Merge tag 'mtd/fixes-for-5.19-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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/stackdepot.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/kfence.h>
33 #include <linux/memory.h>
34 #include <linux/math64.h>
35 #include <linux/fault-inject.h>
36 #include <linux/stacktrace.h>
37 #include <linux/prefetch.h>
38 #include <linux/memcontrol.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <kunit/test.h>
41 #include <linux/sort.h>
42
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <trace/events/kmem.h>
45
46 #include "internal.h"
47
48 /*
49  * Lock order:
50  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
51  *   2. node->list_lock (Spinlock)
52  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
53  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches or for debugging)
54  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
55  *
56  *   slab_mutex
57  *
58  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
59  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
60  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
61  *
62  *   slab_lock
63  *
64  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
65  *   spinlock.
66  *
67  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
68  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
69  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
70  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
71  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
72  *      D. slab->frozen         -> frozen state
73  *
74  *   Frozen slabs
75  *
76  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
77  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
78  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
79  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
80  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
81  *   slab's freelist.
82  *
83  *   list_lock
84  *
85  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
86  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
87  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
88  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
89  *   modified without taking the list lock).
90  *
91  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
92  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
93  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
94  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
95  *   the list lock.
96  *
97  *   cpu_slab->lock local lock
98  *
99  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
100  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
101  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
102  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
103  *   On PREEMPT_RT, the local lock does not actually disable irqs (and thus
104  *   prevent the lockless operations), so fastpath operations also need to take
105  *   the lock and are no longer lockless.
106  *
107  *   lockless fastpaths
108  *
109  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
110  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
111  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
112  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
113  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
114  *   another cpu.
115  *
116  *   irq, preemption, migration considerations
117  *
118  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
119  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
120  *   to use in the context of an irq.
121  *
122  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
123  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
124  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
125  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
126  *
127  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
128  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
129  *
130  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
131  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
132  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
133  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
134  * cannot scan all objects.
135  *
136  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
137  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
138  * fast frees and allocs.
139  *
140  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
141  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
142  *                      such as satisfying allocations for a specific
143  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
144  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
145  *                      list operations. It is up to the processor holding
146  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
147  *                      when the slab is no longer needed.
148  *
149  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
150  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
151  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
152  *                      freelist that allows lockless access to
153  *                      free objects in addition to the regular freelist
154  *                      that requires the slab lock.
155  *
156  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
157  *                      options set. This moves slab handling out of
158  *                      the fast path and disables lockless freelists.
159  */
160
161 /*
162  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
163  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
164  */
165 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
166 #define slub_get_cpu_ptr(var)   get_cpu_ptr(var)
167 #define slub_put_cpu_ptr(var)   put_cpu_ptr(var)
168 #else
169 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
170 ({                                      \
171         migrate_disable();              \
172         this_cpu_ptr(var);              \
173 })
174 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
175 do {                                    \
176         (void)(var);                    \
177         migrate_enable();               \
178 } while (0)
179 #endif
180
181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
183 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
184 #else
185 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
186 #endif
187 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
188
189 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
190 {
191         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
192 }
193
194 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
195 {
196         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
197                 p += s->red_left_pad;
198
199         return p;
200 }
201
202 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
203 {
204 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
205         return !kmem_cache_debug(s);
206 #else
207         return false;
208 #endif
209 }
210
211 /*
212  * Issues still to be resolved:
213  *
214  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
215  *
216  * - Variable sizing of the per node arrays
217  */
218
219 /* Enable to log cmpxchg failures */
220 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
221
222 /*
223  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
224  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
225  */
226 #define MIN_PARTIAL 5
227
228 /*
229  * Maximum number of desirable partial slabs.
230  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
231  * sort the partial list by the number of objects in use.
232  */
233 #define MAX_PARTIAL 10
234
235 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
236                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
237
238 /*
239  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
240  * issues when checking or reading debug information
241  */
242 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
243                                 SLAB_TRACE)
244
245
246 /*
247  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
248  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
249  * metadata.
