2378
2379                 do {
2380
2381                         old.freelist = page->freelist;
2382                         old.counters = page->counters;
2383                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2384
2385                         new.counters = old.counters;
2386                         new.freelist = old.freelist;
2387
2388                         new.frozen = 0;
2389
2390                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2391                                 old.freelist, old.counters,
2392                                 new.freelist, new.counters,
2393                                 "unfreezing slab"));
2394
2395                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2396                         page->next = discard_page;
2397                         discard_page = page;
2398                 } else {
2399                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2400                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2401                 }
2402         }
2403
2404         if (n)
2405                 spin_unlock(&n->list_lock);
2406
2407         while (discard_page) {
2408                 page = discard_page;
2409                 discard_page = discard_page->next;
2410
2411                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2412                 discard_slab(s, page);
2413                 stat(s, FREE_SLAB);
2414         }
2415 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2420  * partial page slot if available.
2421  *
2422  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2423  * per node partial list.
2424  */
2425 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2426 {
2427 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2428         struct page *oldpage;
2429         int pages;
2430         int pobjects;
2431
2432         preempt_disable();
2433         do {
2434                 pages = 0;
2435                 pobjects = 0;
2436                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2437
2438                 if (oldpage) {
2439                         pobjects = oldpage->pobjects;
2440                         pages = oldpage->pages;
2441                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2442                                 unsigned long flags;
2443                                 /*
2444                                  * partial array is full. Move the existing
2445                                  * set to the per node partial list.
2446                                  */
2447                                 local_irq_save(flags);
2448                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2449                                 local_irq_restore(flags);
2450                                 oldpage = NULL;
2451                                 pobjects = 0;
2452                                 pages = 0;
2453                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2454                         }
2455                 }
2456
2457                 pages++;
2458                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2459
2460                 page->pages = pages;
2461                 page->pobjects = pobjects;
2462                 page->next = oldpage;
2463
2464         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2465                                                                 != oldpage);
2466         preempt_enable();
2467 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2468 }
2469
2470 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2471 {
2472         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2473         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2474
2475         c->tid = next_tid(c->tid);
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Flush cpu slab.
2480  *
2481  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2482  */
2483 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2484 {
2485         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2486
2487         if (c->page)
2488                 flush_slab(s, c);
2489
2490         unfreeze_partials(s, c);
2491 }
2492
2493 static void flush_cpu_slab(void *d)
2494 {
2495         struct kmem_cache *s = d;
2496
2497         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2498 }
2499
2500 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2501 {
2502         struct kmem_cache *s = info;
2503         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2504
2505         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2506 }
2507
2508 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2509 {
2510         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2515  * necessary.
2516  */
2517 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2518 {
2519         struct kmem_cache *s;
2520         unsigned long flags;
2521
2522         mutex_lock(&slab_mutex);
2523         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2524                 local_irq_save(flags);
2525                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2526                 local_irq_restore(flags);
2527         }
2528         mutex_unlock(&slab_mutex);
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2534  * locality expectations.
2535  */
2536 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2537 {
2538 #ifdef CONFIG_NUMA
2539         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2540                 return 0;
2541 #endif
2542         return 1;
2543 }
2544
2545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2546 static int count_free(struct page *page)
2547 {
2548         return page->objects - page->inuse;
2549 }
2550
2551 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2552 {
2553         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2554 }
2555 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2556
2557 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2558 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2559                                         int (*get_count)(struct page *))
2560 {
2561         unsigned long flags;
2562         unsigned long x = 0;
2563         struct page *page;
2564
2565         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2566         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2567                 x += get_count(page);
2568         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2569         return x;
2570 }
2571 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2572
2573 static noinline void
2574 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2575 {
2576 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2577         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2578                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2579         int node;
2580         struct kmem_cache_node *n;
2581
2582         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2583                 return;
2584
2585         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2586                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2587         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2588                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2589                 oo_order(s->min));
2590
2591         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2592                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2593                         s->name);
2594
2595         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2596                 unsigned long nr_slabs;
2597                 unsigned long nr_objs;
2598                 unsigned long nr_free;
2599
2600                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2601                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2602                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2603
2604                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2605                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2606         }
2607 #endif
2608 }
2609
2610 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2611 {
2612         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2613                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2614
2615         return true;
2616 }
2617
2618 /*
2619  * A variant of pfmemalloc_match() that tests page flags without asserting
2620  * PageSlab. Intended for opportunistic checks before taking a lock and
2621  * rechecking that nobody else freed the page under us.
2622  */
2623 static inline bool pfmemalloc_match_unsafe(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2624 {
2625         if (unlikely(__PageSlabPfmemalloc(page)))
2626                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2627
2628         return true;
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2633  * per cpu freelist or deactivate the page.
2634  *
2635  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2636  *
2637  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2638  *
2639  * This function must be called with interrupt disabled.
2640  */
2641 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2642 {
2643         struct page new;
2644         unsigned long counters;
2645         void *freelist;
2646
2647         do {
2648                 freelist = page->freelist;
2649                 counters = page->counters;
2650
2651                 new.counters = counters;
2652                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2653
2654                 new.inuse = page->objects;
2655                 new.frozen = freelist != NULL;
2656
2657         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2658                 freelist, counters,
2659                 NULL, new.counters,
2660                 "get_freelist"));
2661
2662         return freelist;
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2667  * debugging duties.
2668  *
2669  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2670  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2671  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2672  *
2673  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2674  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2675  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2676  *
2677  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2678  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2679  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2680  *
2681  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
2682  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2683  */
2684 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2685                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2686 {
2687         void *freelist;
2688         struct page *page;
2689         unsigned long flags;
2690
2691         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2692
2693 reread_page:
2694
2695         page = READ_ONCE(c->page);
2696         if (!page) {
2697                 /*
2698                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2699                  * ignore the node constraint
2700                  */
2701                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2702                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2703                         node = NUMA_NO_NODE;
2704                 goto new_slab;
2705         }
2706 redo:
2707
2708         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2709                 /*
2710                  * same as above but node_match() being false already
2711                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2712                  */
2713                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2714                         node = NUMA_NO_NODE;
2715                         goto redo;
2716                 } else {
2717                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2718                         goto deactivate_slab;
2719                 }
2720         }
2721
2722         /*
2723          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2724          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2725          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2726          */
2727         if (unlikely(!pfmemalloc_match_unsafe(page, gfpflags)))
2728                 goto deactivate_slab;
2729
2730         /* must check again c->page in case IRQ handler changed it */
2731         local_irq_save(flags);
2732         if (unlikely(page != c->page)) {
2733                 local_irq_restore(flags);
2734                 goto reread_page;
2735         }
2736         freelist = c->freelist;
2737         if (freelist)
2738                 goto load_freelist;
2739
2740         freelist = get_freelist(s, page);
2741
2742         if (!freelist) {
2743                 c->page = NULL;
2744                 local_irq_restore(flags);
2745                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2746                 goto new_slab;
2747         }
2748
2749         stat(s, ALLOC_REFILL);
2750
2751 load_freelist:
2752
2753         lockdep_assert_irqs_disabled();
2754
2755         /*
2756          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2757          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2758          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2759          */
2760         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2761         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2762         c->tid = next_tid(c->tid);
2763         local_irq_restore(flags);
2764         return freelist;
2765
2766 deactivate_slab:
2767
2768         local_irq_save(flags);
2769         if (page != c->page) {
2770                 local_irq_restore(flags);
2771                 goto reread_page;
2772         }
2773         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2774         local_irq_restore(flags);
2775
2776 new_slab:
2777
2778         if (slub_percpu_partial(c)) {
2779                 local_irq_save(flags);
2780                 if (unlikely(c->page)) {
2781                         local_irq_restore(flags);
2782                         goto reread_page;
2783                 }
2784                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c)))
2785                         goto new_objects; /* stolen by an IRQ handler */
2786
2787                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2788                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2789                 local_irq_restore(flags);
2790                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2791                 goto redo;
2792         }
2793
2794         local_irq_save(flags);
2795         if (unlikely(c->page)) {
2796                 local_irq_restore(flags);
2797                 goto reread_page;
2798         }
2799
2800 new_objects:
2801
2802         lockdep_assert_irqs_disabled();
2803
2804         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &page);
2805         if (freelist) {
2806                 c->page = page;
2807                 goto check_new_page;
2808         }
2809
2810         local_irq_restore(flags);
2811         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2812         page = new_slab(s, gfpflags, node);
2813         c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2814
2815         if (unlikely(!page)) {
2816                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2817                 return NULL;
2818         }
2819
2820         local_irq_save(flags);
2821         if (c->page)
2822                 flush_slab(s, c);
2823
2824         /*
2825          * No other reference to the page yet so we can
2826          * muck around with it freely without cmpxchg
2827          */
2828         freelist = page->freelist;
2829         page->freelist = NULL;
2830
2831         stat(s, ALLOC_SLAB);
2832         c->page = page;
2833
2834 check_new_page:
2835
2836         if (kmem_cache_debug(s)) {
2837                 if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr)) {
2838                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
2839                         c->page = NULL;
2840                         local_irq_restore(flags);
2841                         goto new_slab;
2842                 } else {
2843                         /*
2844                          * For debug case, we don't load freelist so that all
2845                          * allocations go through alloc_debug_processing()
2846                          */
2847                         goto return_single;
2848                 }
2849         }
2850
2851         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2852                 /*
2853                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
2854                  * we don't make further mismatched allocations easier.