250  */
251 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
252
253 #define OO_SHIFT        16
254 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
255 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
256
257 /* Internal SLUB flags */
258 /* Poison object */
259 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
260 /* Use cmpxchg_double */
261 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
262
263 /*
264  * Tracking user of a slab.
265  */
266 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
267 struct track {
268         unsigned long addr;     /* Called from address */
269 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
270         depot_stack_handle_t handle;
271 #endif
272         int cpu;                /* Was running on cpu */
273         int pid;                /* Pid context */
274         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
275 };
276
277 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
278
279 #ifdef CONFIG_SYSFS
280 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
281 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
282 #else
283 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
284 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
285                                                         { return 0; }
286 #endif
287
288 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
289 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
290 #else
291 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
292 #endif
293
294 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
295 {
296 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
297         /*
298          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
299          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
300          */
301         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
302 #endif
303 }
304
305 /*
306  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
307  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
308  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
309  * Protected by slab_mutex.
310  */
311 static nodemask_t slab_nodes;
312
313 /********************************************************************
314  *                      Core slab cache functions
315  *******************************************************************/
316
317 /*
318  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
319  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
320  * random number.
321  */
322 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
323                                  unsigned long ptr_addr)
324 {
325 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
326         /*
327          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
328          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
329          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
330          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
331          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
332          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
333          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
334          * freepointer to be restored incorrectly.
335          */
336         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
337                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
338 #else
339         return ptr;
340 #endif
341 }
342
343 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
344 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
345                                          void *ptr_addr)
346 {
347         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
348                             (unsigned long)ptr_addr);
349 }
350
351 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
352 {
353         object = kasan_reset_tag(object);
354         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
355 }
356
357 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
358 {
359         prefetchw(object + s->offset);
360 }
361
362 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
363 {
364         unsigned long freepointer_addr;
365         void *p;
366
367         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
368                 return get_freepointer(s, object);
369
370         object = kasan_reset_tag(object);
371         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
372         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
373         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
374 }
375
376 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
377 {
378         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
379
380 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
381         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
382 #endif
383
384         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
385         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
386 }
387
388 /* Loop over all objects in a slab */
389 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
390         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
391                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
392                 __p += (__s)->size)
393
394 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
395 {
396         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
397 }
398
399 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
400                 unsigned int size)
401 {
402         struct kmem_cache_order_objects x = {
403                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
404         };
405
406         return x;
407 }
408
409 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
410 {
411         return x.x >> OO_SHIFT;
412 }
413
414 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
415 {
416         return x.x & OO_MASK;
417 }
418
419 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
420 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
421 {
422         unsigned int nr_slabs;
423
424         s->cpu_partial = nr_objects;
425
426         /*
427          * We take the number of objects but actually limit the number of
428          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
429          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
430          * be half-full.
431          */
432         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
433         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
434 }
435 #else
436 static inline void
437 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
438 {
439 }
440 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
441
442 /*
443  * Per slab locking using the pagelock
444  */
445 static __always_inline void __slab_lock(struct slab *slab)
446 {
447         struct page *page = slab_page(slab);
448
449         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
450         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
451 }
452
453 static __always_inline void __slab_unlock(struct slab *slab)
454 {
455         struct page *page = slab_page(slab);
456
457         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
458         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
459 }
460
461 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
462 {
463         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
464                 local_irq_save(*flags);
465         __slab_lock(slab);
466 }
467
468 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
469 {
470         __slab_unlock(slab);
471         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
472                 local_irq_restore(*flags);
473 }
474
475 /*
476  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
477  * by an _irqsave() lock variant. Except on PREEMPT_RT where locks are different
478  * so we disable interrupts as part of slab_[un]lock().
479  */
480 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
481                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
482                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
483                 const char *n)
484 {
485         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
486                 lockdep_assert_irqs_disabled();
487 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
488     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
489         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
490                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
491                                    freelist_old, counters_old,
492                                    freelist_new, counters_new))
493                         return true;
494         } else
495 #endif
496         {
497                 /* init to 0 to prevent spurious warnings */
498                 unsigned long flags = 0;
499
500                 slab_lock(slab, &flags);
501                 if (slab->freelist == freelist_old &&
502                                         slab->counters == counters_old) {
503                         slab->freelist = freelist_new;
504                         slab->counters = counters_new;
505                         slab_unlock(slab, &flags);
506                         return true;
507                 }
508                 slab_unlock(slab, &flags);
509         }
510
511         cpu_relax();
512         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
513
514 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
515         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
516 #endif
517
518         return false;
519 }
520
521 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
522                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
523                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
524                 const char *n)
525 {
526 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
527     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
528         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
529                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
530                                    freelist_old, counters_old,
531                                    freelist_new, counters_new))
532                         return true;
533         } else
534 #endif
535         {
536                 unsigned long flags;
537
538                 local_irq_save(flags);
539                 __slab_lock(slab);
540                 if (slab->freelist == freelist_old &&
541                                         slab->counters == counters_old) {
542                         slab->freelist = freelist_new;
543                         slab->counters = counters_new;
544                         __slab_unlock(slab);
545                         local_irq_restore(flags);
546                         return true;
547                 }
548                 __slab_unlock(slab);
549                 local_irq_restore(flags);
550         }
551
552         cpu_relax();
553         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
554
555 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
556         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
557 #endif
558
559         return false;
560 }
561
562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
563 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
564 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(object_map_lock);
565
566 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
567                        struct slab *slab)
568 {
569         void *addr = slab_address(slab);
570         void *p;
571
572         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
573
574         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
575                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
576 }
577
578 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
579 static bool slab_add_kunit_errors(void)
580 {
581         struct kunit_resource *resource;
582
583         if (likely(!current->kunit_test))
584                 return false;
585
586         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
587         if (!resource)
588                 return false;
589
590         (*(int *)resource->data)++;
591         kunit_put_resource(resource);
592         return true;
593 }
594 #else
595 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
596 #endif
597
598 /*
599  * Determine a map of objects in use in a slab.
600  *
601  * Node listlock must be held to guarantee that the slab does
602  * not vanish from under us.
603  */
604 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
605         __acquires(&object_map_lock)
606 {
607         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
608
609         raw_spin_lock(&object_map_lock);
610
611         __fill_map(object_map, s, slab);
612
613         return object_map;
614 }
615
616 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
617 {
618         VM_BUG_ON(map != object_map);
619         raw_spin_unlock(&object_map_lock);
620 }
621
622 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
623 {
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 return s->size - s->red_left_pad;
626
627         return s->size;
628 }
629
630 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
631 {
632         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
633                 p -= s->red_left_pad;
634
635         return p;
636 }
637
638 /*
639  * Debug settings:
640  */
641 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
642 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
643 #else
644 static slab_flags_t slub_debug;
645 #endif
646
647 static char *slub_debug_string;
648 static int disable_higher_order_debug;
649
650 /*
651  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
652  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
653  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
654  * to tell kasan that these accesses are OK.
655  */
656 static inline void metadata_access_enable(void)
657 {
658         kasan_disable_current();
659 }
660
661 static inline void metadata_access_disable(void)
662 {
663         kasan_enable_current();
664 }
665
666 /*
667  * Object debugging
668  */
669
670 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
671 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
672                                 struct slab *slab, void *object)
673 {
674         void *base;
675
676         if (!object)
677                 return 1;
678
679         base = slab_address(slab);
680         object = kasan_reset_tag(object);
681         object = restore_red_left(s, object);
682         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
683                 (object - base) % s->size) {
684                 return 0;
685         }
686
687         return 1;
688 }
689
690 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
691                           unsigned int length)
692 {
693         metadata_access_enable();
694         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
695                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
696         metadata_access_disable();
697 }
698
699 /*
700  * See comment in calculate_sizes().
701  */
702 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
703 {
704         return s->offset >= s->inuse;
705 }
706
707 /*
708  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
709  * not overlapping with object.