2855                  */
2856                 goto return_single;
2857
2858         goto load_freelist;
2859
2860 return_single:
2861
2862         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2863         local_irq_restore(flags);
2864         return freelist;
2865 }
2866
2867 /*
2868  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
2869  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
2870  * pointer.
2871  */
2872 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2873                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2874 {
2875         void *p;
2876
2877 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
2878         /*
2879          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2880          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
2881          * pointer.
2882          */
2883         c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2884 #endif
2885
2886         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2887 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
2888         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2889 #endif
2890         return p;
2891 }
2892
2893 /*
2894  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2895  * zeroing out freelist pointer.
2896  */
2897 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2898                                                    void *obj)
2899 {
2900         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2901                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2902                         0, sizeof(void *));
2903 }
2904
2905 /*
2906  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2907  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2908  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2909  *
2910  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2911  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2912  *
2913  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2914  */
2915 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2916                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2917 {
2918         void *object;
2919         struct kmem_cache_cpu *c;
2920         struct page *page;
2921         unsigned long tid;
2922         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2923         bool init = false;
2924
2925         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2926         if (!s)
2927                 return NULL;
2928
2929         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2930         if (unlikely(object))
2931                 goto out;
2932
2933 redo:
2934         /*
2935          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2936          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2937          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2938          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2939          *
2940          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
2941          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
2942          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
2943          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
2944          * and cmpxchg later will validate the cpu.
2945          */
2946         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2947         tid = READ_ONCE(c->tid);
2948
2949         /*
2950          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2951          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2952          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2953          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2954          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2955          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2956          */
2957         barrier();
2958
2959         /*
2960          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2961          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2962          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2963          * linked list in between.
2964          */
2965
2966         object = c->freelist;
2967         page = c->page;
2968         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2969                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2970         } else {
2971                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2972
2973                 /*
2974                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2975                  * operation and if we are on the right processor.
2976                  *
2977                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2978                  * semantics!)
2979                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2980                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2981                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2982                  *
2983                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2984                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2985                  * other cpus.
2986                  */
2987                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2988                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2989                                 object, tid,
2990                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2991
2992                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2993                         goto redo;
2994                 }
2995                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2996                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2997         }
2998
2999         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3000         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3001
3002 out:
3003         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
3004
3005         return object;
3006 }
3007
3008 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
3009                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3010 {
3011         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3012 }
3013
3014 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3015 {
3016         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3017
3018         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
3019                                 s->size, gfpflags);
3020
3021         return ret;
3022 }
3023 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3024
3025 #ifdef CONFIG_TRACING
3026 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3027 {
3028         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
3029         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
3030         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3031         return ret;
3032 }
3033 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3034 #endif
3035
3036 #ifdef CONFIG_NUMA
3037 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3038 {
3039         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3040
3041         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3042                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3043
3044         return ret;
3045 }
3046 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3047
3048 #ifdef CONFIG_TRACING
3049 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3050                                     gfp_t gfpflags,
3051                                     int node, size_t size)
3052 {
3053         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3054
3055         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3056                            size, s->size, gfpflags, node);
3057
3058         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3059         return ret;
3060 }
3061 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3062 #endif
3063 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3064
3065 /*
3066  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3067  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3068  *
3069  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3070  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3071  * handling required then we can return immediately.
3072  */
3073 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3074                         void *head, void *tail, int cnt,
3075                         unsigned long addr)
3076
3077 {
3078         void *prior;
3079         int was_frozen;
3080         struct page new;
3081         unsigned long counters;
3082         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3083         unsigned long flags;
3084
3085         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3086
3087         if (kfence_free(head))
3088                 return;
3089
3090         if (kmem_cache_debug(s) &&
3091             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3092                 return;
3093
3094         do {
3095                 if (unlikely(n)) {
3096                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3097                         n = NULL;
3098                 }
3099                 prior = page->freelist;
3100                 counters = page->counters;
3101                 set_freepointer(s, tail, prior);
3102                 new.counters = counters;
3103                 was_frozen = new.frozen;
3104                 new.inuse -= cnt;
3105                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3106
3107                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3108
3109                                 /*
3110                                  * Slab was on no list before and will be
3111                                  * partially empty
3112                                  * We can defer the list move and instead
3113                                  * freeze it.
3114                                  */
3115                                 new.frozen = 1;
3116
3117                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3118
3119                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3120                                 /*
3121                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3122                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3123                                  * drop the list_lock without any processing.
3124                                  *
3125                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3126                                  * other processors updating the list of slabs.
3127                                  */
3128                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3129
3130                         }
3131                 }
3132
3133         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3134                 prior, counters,
3135                 head, new.counters,
3136                 "__slab_free"));
3137
3138         if (likely(!n)) {
3139
3140                 if (likely(was_frozen)) {
3141                         /*
3142                          * The list lock was not taken therefore no list
3143                          * activity can be necessary.
3144                          */
3145                         stat(s, FREE_FROZEN);
3146                 } else if (new.frozen) {
3147                         /*
3148                          * If we just froze the page then put it onto the
3149                          * per cpu partial list.
3150                          */
3151                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3152                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3153                 }
3154
3155                 return;
3156         }
3157
3158         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3159                 goto slab_empty;
3160
3161         /*
3162          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3163          * then add it.
3164          */
3165         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3166                 remove_full(s, n, page);
3167                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3168                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3169         }
3170         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3171         return;
3172
3173 slab_empty:
3174         if (prior) {
3175                 /*
3176                  * Slab on the partial list.
3177                  */
3178                 remove_partial(n, page);
3179                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3180         } else {
3181                 /* Slab must be on the full list */
3182                 remove_full(s, n, page);
3183         }
3184
3185         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3186         stat(s, FREE_SLAB);
3187         discard_slab(s, page);
3188 }
3189
3190 /*
3191  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3192  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3193  *
3194  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3195  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3196  * the item before.
3197  *
3198  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3199  * with all sorts of special processing.
3200  *
3201  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3202  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3203  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3204  */
3205 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3206                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3207                                 int cnt, unsigned long addr)
3208 {
3209         void *tail_obj = tail ? : head;
3210         struct kmem_cache_cpu *c;
3211         unsigned long tid;
3212
3213         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3214 redo:
3215         /*
3216          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3217          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3218          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3219          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3220          */
3221         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3222         tid = READ_ONCE(c->tid);
3223
3224         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3225         barrier();
3226
3227         if (likely(page == c->page)) {
3228                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3229
3230                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3231
3232                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3233                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3234                                 freelist, tid,
3235                                 head, next_tid(tid)))) {
3236
3237                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3238                         goto redo;
3239                 }
3240                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3241         } else
3242                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3243
3244 }
3245
3246 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3247                                       void *head, void *tail, int cnt,
3248                                       unsigned long addr)
3249 {
3250         /*
3251          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3252          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3253          */
3254         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3255                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3256 }
3257
3258 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3259 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3260 {
3261         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3262 }
3263 #endif
3264
3265 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3266 {
3267         s = cache_from_obj(s, x);
3268         if (!s)
3269                 return;
3270         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3271         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3274
3275 struct detached_freelist {
3276         struct page *page;
3277         void *tail;
3278         void *freelist;
3279         int cnt;
3280         struct kmem_cache *s;
3281 };
3282
3283 static inline void free_nonslab_page(struct page *page, void *object)
3284 {
3285         unsigned int order = compound_order(page);
3286
3287         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3288         kfree_hook(object);
3289         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3290         __free_pages(page, order);
3291 }
3292
3293 /*
3294  * This function progressively scans the array with free objects (with
3295  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3296  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3297  * page/objects.  This can happen without any need for
3298  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3299  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3300  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3301  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3302  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3303  * to performance reasons.
3304  */
3305 static inline
3306 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3307                             void **p, struct detached_freelist *df)
3308 {
3309         size_t first_skipped_index = 0;
3310         int lookahead = 3;
3311         void *object;
3312         struct page *page;
3313
3314         /* Always re-init detached_freelist */
3315         df->page = NULL;
3316
3317         do {
3318                 object = p[--size];
3319                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3320         } while (!object && size);
3321
3322         if (!object)
3323                 return 0;
3324
3325         page = virt_to_head_page(object);
3326         if (!s) {
3327                 /* Handle kalloc'ed objects */
3328                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3329                         free_nonslab_page(page, object);
3330                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3331                         return size;
3332                 }
3333                 /* Derive kmem_cache from object */
3334                 df->s = page->slab_cache;
3335         } else {
3336                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3337         }
3338
3339         if (is_kfence_address(object)) {
3340                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3341                 __kfence_free(object);
3342                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3343                 return size;
3344         }
3345
3346         /* Start new detached freelist */
3347         df->page = page;
3348         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3349         df->tail = object;
3350         df->freelist = object;
3351         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3352         df->cnt = 1;
3353
3354         while (size) {
3355                 object = p[--size];
3356                 if (!object)
3357                         continue; /* Skip processed objects */
3358
3359                 /* df->page is always set at this point */
3360                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3361                         /* Opportunity build freelist */
3362                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3363                         df->freelist = object;
3364                         df->cnt++;
3365                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3366
3367                         continue;
3368                 }
3369
3370                 /* Limit look ahead search */
3371                 if (!--lookahead)
3372                         break;
3373
3374                 if (!first_skipped_index)
3375                         first_skipped_index = size + 1;
3376         }
3377
3378         return first_skipped_index;
3379 }
3380
3381 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3382 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3383 {
3384         if (WARN_ON(!size))
3385                 return;
3386
3387         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3388         do {
3389                 struct detached_freelist df;
3390
3391                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3392                 if (!df.page)
3393                         continue;
3394
3395                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3396         } while (likely(size));
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3399
3400 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3401 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3402                           void **p)
3403 {
3404         struct kmem_cache_cpu *c;
3405         int i;
3406         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3407
3408         /* memcg and kmem_cache debug support */
3409         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3410         if (unlikely(!s))
3411                 return false;
3412         /*
3413          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3414          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3415          * handlers invoking normal fastpath.
3416          */
3417         c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3418         local_irq_disable();
3419
3420         for (i = 0; i < size; i++) {
3421                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3422
3423                 if (unlikely(object)) {
3424                         p[i] = object;
3425                         continue;
3426                 }
3427
3428                 object = c->freelist;
3429                 if (unlikely(!object)) {
3430                         /*
3431                          * We may have removed an object from c->freelist using
3432                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3433                          * c->tid has not been bumped yet.
3434                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3435                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3436                          */
3437                         c->tid = next_tid(c->tid);
3438
3439                         local_irq_enable();
3440
3441                         /*
3442                          * Invoking slow path likely have side-effect
3443                          * of re-populating per CPU c->freelist
3444                          */
3445                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3446                                             _RET_IP_, c);
3447                         if (unlikely(!p[i]))
3448                                 goto error;
3449
3450                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3451                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3452
3453                         local_irq_disable();
3454
3455                         continue; /* goto for-loop */
3456                 }
3457                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3458                 p[i] = object;
3459                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3460         }
3461         c->tid = next_tid(c->tid);
3462         local_irq_enable();
3463         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3464
3465         /*
3466          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3467          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3468          */
3469         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3470                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3471         return i;
3472 error:
3473         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3474         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3475         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3476         return 0;
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3479
3480
3481 /*
3482  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3483  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3484  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3485  * another.
3486  *
3487  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3488  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3489  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3490  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3491  * locking overhead.
3492  */
3493
3494 /*
3495  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3496  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3497  * and increases the number of allocations possible without having to
3498  * take the list_lock.
3499  */
3500 static unsigned int slub_min_order;
3501 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3502 static unsigned int slub_min_objects;
3503
3504 /*
3505  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3506  *
3507  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3508  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3509  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3510  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3511  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3512  * would be wasted.
3513  *
3514  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3515  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3516  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3517  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3518  *
3519  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3520  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3521  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3522  * of space in favor of a small page order.
3523  *
3524  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3525  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3526  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3527  * the smallest order which will fit the object.
3528  */
3529 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3530                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3531                 unsigned int fract_leftover)
3532 {
3533         unsigned int min_order = slub_min_order;
3534         unsigned int order;
3535
3536         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3537                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3538
3539         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3540                         order <= max_order; order++) {
3541
3542                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3543                 unsigned int rem;
3544
3545                 rem = slab_size % size;
3546
3547                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3548                         break;
3549         }
3550
3551         return order;
3552 }
3553
3554 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3555 {
3556         unsigned int order;
3557         unsigned int min_objects;
3558         unsigned int max_objects;
3559         unsigned int nr_cpus;
3560
3561         /*
3562          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3563          * works by first attempting to generate a layout with
3564          * the best configuration and backing off gradually.
3565          *
3566          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3567          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3568          */
3569         min_objects = slub_min_objects;
3570         if (!min_objects) {
3571                 /*
3572                  * Some architectures will only update present cpus when
3573                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3574                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3575                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3576                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3577                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3578                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3579                  */
3580                 nr_cpus = num_present_cpus();
3581                 if (nr_cpus <= 1)
3582                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3583                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3584         }
3585         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3586         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3587
3588         while (min_objects > 1) {
3589                 unsigned int fraction;
3590
3591                 fraction = 16;
3592                 while (fraction >= 4) {
3593                         order = slab_order(size, min_objects,
3594                                         slub_max_order, fraction);
3595                         if (order <= slub_max_order)
3596                                 return order;
3597                         fraction /= 2;
3598                 }
3599                 min_objects--;
3600         }
3601
3602         /*
3603          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3604          * lets see if we can place a single object there.
3605          */
3606         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3607         if (order <= slub_max_order)
3608                 return order;
3609
3610         /*
3611          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3612          */
3613         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3614         if (order < MAX_ORDER)
3615                 return order;
3616         return -ENOSYS;
3617 }
3618
3619 static void
3620 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3621 {
3622         n->nr_partial = 0;
3623         spin_lock_init(&n->list_lock);
3624         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3625 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3626         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3627         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3628         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3629 #endif
3630 }
3631
3632 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3633 {
3634         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3635                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3636
3637         /*
3638          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3639          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3640          */
3641         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3642                                      2 * sizeof(void *));
3643
3644         if (!s->cpu_slab)
3645                 return 0;
3646
3647         init_kmem_cache_cpus(s);
3648
3649         return 1;
3650 }
3651
3652 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3653
3654 /*
3655  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3656  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3657  * possible.
3658  *
3659  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3660  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3661  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3662  */
3663 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3664 {
3665         struct page *page;
3666         struct kmem_cache_node *n;
3667
3668         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3669
3670         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3671
3672         BUG_ON(!page);
3673         if (page_to_nid(page) != node) {
3674                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3675                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3676         }
3677
3678         n = page->freelist;
3679         BUG_ON(!n);
3680 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3681         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3682         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3683 #endif
3684         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3685         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3686         page->inuse = 1;
3687         page->frozen = 0;
3688         kmem_cache_node->node[node] = n;
3689         init_kmem_cache_node(n);
3690         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3691
3692         /*
3693          * No locks need to be taken here as it has just been
3694          * initialized and there is no concurrent access.
3695          */
3696         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3697 }
3698
3699 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3700 {
3701         int node;
3702         struct kmem_cache_node *n;
3703
3704         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3705                 s->node[node] = NULL;
3706                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3707         }
3708 }
3709
3710 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3711 {
3712         cache_random_seq_destroy(s);
3713         free_percpu(s->cpu_slab);
3714         free_kmem_cache_nodes(s);
3715 }
3716
3717 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3718 {
3719         int node;
3720
3721         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3722                 struct kmem_cache_node *n;
3723
3724                 if (slab_state == DOWN) {
3725                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3726                         continue;
3727                 }
3728                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3729                                                 GFP_KERNEL, node);
3730
3731                 if (!n) {
3732                         free_kmem_cache_nodes(s);
3733                         return 0;
3734                 }
3735
3736                 init_kmem_cache_node(n);
3737                 s->node[node] = n;
3738         }
3739         return 1;
3740 }
3741
3742 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3743 {
3744         if (min < MIN_PARTIAL)
3745                 min = MIN_PARTIAL;
3746         else if (min > MAX_PARTIAL)
3747                 min = MAX_PARTIAL;
3748         s->min_partial = min;
3749 }
3750
3751 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3752 {
3753 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3754         /*
3755          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3756          * per cpu partial lists of a processor.