710  */
711 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
712 {
713         if (freeptr_outside_object(s))
714                 return s->inuse + sizeof(void *);
715         else
716                 return s->inuse;
717 }
718
719 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
720         enum track_item alloc)
721 {
722         struct track *p;
723
724         p = object + get_info_end(s);
725
726         return kasan_reset_tag(p + alloc);
727 }
728
729 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
730 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
731 {
732         depot_stack_handle_t handle;
733         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
734         unsigned int nr_entries;
735
736         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
737         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
738
739         return handle;
740 }
741 #else
742 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
743 {
744         return 0;
745 }
746 #endif
747
748 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
749                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
750                              depot_stack_handle_t handle)
751 {
752         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
753
754 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
755         p->handle = handle;
756 #endif
757         p->addr = addr;
758         p->cpu = smp_processor_id();
759         p->pid = current->pid;
760         p->when = jiffies;
761 }
762
763 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
764                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
765 {
766         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
767
768         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
769 }
770
771 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
772 {
773         struct track *p;
774
775         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
776                 return;
777
778         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
779         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
780 }
781
782 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
783 {
784         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
785
786         if (!t->addr)
787                 return;
788
789         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
790                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
791 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
792         handle = READ_ONCE(t->handle);
793         if (handle)
794                 stack_depot_print(handle);
795         else
796                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
797 #endif
798 }
799
800 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
801 {
802         unsigned long pr_time = jiffies;
803         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
804                 return;
805
806         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
807         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
808 }
809
810 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
811 {
812         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
813
814         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
815                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
816                folio_flags(folio, 0));
817 }
818
819 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
820 {
821         struct va_format vaf;
822         va_list args;
823
824         va_start(args, fmt);
825         vaf.fmt = fmt;
826         vaf.va = &args;
827         pr_err("=============================================================================\n");
828         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
829         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
830         va_end(args);
831 }
832
833 __printf(2, 3)
834 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
835 {
836         struct va_format vaf;
837         va_list args;
838
839         if (slab_add_kunit_errors())
840                 return;
841
842         va_start(args, fmt);
843         vaf.fmt = fmt;
844         vaf.va = &args;
845         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
846         va_end(args);
847 }
848
849 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
850 {
851         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
852         u8 *addr = slab_address(slab);
853
854         print_tracking(s, p);
855
856         print_slab_info(slab);
857
858         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
859                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
860
861         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
862                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
863                               s->red_left_pad);
864         else if (p > addr + 16)
865                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
866
867         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
868                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
869         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
870                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
871                         s->inuse - s->object_size);
872
873         off = get_info_end(s);
874
875         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
876                 off += 2 * sizeof(struct track);
877
878         off += kasan_metadata_size(s);
879
880         if (off != size_from_object(s))
881                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
882                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
883                               size_from_object(s) - off);
884
885         dump_stack();
886 }
887
888 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
889                         u8 *object, char *reason)
890 {
891         if (slab_add_kunit_errors())
892                 return;
893
894         slab_bug(s, "%s", reason);
895         print_trailer(s, slab, object);
896         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
897 }
898
899 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
900                                void **freelist, void *nextfree)
901 {
902         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
903             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
904                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
905                 *freelist = NULL;
906                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
907                 return true;
908         }
909
910         return false;
911 }
912
913 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
914                         const char *fmt, ...)
915 {
916         va_list args;
917         char buf[100];
918
919         if (slab_add_kunit_errors())
920                 return;
921
922         va_start(args, fmt);
923         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
924         va_end(args);
925         slab_bug(s, "%s", buf);
926         print_slab_info(slab);
927         dump_stack();
928         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
929 }
930
931 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
932 {
933         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
934
935         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
936                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
937
938         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
939                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
940                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
941         }
942
943         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
944                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
945 }
946
947 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
948                                                 void *from, void *to)
949 {
950         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
951         memset(from, data, to - from);
952 }
953
954 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
955                         u8 *object, char *what,
956                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
957 {
958         u8 *fault;
959         u8 *end;
960         u8 *addr = slab_address(slab);
961
962         metadata_access_enable();
963         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
964         metadata_access_disable();
965         if (!fault)
966                 return 1;
967
968         end = start + bytes;
969         while (end > fault && end[-1] == value)
970                 end--;
971
972         if (slab_add_kunit_errors())
973                 goto skip_bug_print;
974
975         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
976         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
977                                         fault, end - 1, fault - addr,
978                                         fault[0], value);
979         print_trailer(s, slab, object);
980         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
981
982 skip_bug_print:
983         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
984         return 0;
985 }
986
987 /*
988  * Object layout:
989  *
990  * object address
991  *      Bytes of the object to be managed.
992  *      If the freepointer may overlay the object then the free
993  *      pointer is at the middle of the object.
994  *
995  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
996  *      0xa5 (POISON_END)
997  *
998  * object + s->object_size
999  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1000  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1001  *      object_size == inuse.
1002  *
1003  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1004  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1005  *
1006  * object + s->inuse
1007  *      Meta data starts here.
1008  *
1009  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1010  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1011  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1012  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1013  *              before the word boundary.
1014  *
1015  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1016  *
1017  * object + s->size
1018  *      Nothing is used beyond s->size.
1019  *
1020  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1021  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1022  * may be used with merged slabcaches.
1023  */
1024
1025 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1026 {
1027         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1028
1029         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1030                 /* We also have user information there */
1031                 off += 2 * sizeof(struct track);
1032
1033         off += kasan_metadata_size(s);
1034
1035         if (size_from_object(s) == off)
1036                 return 1;
1037
1038         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1039                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1040 }
1041
1042 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1043 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1044 {
1045         u8 *start;
1046         u8 *fault;
1047         u8 *end;
1048         u8 *pad;
1049         int length;
1050         int remainder;
1051
1052         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1053                 return;
1054
1055         start = slab_address(slab);
1056         length = slab_size(slab);
1057         end = start + length;
1058         remainder = length % s->size;
1059         if (!remainder)
1060                 return;
1061
1062         pad = end - remainder;
1063         metadata_access_enable();
1064         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1065         metadata_access_disable();
1066         if (!fault)
1067                 return;
1068         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1069                 end--;
1070
1071         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1072                         fault, end - 1, fault - start);
1073         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1074
1075         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1076 }
1077
1078 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1079                                         void *object, u8 val)
1080 {
1081         u8 *p = object;
1082         u8 *endobject = object + s->object_size;
1083
1084         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1085                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1086                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1087                         return 0;
1088
1089                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1090                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1091                         return 0;
1092         } else {
1093                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1094                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1095                                 endobject, POISON_INUSE,
1096                                 s->inuse - s->object_size);
1097                 }
1098         }
1099
1100         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1101                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
1102                         (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison", p,
1103                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
1104                          !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1105                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
1106                         return 0;
1107                 /*
1108                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1109                  */
1110                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1111         }
1112
1113         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1114                 /*
1115                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1116                  * freepointer while object is allocated.
1117                  */
1118                 return 1;
1119
1120         /* Check free pointer validity */
1121         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1122                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1123                 /*
1124                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1125                  * of the free objects in this slab. May cause
1126                  * another error because the object count is now wrong.