3757          *
3758          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3759          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3760          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3761          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3762          *
3763          * This setting also determines
3764          *
3765          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3766          *    per node list when we reach the limit.
3767          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3768          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3769          *    50% to keep some capacity around for frees.
3770          */
3771         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3772                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3773         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3774                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3775         else if (s->size >= 1024)
3776                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3777         else if (s->size >= 256)
3778                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3779         else
3780                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3781 #endif
3782 }
3783
3784 /*
3785  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3786  * a slab object.
3787  */
3788 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3789 {
3790         slab_flags_t flags = s->flags;
3791         unsigned int size = s->object_size;
3792         unsigned int order;
3793
3794         /*
3795          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3796          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3797          * the possible location of the free pointer.
3798          */
3799         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3800
3801 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3802         /*
3803          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3804          * the slab may touch the object after free or before allocation
3805          * then we should never poison the object itself.
3806          */
3807         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3808                         !s->ctor)
3809                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3810         else
3811                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3812
3813
3814         /*
3815          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3816          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3817          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3818          */
3819         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3820                 size += sizeof(void *);
3821 #endif
3822
3823         /*
3824          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3825          * by the object and redzoning.
3826          */
3827         s->inuse = size;
3828
3829         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3830             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3831             s->ctor) {
3832                 /*
3833                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3834                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3835                  * kmem_cache_free.
3836                  *
3837                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3838                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3839                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3840                  *
3841                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3842                  * pointer is outside of the object is used in the
3843                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3844                  * longer true, the function needs to be modified.
3845                  */
3846                 s->offset = size;
3847                 size += sizeof(void *);
3848         } else {
3849                 /*
3850                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3851                  * it away from the edges of the object to avoid small
3852                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3853                  */
3854                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3855         }
3856
3857 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3858         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3859                 /*
3860                  * Need to store information about allocs and frees after
3861                  * the object.
3862                  */
3863                 size += 2 * sizeof(struct track);
3864 #endif
3865
3866         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3867 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3868         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3869                 /*
3870                  * Add some empty padding so that we can catch
3871                  * overwrites from earlier objects rather than let
3872                  * tracking information or the free pointer be
3873                  * corrupted if a user writes before the start
3874                  * of the object.
3875                  */
3876                 size += sizeof(void *);
3877
3878                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3879                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3880                 size += s->red_left_pad;
3881         }
3882 #endif
3883
3884         /*
3885          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3886          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3887          * each object to conform to the alignment.
3888          */
3889         size = ALIGN(size, s->align);
3890         s->size = size;
3891         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3892         if (forced_order >= 0)
3893                 order = forced_order;
3894         else
3895                 order = calculate_order(size);
3896
3897         if ((int)order < 0)
3898                 return 0;
3899
3900         s->allocflags = 0;
3901         if (order)
3902                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3903
3904         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3905                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3906
3907         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3908                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3909
3910         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3911                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3912
3913         /*
3914          * Determine the number of objects per slab
3915          */
3916         s->oo = oo_make(order, size);
3917         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3918         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3919                 s->max = s->oo;
3920
3921         return !!oo_objects(s->oo);
3922 }
3923
3924 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3925 {
3926         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3927 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3928         s->random = get_random_long();
3929 #endif
3930
3931         if (!calculate_sizes(s, -1))
3932                 goto error;
3933         if (disable_higher_order_debug) {
3934                 /*
3935                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3936                  * order increased.
3937                  */
3938                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3939                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3940                         s->offset = 0;
3941                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3942                                 goto error;
3943                 }
3944         }
3945
3946 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3947     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3948         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3949                 /* Enable fast mode */
3950                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3951 #endif
3952
3953         /*
3954          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3955          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3956          */
3957         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3958
3959         set_cpu_partial(s);
3960
3961 #ifdef CONFIG_NUMA
3962         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3963 #endif
3964
3965         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3966         if (slab_state >= UP) {
3967                 if (init_cache_random_seq(s))
3968                         goto error;
3969         }
3970
3971         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3972                 goto error;
3973
3974         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3975                 return 0;
3976
3977         free_kmem_cache_nodes(s);
3978 error:
3979         return -EINVAL;
3980 }
3981
3982 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3983                               const char *text)
3984 {
3985 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3986         void *addr = page_address(page);
3987         unsigned long *map;
3988         void *p;
3989
3990         slab_err(s, page, text, s->name);
3991         slab_lock(page);
3992
3993         map = get_map(s, page);
3994         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3995
3996                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3997                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3998                         print_tracking(s, p);
3999                 }
4000         }
4001         put_map(map);
4002         slab_unlock(page);
4003 #endif
4004 }
4005
4006 /*
4007  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4008  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4009  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4010  */
4011 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4012 {
4013         LIST_HEAD(discard);
4014         struct page *page, *h;
4015
4016         BUG_ON(irqs_disabled());
4017         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4018         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
4019                 if (!page->inuse) {
4020                         remove_partial(n, page);
4021                         list_add(&page->slab_list, &discard);
4022                 } else {
4023                         list_slab_objects(s, page,
4024                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4025                 }
4026         }
4027         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4028
4029         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
4030                 discard_slab(s, page);
4031 }
4032
4033 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4034 {
4035         int node;
4036         struct kmem_cache_node *n;
4037
4038         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4039                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4040                         return false;
4041         return true;
4042 }
4043
4044 /*
4045  * Release all resources used by a slab cache.
4046  */
4047 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4048 {
4049         int node;
4050         struct kmem_cache_node *n;
4051
4052         flush_all(s);
4053         /* Attempt to free all objects */
4054         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4055                 free_partial(s, n);
4056                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4057                         return 1;
4058         }
4059         return 0;
4060 }
4061
4062 #ifdef CONFIG_PRINTK
4063 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4064 {
4065         void *base;
4066         int __maybe_unused i;
4067         unsigned int objnr;
4068         void *objp;
4069         void *objp0;
4070         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4071         struct track __maybe_unused *trackp;
4072
4073         kpp->kp_ptr = object;
4074         kpp->kp_page = page;
4075         kpp->kp_slab_cache = s;
4076         base = page_address(page);
4077         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4078 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4079         objp = restore_red_left(s, objp0);
4080 #else
4081         objp = objp0;
4082 #endif
4083         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4084         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4085         objp = base + s->size * objnr;
4086         kpp->kp_objp = objp;
4087         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4088             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4089                 return;
4090 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4091         objp = fixup_red_left(s, objp);
4092         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4093         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4094 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4095         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4096                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4097                 if (!kpp->kp_stack[i])
4098                         break;
4099         }
4100
4101         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4102         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4103                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4104                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4105                         break;
4106         }
4107 #endif
4108 #endif
4109 }
4110 #endif
4111
4112 /********************************************************************
4113  *              Kmalloc subsystem
4114  *******************************************************************/
4115
4116 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4117 {
4118         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4119
4120         return 1;
4121 }
4122
4123 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4124
4125 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4126 {
4127         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4128         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4129
4130         return 1;
4131 }
4132
4133 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4134
4135 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4136 {
4137         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4138
4139         return 1;
4140 }
4141
4142 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4143
4144 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4145 {
4146         struct kmem_cache *s;
4147         void *ret;
4148
4149         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4150                 return kmalloc_large(size, flags);
4151
4152         s = kmalloc_slab(size, flags);
4153
4154         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4155                 return s;
4156
4157         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4158
4159         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4160
4161         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4162
4163         return ret;
4164 }
4165 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4166
4167 #ifdef CONFIG_NUMA
4168 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4169 {
4170         struct page *page;
4171         void *ptr = NULL;
4172         unsigned int order = get_order(size);
4173
4174         flags |= __GFP_COMP;
4175         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4176         if (page) {
4177                 ptr = page_address(page);
4178                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4179                                       PAGE_SIZE << order);
4180         }
4181
4182         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4183 }
4184
4185 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4186 {
4187         struct kmem_cache *s;
4188         void *ret;
4189
4190         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4191                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4192
4193                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4194                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4195                                    flags, node);
4196
4197                 return ret;
4198         }
4199
4200         s = kmalloc_slab(size, flags);
4201
4202         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4203                 return s;
4204
4205         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4206
4207         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4208
4209         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4210
4211         return ret;
4212 }
4213 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4214 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4215
4216 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4217 /*
4218  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4219  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4220  * cache's usercopy region.