1127                  */
1128                 set_freepointer(s, p, NULL);
1129                 return 0;
1130         }
1131         return 1;
1132 }
1133
1134 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1135 {
1136         int maxobj;
1137
1138         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1139                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1140                 return 0;
1141         }
1142
1143         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1144         if (slab->objects > maxobj) {
1145                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1146                         slab->objects, maxobj);
1147                 return 0;
1148         }
1149         if (slab->inuse > slab->objects) {
1150                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1151                         slab->inuse, slab->objects);
1152                 return 0;
1153         }
1154         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1155         slab_pad_check(s, slab);
1156         return 1;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1161  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1162  */
1163 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1164 {
1165         int nr = 0;
1166         void *fp;
1167         void *object = NULL;
1168         int max_objects;
1169
1170         fp = slab->freelist;
1171         while (fp && nr <= slab->objects) {
1172                 if (fp == search)
1173                         return 1;
1174                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1175                         if (object) {
1176                                 object_err(s, slab, object,
1177                                         "Freechain corrupt");
1178                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1179                         } else {
1180                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1181                                 slab->freelist = NULL;
1182                                 slab->inuse = slab->objects;
1183                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1184                                 return 0;
1185                         }
1186                         break;
1187                 }
1188                 object = fp;
1189                 fp = get_freepointer(s, object);
1190                 nr++;
1191         }
1192
1193         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1194         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1195                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1196
1197         if (slab->objects != max_objects) {
1198                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1199                          slab->objects, max_objects);
1200                 slab->objects = max_objects;
1201                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1202         }
1203         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1204                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1205                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1206                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1207                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1208         }
1209         return search == NULL;
1210 }
1211
1212 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1213                                                                 int alloc)
1214 {
1215         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1216                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1217                         s->name,
1218                         alloc ? "alloc" : "free",
1219                         object, slab->inuse,
1220                         slab->freelist);
1221
1222                 if (!alloc)
1223                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1224                                         s->object_size);
1225
1226                 dump_stack();
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1232  */
1233 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1234         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1235 {
1236         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1237                 return;
1238
1239         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1240         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1241 }
1242
1243 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1244 {
1245         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1246                 return;
1247
1248         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1249         list_del(&slab->slab_list);
1250 }
1251
1252 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1253 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1254 {
1255         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1256
1257         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1258 }
1259
1260 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1261 {
1262         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1263 }
1264
1265 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1266 {
1267         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1268
1269         /*
1270          * May be called early in order to allocate a slab for the
1271          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1272          * dilemma by deferring the increment of the count during
1273          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1274          */
1275         if (likely(n)) {
1276                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1277                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1278         }
1279 }
1280 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1281 {
1282         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1283
1284         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1285         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1286 }
1287
1288 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1289 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1290 {
1291         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1292                 return;
1293
1294         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1295         init_tracking(s, object);
1296 }
1297
1298 static
1299 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1300 {
1301         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1302                 return;
1303
1304         metadata_access_enable();
1305         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1306         metadata_access_disable();
1307 }
1308
1309 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1310                                         struct slab *slab, void *object)
1311 {
1312         if (!check_slab(s, slab))
1313                 return 0;
1314
1315         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1316                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1317                 return 0;
1318         }
1319
1320         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1321                 return 0;
1322
1323         return 1;
1324 }
1325
1326 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1327                                         struct slab *slab,
1328                                         void *object, unsigned long addr)
1329 {
1330         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1331                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1332                         goto bad;
1333         }
1334
1335         /* Success perform special debug activities for allocs */
1336         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1337                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1338         trace(s, slab, object, 1);
1339         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1340         return 1;
1341
1342 bad:
1343         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1344                 /*
1345                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1346                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1347                  * as used avoids touching the remaining objects.
1348                  */
1349                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1350                 slab->inuse = slab->objects;
1351                 slab->freelist = NULL;
1352         }
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1357                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1358 {
1359         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1360                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1361                 return 0;
1362         }
1363
1364         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1365                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1366                 return 0;
1367         }
1368
1369         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1370                 return 0;
1371
1372         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1373                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1374                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1375                                  object);
1376                 } else if (!slab->slab_cache) {
1377                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1378                                object);
1379                         dump_stack();
1380                 } else
1381                         object_err(s, slab, object,
1382                                         "page slab pointer corrupt.");
1383                 return 0;
1384         }
1385         return 1;
1386 }
1387
1388 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1389 static noinline int free_debug_processing(
1390         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1391         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1392         unsigned long addr)
1393 {
1394         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
1395         void *object = head;
1396         int cnt = 0;
1397         unsigned long flags, flags2;
1398         int ret = 0;
1399         depot_stack_handle_t handle = 0;
1400
1401         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1402                 handle = set_track_prepare();
1403
1404         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1405         slab_lock(slab, &flags2);
1406
1407         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1408                 if (!check_slab(s, slab))
1409                         goto out;
1410         }
1411
1412 next_object:
1413         cnt++;
1414
1415         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1416                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
1417                         goto out;
1418         }
1419
1420         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1421                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
1422         trace(s, slab, object, 0);
1423         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1424         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1425
1426         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1427         if (object != tail) {
1428                 object = get_freepointer(s, object);
1429                 goto next_object;
1430         }
1431         ret = 1;
1432
1433 out:
1434         if (cnt != bulk_cnt)
1435                 slab_err(s, slab, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1436                          bulk_cnt, cnt);
1437
1438         slab_unlock(slab, &flags2);
1439         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1440         if (!ret)
1441                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1442         return ret;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1447  *
1448  * @str:    start of block
1449  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1450  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1451  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1452  *
1453  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1454  */
1455 static char *
1456 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1457 {
1458         bool higher_order_disable = false;
1459
1460         /* Skip any completely empty blocks */
1461         while (*str && *str == ';')
1462                 str++;
1463
1464         if (*str == ',') {
1465                 /*
1466                  * No options but restriction on slabs. This means full
1467                  * debugging for slabs matching a pattern.