4221  *
4222  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4223  * to indicate an error.
4224  */
4225 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4226                          bool to_user)
4227 {
4228         struct kmem_cache *s;
4229         unsigned int offset;
4230         size_t object_size;
4231         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4232
4233         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4234
4235         /* Find object and usable object size. */
4236         s = page->slab_cache;
4237
4238         /* Reject impossible pointers. */
4239         if (ptr < page_address(page))
4240                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4241                                to_user, 0, n);
4242
4243         /* Find offset within object. */
4244         if (is_kfence)
4245                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4246         else
4247                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4248
4249         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4250         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4251                 if (offset < s->red_left_pad)
4252                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4253                                        s->name, to_user, offset, n);
4254                 offset -= s->red_left_pad;
4255         }
4256
4257         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4258         if (offset >= s->useroffset &&
4259             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4260             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4261                 return;
4262
4263         /*
4264          * If the copy is still within the allocated object, produce
4265          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4266          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4267          * whitelists.
4268          */
4269         object_size = slab_ksize(s);
4270         if (usercopy_fallback &&
4271             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4272                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4273                 return;
4274         }
4275
4276         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4277 }
4278 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4279
4280 size_t __ksize(const void *object)
4281 {
4282         struct page *page;
4283
4284         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4285                 return 0;
4286
4287         page = virt_to_head_page(object);
4288
4289         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4290                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4291                 return page_size(page);
4292         }
4293
4294         return slab_ksize(page->slab_cache);
4295 }
4296 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4297
4298 void kfree(const void *x)
4299 {
4300         struct page *page;
4301         void *object = (void *)x;
4302
4303         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4304
4305         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4306                 return;
4307
4308         page = virt_to_head_page(x);
4309         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4310                 free_nonslab_page(page, object);
4311                 return;
4312         }
4313         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4314 }
4315 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4316
4317 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4318
4319 /*
4320  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4321  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4322  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4323  *
4324  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4325  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4326  * are freed in them.
4327  */
4328 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4329 {
4330         int node;
4331         int i;
4332         struct kmem_cache_node *n;
4333         struct page *page;
4334         struct page *t;
4335         struct list_head discard;
4336         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4337         unsigned long flags;
4338         int ret = 0;
4339
4340         flush_all(s);
4341         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4342                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4343                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4344                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4345
4346                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4347
4348                 /*
4349                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4350                  *
4351                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4352                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4353                  */
4354                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4355                         int free = page->objects - page->inuse;
4356
4357                         /* Do not reread page->inuse */
4358                         barrier();
4359
4360                         /* We do not keep full slabs on the list */
4361                         BUG_ON(free <= 0);
4362
4363                         if (free == page->objects) {
4364                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4365                                 n->nr_partial--;
4366                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4367                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4368                 }
4369
4370                 /*
4371                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4372                  * partial list.
4373                  */
4374                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4375                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4376
4377                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4378
4379                 /* Release empty slabs */
4380                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4381                         discard_slab(s, page);
4382
4383                 if (slabs_node(s, node))
4384                         ret = 1;
4385         }
4386
4387         return ret;
4388 }
4389
4390 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4391 {
4392         struct kmem_cache *s;
4393
4394         mutex_lock(&slab_mutex);
4395         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4396                 __kmem_cache_shrink(s);
4397         mutex_unlock(&slab_mutex);
4398
4399         return 0;
4400 }
4401
4402 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4403 {
4404         struct memory_notify *marg = arg;
4405         int offline_node;
4406
4407         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4408
4409         /*
4410          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4411          * for it yet.
4412          */
4413         if (offline_node < 0)
4414                 return;
4415
4416         mutex_lock(&slab_mutex);
4417         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4418         /*
4419          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4420          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4421          * slab_mutex.
4422          */
4423         mutex_unlock(&slab_mutex);
4424 }
4425
4426 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4427 {
4428         struct kmem_cache_node *n;
4429         struct kmem_cache *s;
4430         struct memory_notify *marg = arg;
4431         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4432         int ret = 0;
4433
4434         /*
4435          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4436          * already created. Nothing to do.
4437          */
4438         if (nid < 0)
4439                 return 0;
4440
4441         /*
4442          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4443          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4444          * online.
4445          */
4446         mutex_lock(&slab_mutex);
4447         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4448                 /*
4449                  * The structure may already exist if the node was previously
4450                  * onlined and offlined.
4451                  */
4452                 if (get_node(s, nid))
4453                         continue;
4454                 /*
4455                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4456                  *      since memory is not yet available from the node that
4457                  *      is brought up.
4458                  */
4459                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4460                 if (!n) {
4461                         ret = -ENOMEM;
4462                         goto out;
4463                 }
4464                 init_kmem_cache_node(n);
4465                 s->node[nid] = n;
4466         }
4467         /*
4468          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4469          * initialized for the new node.
4470          */
4471         node_set(nid, slab_nodes);
4472 out:
4473         mutex_unlock(&slab_mutex);
4474         return ret;
4475 }
4476
4477 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4478                                 unsigned long action, void *arg)
4479 {
4480         int ret = 0;
4481
4482         switch (action) {
4483         case MEM_GOING_ONLINE:
4484                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4485                 break;
4486         case MEM_GOING_OFFLINE:
4487                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4488                 break;
4489         case MEM_OFFLINE:
4490         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4491                 slab_mem_offline_callback(arg);
4492                 break;
4493         case MEM_ONLINE:
4494         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4495                 break;
4496         }
4497         if (ret)
4498                 ret = notifier_from_errno(ret);
4499         else
4500                 ret = NOTIFY_OK;
4501         return ret;
4502 }
4503
4504 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4505         .notifier_call = slab_memory_callback,
4506         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4507 };
4508
4509 /********************************************************************
4510  *                      Basic setup of slabs
4511  *******************************************************************/
4512
4513 /*
4514  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4515  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4516  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4517  */
4518
4519 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4520 {
4521         int node;
4522         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4523         struct kmem_cache_node *n;
4524
4525         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4526
4527         /*
4528          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4529          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4530          * IPIs around.
4531          */
4532         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4533         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4534                 struct page *p;
4535
4536                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4537                         p->slab_cache = s;
4538
4539 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4540                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4541                         p->slab_cache = s;
4542 #endif
4543         }
4544         list_add(&s->list, &slab_caches);
4545         return s;
4546 }
4547
4548 void __init kmem_cache_init(void)
4549 {
4550         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4551                 boot_kmem_cache_node;
4552         int node;
4553
4554         if (debug_guardpage_minorder())
4555                 slub_max_order = 0;
4556
4557         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4558         if (__slub_debug_enabled())
4559                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4560
4561         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4562         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4563
4564         /*
4565          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4566          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4567          */
4568         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4569                 node_set(node, slab_nodes);
4570
4571         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4572                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4573
4574         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4575
4576         /* Able to allocate the per node structures */
4577         slab_state = PARTIAL;
4578
4579         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4580                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4581                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4582                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4583
4584         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4585         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4586
4587         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4588         setup_kmalloc_cache_index_table();
4589         create_kmalloc_caches(0);
4590
4591         /* Setup random freelists for each cache */
4592         init_freelist_randomization();
4593
4594         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4595                                   slub_cpu_dead);
4596
4597         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4598                 cache_line_size(),
4599                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4600                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4601 }
4602
4603 void __init kmem_cache_init_late(void)
4604 {
4605 }
4606
4607 struct kmem_cache *
4608 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4609                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4610 {
4611         struct kmem_cache *s;
4612
4613         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4614         if (s) {
4615                 s->refcount++;
4616
4617                 /*
4618                  * Adjust the object sizes so that we clear
4619                  * the complete object on kzalloc.