1468                  */
1469                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1470                 goto check_slabs;
1471         }
1472         *flags = 0;
1473
1474         /* Determine which debug features should be switched on */
1475         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1476                 switch (tolower(*str)) {
1477                 case '-':
1478                         *flags = 0;
1479                         break;
1480                 case 'f':
1481                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1482                         break;
1483                 case 'z':
1484                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1485                         break;
1486                 case 'p':
1487                         *flags |= SLAB_POISON;
1488                         break;
1489                 case 'u':
1490                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1491                         break;
1492                 case 't':
1493                         *flags |= SLAB_TRACE;
1494                         break;
1495                 case 'a':
1496                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1497                         break;
1498                 case 'o':
1499                         /*
1500                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1501                          * order would increase as a result.
1502                          */
1503                         higher_order_disable = true;
1504                         break;
1505                 default:
1506                         if (init)
1507                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1508                 }
1509         }
1510 check_slabs:
1511         if (*str == ',')
1512                 *slabs = ++str;
1513         else
1514                 *slabs = NULL;
1515
1516         /* Skip over the slab list */
1517         while (*str && *str != ';')
1518                 str++;
1519
1520         /* Skip any completely empty blocks */
1521         while (*str && *str == ';')
1522                 str++;
1523
1524         if (init && higher_order_disable)
1525                 disable_higher_order_debug = 1;
1526
1527         if (*str)
1528                 return str;
1529         else
1530                 return NULL;
1531 }
1532
1533 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1534 {
1535         slab_flags_t flags;
1536         slab_flags_t global_flags;
1537         char *saved_str;
1538         char *slab_list;
1539         bool global_slub_debug_changed = false;
1540         bool slab_list_specified = false;
1541
1542         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1543         if (*str++ != '=' || !*str)
1544                 /*
1545                  * No options specified. Switch on full debugging.
1546                  */
1547                 goto out;
1548
1549         saved_str = str;
1550         while (str) {
1551                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1552
1553                 if (!slab_list) {
1554                         global_flags = flags;
1555                         global_slub_debug_changed = true;
1556                 } else {
1557                         slab_list_specified = true;
1558                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1559                                 stack_depot_want_early_init();
1560                 }
1561         }
1562
1563         /*
1564          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1565          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1566          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1567          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1568          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1569          */
1570         if (slab_list_specified) {
1571                 if (!global_slub_debug_changed)
1572                         global_flags = slub_debug;
1573                 slub_debug_string = saved_str;
1574         }
1575 out:
1576         slub_debug = global_flags;
1577         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1578                 stack_depot_want_early_init();
1579         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1580                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1581         else
1582                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1583         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1584              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1585             (slub_debug & SLAB_POISON))
1586                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1587         return 1;
1588 }
1589
1590 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1591
1592 /*
1593  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1594  * @object_size:        the size of an object without meta data
1595  * @flags:              flags to set
1596  * @name:               name of the cache
1597  *
1598  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1599  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1600  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1601  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1602  */
1603 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1604         slab_flags_t flags, const char *name)
1605 {
1606         char *iter;
1607         size_t len;
1608         char *next_block;
1609         slab_flags_t block_flags;
1610         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1611
1612         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1613                 return flags;
1614
1615         /*
1616          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1617          * don't store user (stack trace) information by default,
1618          * but let the user enable it via the command line below.