4620                  */
4621                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4622                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4623
4624                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4625                         s->refcount--;
4626                         s = NULL;
4627                 }
4628         }
4629
4630         return s;
4631 }
4632
4633 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4634 {
4635         int err;
4636
4637         err = kmem_cache_open(s, flags);
4638         if (err)
4639                 return err;
4640
4641         /* Mutex is not taken during early boot */
4642         if (slab_state <= UP)
4643                 return 0;
4644
4645         err = sysfs_slab_add(s);
4646         if (err)
4647                 __kmem_cache_release(s);
4648
4649         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4650                 debugfs_slab_add(s);
4651
4652         return err;
4653 }
4654
4655 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4656 {
4657         struct kmem_cache *s;
4658         void *ret;
4659
4660         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4661                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4662
4663         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4664
4665         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4666                 return s;
4667
4668         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4669
4670         /* Honor the call site pointer we received. */
4671         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4672
4673         return ret;
4674 }
4675 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4676
4677 #ifdef CONFIG_NUMA
4678 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4679                                         int node, unsigned long caller)
4680 {
4681         struct kmem_cache *s;
4682         void *ret;
4683
4684         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4685                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4686
4687                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4688                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4689                                    gfpflags, node);
4690
4691                 return ret;
4692         }
4693
4694         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4695
4696         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4697                 return s;
4698
4699         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4700
4701         /* Honor the call site pointer we received. */
4702         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4703
4704         return ret;
4705 }
4706 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4707 #endif
4708
4709 #ifdef CONFIG_SYSFS
4710 static int count_inuse(struct page *page)
4711 {
4712         return page->inuse;
4713 }
4714
4715 static int count_total(struct page *page)
4716 {
4717         return page->objects;
4718 }
4719 #endif
4720
4721 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4722 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4723                           unsigned long *obj_map)
4724 {
4725         void *p;
4726         void *addr = page_address(page);
4727
4728         slab_lock(page);
4729
4730         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4731                 goto unlock;
4732
4733         /* Now we know that a valid freelist exists */
4734         __fill_map(obj_map, s, page);
4735         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4736                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4737                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4738
4739                 if (!check_object(s, page, p, val))
4740                         break;
4741         }
4742 unlock:
4743         slab_unlock(page);
4744 }
4745
4746 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4747                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
4748 {
4749         unsigned long count = 0;
4750         struct page *page;
4751         unsigned long flags;
4752
4753         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4754
4755         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4756                 validate_slab(s, page, obj_map);
4757                 count++;
4758         }
4759         if (count != n->nr_partial) {
4760                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4761                        s->name, count, n->nr_partial);
4762                 slab_add_kunit_errors();
4763         }
4764
4765         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4766                 goto out;
4767
4768         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4769                 validate_slab(s, page, obj_map);
4770                 count++;
4771         }
4772         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4773                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4774                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4775                 slab_add_kunit_errors();
4776         }
4777
4778 out:
4779         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4780         return count;
4781 }
4782
4783 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4784 {
4785         int node;
4786         unsigned long count = 0;
4787         struct kmem_cache_node *n;
4788         unsigned long *obj_map;
4789
4790         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
4791         if (!obj_map)
4792                 return -ENOMEM;
4793
4794         flush_all(s);
4795         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4796                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
4797
4798         bitmap_free(obj_map);
4799
4800         return count;
4801 }
4802 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4803
4804 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4805 /*
4806  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4807  * and freed.
4808  */
4809
4810 struct location {
4811         unsigned long count;
4812         unsigned long addr;
4813         long long sum_time;
4814         long min_time;
4815         long max_time;
4816         long min_pid;
4817         long max_pid;
4818         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4819         nodemask_t nodes;
4820 };
4821
4822 struct loc_track {
4823         unsigned long max;
4824         unsigned long count;
4825         struct location *loc;
4826 };
4827
4828 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4829
4830 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4831 {
4832         if (t->max)
4833                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4834                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4835 }
4836
4837 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4838 {
4839         struct location *l;
4840         int order;
4841
4842         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4843
4844         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4845         if (!l)
4846                 return 0;
4847
4848         if (t->count) {
4849                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4850                 free_loc_track(t);
4851         }
4852         t->max = max;
4853         t->loc = l;
4854         return 1;
4855 }
4856
4857 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4858                                 const struct track *track)
4859 {
4860         long start, end, pos;
4861         struct location *l;
4862         unsigned long caddr;
4863         unsigned long age = jiffies - track->when;
4864
4865         start = -1;
4866         end = t->count;
4867
4868         for ( ; ; ) {
4869                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4870
4871                 /*
4872                  * There is nothing at "end". If we end up there
4873                  * we need to add something to before end.
4874                  */
4875                 if (pos == end)
4876                         break;
4877
4878                 caddr = t->loc[pos].addr;
4879                 if (track->addr == caddr) {
4880
4881                         l = &t->loc[pos];
4882                         l->count++;
4883                         if (track->when) {
4884                                 l->sum_time += age;
4885                                 if (age < l->min_time)
4886                                         l->min_time = age;
4887                                 if (age > l->max_time)
4888                                         l->max_time = age;
4889
4890                                 if (track->pid < l->min_pid)
4891                                         l->min_pid = track->pid;
4892                                 if (track->pid > l->max_pid)
4893                                         l->max_pid = track->pid;
4894
4895                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4896                                                 to_cpumask(l->cpus));
4897                         }
4898                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4899                         return 1;
4900                 }
4901
4902                 if (track->addr < caddr)
4903                         end = pos;
4904                 else
4905                         start = pos;
4906         }
4907
4908         /*
4909          * Not found. Insert new tracking element.
4910          */
4911         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4912                 return 0;
4913
4914         l = t->loc + pos;
4915         if (pos < t->count)
4916                 memmove(l + 1, l,
4917                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4918         t->count++;
4919         l->count = 1;
4920         l->addr = track->addr;
4921         l->sum_time = age;
4922         l->min_time = age;
4923         l->max_time = age;
4924         l->min_pid = track->pid;
4925         l->max_pid = track->pid;
4926         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4927         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4928         nodes_clear(l->nodes);
4929         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4930         return 1;
4931 }
4932
4933 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4934                 struct page *page, enum track_item alloc,
4935                 unsigned long *obj_map)
4936 {
4937         void *addr = page_address(page);
4938         void *p;
4939
4940         __fill_map(obj_map, s, page);
4941
4942         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4943                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
4944                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4945 }
4946 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4947 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4948
4949 #ifdef CONFIG_SYSFS
4950 enum slab_stat_type {
4951         SL_ALL,                 /* All slabs */
4952         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4953         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4954         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4955         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4956 };
4957
4958 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4959 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4960 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4961 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4962 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4963
4964 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4965                                  char *buf, unsigned long flags)
4966 {
4967         unsigned long total = 0;
4968         int node;
4969         int x;
4970         unsigned long *nodes;
4971         int len = 0;
4972
4973         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4974         if (!nodes)
4975                 return -ENOMEM;
4976
4977         if (flags & SO_CPU) {
4978                 int cpu;
4979
4980                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4981                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4982                                                                cpu);
4983                         int node;
4984                         struct page *page;
4985
4986                         page = READ_ONCE(c->page);
4987                         if (!page)
4988                                 continue;
4989
4990                         node = page_to_nid(page);
4991                         if (flags & SO_TOTAL)
4992                                 x = page->objects;
4993                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4994                                 x = page->inuse;
4995                         else
4996                                 x = 1;
4997
4998                         total += x;
4999                         nodes[node] += x;
5000
5001                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
5002                         if (page) {
5003                                 node = page_to_nid(page);
5004                                 if (flags & SO_TOTAL)
5005                                         WARN_ON_ONCE(1);
5006                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5007                                         WARN_ON_ONCE(1);
5008                                 else
5009                                         x = page->pages;
5010                                 total += x;
5011                                 nodes[node] += x;
5012                         }
5013                 }
5014         }
5015
5016         /*
5017          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5018          * already held which will conflict with an existing lock order:
5019          *
5020          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5021          *
5022          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5023          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5024          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5025          */
5026
5027 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5028         if (flags & SO_ALL) {
5029                 struct kmem_cache_node *n;
5030
5031                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5032
5033                         if (flags & SO_TOTAL)
5034                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5035                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5036                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5037                                         count_partial(n, count_free);
5038                         else
5039                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5040                         total += x;
5041                         nodes[node] += x;
5042                 }
5043
5044         } else
5045 #endif
5046         if (flags & SO_PARTIAL) {
5047                 struct kmem_cache_node *n;
5048
5049                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5050                         if (flags & SO_TOTAL)
5051                                 x = count_partial(n, count_total);
5052                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5053                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5054                         else
5055                                 x = n->nr_partial;
5056                         total += x;
5057                         nodes[node] += x;
5058                 }
5059         }
5060
5061         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5062 #ifdef CONFIG_NUMA
5063         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5064                 if (nodes[node])
5065                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5066                                              node, nodes[node]);
5067         }
5068 #endif
5069         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5070         kfree(nodes);
5071
5072         return len;
5073 }
5074
5075 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5076 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5077
5078 struct slab_attribute {
5079         struct attribute attr;
5080         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5081         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5082 };
5083
5084 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5085         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5086         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5087
5088 #define SLAB_ATTR(_name) \
5089         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5090         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5091
5092 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5093 {
5094         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5095 }
5096 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5097
5098 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5099 {