1619          */
1620         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1621                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1622
1623         len = strlen(name);
1624         next_block = slub_debug_string;
1625         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1626         while (next_block) {
1627                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1628                 if (!iter)
1629                         continue;
1630                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1631                 while (*iter) {
1632                         char *end, *glob;
1633                         size_t cmplen;
1634
1635                         end = strchrnul(iter, ',');
1636                         if (next_block && next_block < end)
1637                                 end = next_block - 1;
1638
1639                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1640                         if (glob)
1641                                 cmplen = glob - iter;
1642                         else
1643                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1644
1645                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1646                                 flags |= block_flags;
1647                                 return flags;
1648                         }
1649
1650                         if (!*end || *end == ';')
1651                                 break;
1652                         iter = end + 1;
1653                 }
1654         }
1655
1656         return flags | slub_debug_local;
1657 }
1658 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1659 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1660 static inline
1661 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1662
1663 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1664         struct slab *slab, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1665
1666 static inline int free_debug_processing(
1667         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1668         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1669         unsigned long addr) { return 0; }
1670
1671 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1672 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1673                         void *object, u8 val) { return 1; }
1674 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1675                                         struct slab *slab) {}
1676 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1677                                         struct slab *slab) {}
1678 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1679         slab_flags_t flags, const char *name)
1680 {
1681         return flags;
1682 }
1683 #define slub_debug 0
1684
1685 #define disable_higher_order_debug 0
1686
1687 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1688                                                         { return 0; }
1689 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1690                                                         { return 0; }
1691 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1692                                                         int objects) {}
1693 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1694                                                         int objects) {}
1695
1696 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1697                                void **freelist, void *nextfree)
1698 {
1699         return false;
1700 }
1701 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1702
1703 /*
1704  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1705  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1706  */
1707 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1708 {
1709         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1710         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1711         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1712         return ptr;
1713 }
1714
1715 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1716 {
1717         kmemleak_free(x);
1718         kasan_kfree_large(x);
1719 }
1720
1721 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1722                                                 void *x, bool init)
1723 {
1724         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1725
1726         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1727
1728         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1729                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1730
1731         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1732         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1733                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1734                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1735
1736         /*
1737          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1738          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1739          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1740          *
1741          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1742          * but don't touch the SLAB redzone.
1743          */
1744         if (init) {
1745                 int rsize;
1746
1747                 if (!kasan_has_integrated_init())
1748                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1749                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1750                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1751                        s->size - s->inuse - rsize);
1752         }
1753         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1754         return kasan_slab_free(s, x, init);
1755 }
1756
1757 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1758                                            void **head, void **tail,
1759                                            int *cnt)
1760 {
1761
1762         void *object;
1763         void *next = *head;
1764         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1765
1766         if (is_kfence_address(next)) {
1767                 slab_free_hook(s, next, false);
1768                 return true;
1769         }
1770
1771         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1772         *head = NULL;
1773         *tail = NULL;
1774
1775         do {
1776                 object = next;
1777                 next = get_freepointer(s, object);
1778
1779                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1780                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1781                         /* Move object to the new freelist */
1782                         set_freepointer(s, object, *head);
1783                         *head = object;
1784                         if (!*tail)
1785                                 *tail = object;
1786                 } else {
1787                         /*
1788                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1789                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1790                          */
1791                         --(*cnt);
1792                 }
1793         } while (object != old_tail);
1794
1795         if (*head == *tail)
1796                 *tail = NULL;
1797
1798         return *head != NULL;
1799 }
1800
1801 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
1802 {
1803         setup_object_debug(s, object);
1804         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1805         if (unlikely(s->ctor)) {
1806                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1807                 s->ctor(object);
1808                 kasan_poison_object_data(s, object);
1809         }
1810         return object;
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Slab allocation and freeing
1815  */
1816 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1817                 struct kmem_cache_order_objects oo)
1818 {
1819         struct folio *folio;
1820         struct slab *slab;
1821         unsigned int order = oo_order(oo);
1822
1823         if (node == NUMA_NO_NODE)
1824