5100         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5101 }
5102 SLAB_ATTR_RO(align);
5103
5104 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5105 {
5106         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5107 }
5108 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5109
5110 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5115
5116 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5117 {
5118         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5119 }
5120 SLAB_ATTR_RO(order);
5121
5122 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5123 {
5124         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5125 }
5126
5127 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5128                                  size_t length)
5129 {
5130         unsigned long min;
5131         int err;
5132
5133         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5134         if (err)
5135                 return err;
5136
5137         set_min_partial(s, min);
5138         return length;
5139 }
5140 SLAB_ATTR(min_partial);
5141
5142 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5143 {
5144         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5145 }
5146
5147 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5148                                  size_t length)
5149 {
5150         unsigned int objects;
5151         int err;
5152
5153         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5157                 return -EINVAL;
5158
5159         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5160         flush_all(s);
5161         return length;
5162 }
5163 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5164
5165 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5166 {
5167         if (!s->ctor)
5168                 return 0;
5169         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5170 }
5171 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5172
5173 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5174 {
5175         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5176 }
5177 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5178
5179 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5180 {
5181         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5182 }
5183 SLAB_ATTR_RO(partial);
5184
5185 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5186 {
5187         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5188 }
5189 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5190
5191 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5192 {
5193         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5194 }
5195 SLAB_ATTR_RO(objects);
5196
5197 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5198 {
5199         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5200 }
5201 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5202
5203 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5204 {
5205         int objects = 0;
5206         int pages = 0;
5207         int cpu;
5208         int len = 0;
5209
5210         for_each_online_cpu(cpu) {
5211                 struct page *page;
5212
5213                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5214
5215                 if (page) {
5216                         pages += page->pages;
5217                         objects += page->pobjects;
5218                 }
5219         }
5220
5221         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5222
5223 #ifdef CONFIG_SMP
5224         for_each_online_cpu(cpu) {
5225                 struct page *page;
5226
5227                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5228                 if (page)
5229                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5230                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5231         }
5232 #endif
5233         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5234
5235         return len;
5236 }
5237 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5238
5239 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5240 {
5241         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5242 }
5243 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5244
5245 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5246 {
5247         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5248 }
5249 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5250
5251 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5252 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5255 }
5256 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5257 #endif
5258
5259 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5260 {
5261         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5262 }
5263 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5264
5265 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5268 }
5269 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5270
5271 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5272 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5275 }
5276 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5277
5278 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5279 {
5280         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5281 }
5282 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5283
5284 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5285 {
5286         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5287 }
5288 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5289
5290 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5291 {
5292         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5293 }
5294 SLAB_ATTR_RO(trace);
5295
5296 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5297 {
5298         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5299 }
5300
5301 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5302
5303 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5304 {
5305         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5306 }
5307
5308 SLAB_ATTR_RO(poison);
5309
5310 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5311 {
5312         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5313 }
5314
5315 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5316
5317 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5318 {
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5323                         const char *buf, size_t length)
5324 {
5325         int ret = -EINVAL;
5326
5327         if (buf[0] == '1') {
5328                 ret = validate_slab_cache(s);
5329                 if (ret >= 0)
5330                         ret = length;
5331         }
5332         return ret;
5333 }
5334 SLAB_ATTR(validate);
5335
5336 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5337
5338 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5339 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5340 {
5341         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5342 }
5343 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5344 #endif
5345
5346 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5347 {
5348         return 0;
5349 }
5350
5351 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5352                         const char *buf, size_t length)
5353 {
5354         if (buf[0] == '1')
5355                 kmem_cache_shrink(s);
5356         else
5357                 return -EINVAL;
5358         return length;
5359 }
5360 SLAB_ATTR(shrink);
5361
5362 #ifdef CONFIG_NUMA
5363 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5364 {
5365         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5366 }
5367
5368 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5369                                 const char *buf, size_t length)
5370 {
5371         unsigned int ratio;
5372         int err;
5373
5374         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5375         if (err)
5376                 return err;
5377         if (ratio > 100)
5378                 return -ERANGE;
5379
5380         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5381
5382         return length;
5383 }
5384 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5385 #endif
5386
5387 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5388 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5389 {
5390         unsigned long sum  = 0;
5391         int cpu;
5392         int len = 0;
5393         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5394
5395         if (!data)
5396                 return -ENOMEM;
5397
5398         for_each_online_cpu(cpu) {
5399                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5400
5401                 data[cpu] = x;
5402                 sum += x;
5403         }
5404
5405         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5406
5407 #ifdef CONFIG_SMP
5408         for_each_online_cpu(cpu) {
5409                 if (data[cpu])
5410                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5411                                              cpu, data[cpu]);
5412         }
5413 #endif
5414         kfree(data);
5415         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5416
5417         return len;
5418 }
5419
5420 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5421 {
5422         int cpu;
5423
5424         for_each_online_cpu(cpu)
5425                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5426 }
5427
5428 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5429 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5430 {                                                               \
5431         return show_stat(s, buf, si);                           \
5432 }                                                               \
5433 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5434                                 const char *buf, size_t length) \
5435 {                                                               \
5436         if (buf[0] != '0')                                      \
5437                 return -EINVAL;                                 \
5438         clear_stat(s, si);                                      \
5439         return length;                                          \
5440 }                                                               \
5441 SLAB_ATTR(text);                                                \
5442
5443 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5444 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5445 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5446 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5447 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5448 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5449 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5450 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5451 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5452 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5453 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5454 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5455 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5456 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5457 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5458 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5459 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5460 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5461 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5462 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5463 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5464 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5465 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5466 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5467 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5468 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5469 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5470
5471 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5472         &slab_size_attr.attr,
5473         &object_size_attr.attr,
5474         &objs_per_slab_attr.attr,
5475         &order_attr.attr,
5476         &min_partial_attr.attr,
5477         &cpu_partial_attr.attr,
5478         &objects_attr.attr,
5479         &objects_partial_attr.attr,
5480         &partial_attr.attr,
5481         &cpu_slabs_attr.attr,
5482         &ctor_attr.attr,
5483         &aliases_attr.attr,
5484         &align_attr.attr,
5485         &hwcache_align_attr.attr,
5486         &reclaim_account_attr.attr,
5487         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5488         &shrink_attr.attr,
5489         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5490 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5491         &total_objects_attr.attr,
5492         &slabs_attr.attr,
5493         &sanity_checks_attr.attr,
5494         &trace_attr.attr,
5495         &red_zone_attr.attr,
5496         &poison_attr.attr,
5497         &store_user_attr.attr,
5498         &validate_attr.attr,
5499 #endif
5500 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5501         &cache_dma_attr.attr,
5502 #endif
5503 #ifdef CONFIG_NUMA
5504         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5505 #endif
5506 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5507         &alloc_fastpath_attr.attr,
5508         &alloc_slowpath_attr.attr,
5509         &free_fastpath_attr.attr,
5510         &free_slowpath_attr.attr,
5511         &free_frozen_attr.attr,
5512         &free_add_partial_attr.attr,
5513         &free_remove_partial_attr.attr,
5514         &alloc_from_partial_attr.attr,
5515         &alloc_slab_attr.attr,
5516         &alloc_refill_attr.attr,
5517         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5518         &free_slab_attr.attr,
5519         &cpuslab_flush_attr.attr,
5520         &deactivate_full_attr.attr,
5521         &deactivate_empty_attr.attr,
5522         &deactivate_to_head_attr.attr,
5523         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5524         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5525         &deactivate_bypass_attr.attr,
5526         &order_fallback_attr.attr,
5527         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5528         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5529         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5530         &cpu_partial_free_attr.attr,
5531         &cpu_partial_node_attr.attr,
5532         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5533 #endif
5534 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5535         &failslab_attr.attr,
5536 #endif
5537         &usersize_attr.attr,
5538
5539         NULL
5540 };
5541
5542 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5543         .attrs = slab_attrs,
5544 };
5545
5546 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5547                                 struct attribute *attr,
5548                                 char *buf)
5549 {
5550         struct slab_attribute *attribute;
5551         struct kmem_cache *s;
5552         int err;
5553
5554         attribute = to_slab_attr(attr);
5555         s = to_slab(kobj);
5556
5557         if (!attribute->show)
5558                 return -EIO;
5559
5560         err = attribute->show(s, buf);
5561
5562         return err;
5563 }
5564
5565 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5566                                 struct attribute *attr,
5567                                 const char *buf, size_t len)
5568 {
5569         struct slab_attribute *attribute;
5570         struct kmem_cache *s;
5571         int err;
5572
5573         attribute = to_slab_attr(attr);
5574         s = to_slab(kobj);
5575
5576         if (!attribute->store)
5577                 return -EIO;
5578
5579         err = attribute->store(s, buf, len);
5580         return err;
5581 }
5582
5583 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5584 {
5585         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5586 }
5587
5588 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5589         .show = slab_attr_show,
5590         .store = slab_attr_store,
5591 };
5592
5593 static struct kobj_type slab_ktype = {
5594         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5595         .release = kmem_cache_release,
5596 };
5597
5598 static struct kset *slab_kset;
5599
5600 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5601 {
5602         return slab_kset;
5603 }
5604
5605 #define ID_STR_LENGTH 64
5606
5607 /* Create a unique string id for a slab cache:
5608  *
5609  * Format       :[flags-]size
5610  */
5611 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5612 {
5613         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5614         char *p = name;
5615
5616         BUG_ON(!name);
5617
5618         *p++ = ':';
5619         /*
5620          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5621          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5622          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5623          * are matched during merging to guarantee that the id is
5624          * unique.
5625          */
5626         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5627                 *p++ = 'd';
5628         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5629                 *p++ = 'D';
5630         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5631                 *p++ = 'a';
5632         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5633                 *p++ = 'F';
5634         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5635                 *p++ = 'A';
5636         if (p != name + 1)
5637                 *p++ = '-';
5638         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5639
5640         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5641         return name;
5642 }
5643
5644 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5645 {
5646         int err;
5647         const char *name;
5648         struct kset *kset = cache_kset(s);
5649         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5650
5651         if (!kset) {
5652                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5653                 return 0;
5654         }
5655
5656         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5657                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5658                 unmergeable = 1;
5659
5660         if (unmergeable) {
5661                 /*
5662                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5663                  * This is typically the case for debug situations. In that
5664                  * case we can catch duplicate names easily.
5665                  */
5666                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5667                 name = s->name;
5668         } else {
5669                 /*
5670                  * Create a unique name for the slab as a target
5671                  * for the symlinks.
5672                  */
5673                 name = create_unique_id(s);
5674         }
5675
5676         s->kobj.kset = kset;
5677         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5678         if (err)
5679                 goto out;
5680
5681         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5682         if (err)
5683                 goto out_del_kobj;
5684
5685         if (!unmergeable) {
5686                 /* Setup first alias */
5687                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5688         }
5689 out:
5690         if (!unmergeable)
5691                 kfree(name);
5692         return err;
5693 out_del_kobj:
5694         kobject_del(&s->kobj);
5695         goto out;
5696 }
5697
5698 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5699 {
5700         if (slab_state >= FULL)
5701                 kobject_del(&s->kobj);
5702 }
5703
5704 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5705 {
5706         if (slab_state >= FULL)
5707                 kobject_put(&s->kobj);
5708 }
5709
5710 /*
5711  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5712  * available lest we lose that information.
5713  */
5714 struct saved_alias {
5715         struct kmem_cache *s;
5716         const char *name;
5717         struct saved_alias *next;
5718 };
5719
5720 static struct saved_alias *alias_list;
5721
5722 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5723 {
5724         struct saved_alias *al;
5725
5726         if (slab_state == FULL) {
5727                 /*
5728                  * If we have a leftover link then remove it.
5729                  */
5730                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5731                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5732         }
5733
5734         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5735         if (!al)
5736                 return -ENOMEM;
5737
5738         al->s = s;
5739         al->name = name;
5740         al->next = alias_list;
5741         alias_list = al;
5742         return 0;
5743 }
5744
5745 static int __init slab_sysfs_init(void)
5746 {
5747         struct kmem_cache *s;
5748         int err;
5749
5750         mutex_lock(&slab_mutex);
5751
5752         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5753         if (!slab_kset) {
5754                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5755                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5756                 return -ENOSYS;
5757         }
5758
5759         slab_state = FULL;
5760
5761         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5762                 err = sysfs_slab_add(s);
5763                 if (err)
5764                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5765                                s->name);
5766         }
5767
5768         while (alias_list) {
5769                 struct saved_alias *al = alias_list;
5770
5771                 alias_list = alias_list->next;
5772                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5773                 if (err)
5774                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5775                                al->name);
5776                 kfree(al);
5777         }
5778
5779         mutex_unlock(&slab_mutex);
5780         return 0;
5781 }
5782
5783 __initcall(slab_sysfs_init);
5784 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5785
5786 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5787 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5788 {
5789
5790         struct location *l;
5791         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5792         struct loc_track *t = seq->private;
5793
5794         if (idx < t->count) {
5795                 l = &t->loc[idx];
5796
5797                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5798
5799                 if (l->addr)
5800                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5801                 else
5802                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5803
5804                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5805                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5806                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5807                                 l->max_time);
5808                 } else
5809                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5810
5811                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5812                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5813                 else
5814                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5815                                 l->min_pid);
5816
5817                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5818                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5819                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5820
5821                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5822                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5823                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5824
5825                 seq_puts(seq, "\n");
5826         }
5827
5828         if (!idx && !t->count)
5829                 seq_puts(seq, "No data\n");
5830
5831         return 0;
5832 }
5833
5834 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5835 {
5836 }
5837
5838 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5839 {
5840         struct loc_track *t = seq->private;
5841
5842         v = ppos;
5843         ++*ppos;
5844         if (*ppos <= t->count)
5845                 return v;
5846
5847         return NULL;
5848 }
5849
5850 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5851 {
5852         return ppos;
5853 }
5854
5855 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5856         .start  = slab_debugfs_start,
5857         .next   = slab_debugfs_next,
5858         .stop   = slab_debugfs_stop,
5859         .show   = slab_debugfs_show,
5860 };
5861
5862 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5863 {
5864
5865         struct kmem_cache_node *n;
5866         enum track_item alloc;
5867         int node;
5868         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5869                                                 sizeof(struct loc_track));
5870         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5871         unsigned long *obj_map;
5872
5873         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5874         if (!obj_map)
5875                 return -ENOMEM;
5876
5877         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5878                 alloc = TRACK_ALLOC;
5879         else
5880                 alloc = TRACK_FREE;
5881
5882         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
5883                 bitmap_free(obj_map);
5884                 return -ENOMEM;
5885         }
5886
5887         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5888                 unsigned long flags;
5889                 struct page *page;
5890
5891                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5892                         continue;
5893
5894                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5895                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5896                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5897                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5898                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5899                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5900         }
5901
5902         bitmap_free(obj_map);
5903         return 0;
5904 }
5905
5906 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5907 {
5908         struct seq_file *seq = file->private_data;
5909         struct loc_track *t = seq->private;
5910
5911         free_loc_track(t);
5912         return seq_release_private(inode, file);
5913 }
5914
5915 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5916         .open    = slab_debug_trace_open,
5917         .read    = seq_read,
5918         .llseek  = seq_lseek,
5919         .release = slab_debug_trace_release,
5920 };
5921
5922 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5923 {
5924         struct dentry *slab_cache_dir;
5925
5926         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5927                 return;
5928
5929         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5930
5931         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5932                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5933
5934         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5935                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5936 }
5937
5938 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5939 {
5940         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5941 }
5942
5943 static int __init slab_debugfs_init(void)
5944 {
5945         struct kmem_cache *s;
5946
5947         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5948
5949         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5950                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5951                         debugfs_slab_add(s);
5952
5953         return 0;
5954
5955 }
5956 __initcall(slab_debugfs_init);
5957 #endif
5958 /*
5959  * The /proc/slabinfo ABI
5960  */
5961 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5962 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5963 {
5964         unsigned long nr_slabs = 0;
5965         unsigned long nr_objs = 0;
5966         unsigned long nr_free = 0;
5967         int node;
5968         struct kmem_cache_node *n;
5969
5970         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5971                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5972                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5973                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5974         }
5975
5976         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5977         sinfo->num_objs = nr_objs;
5978         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5979         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5980         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5981         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5982 }
5983
5984 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5985 {
5986 }
5987
5988 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5989                        size_t count, loff_t *ppos)
5990 {
5991         return -EIO;
5992 }
5993 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */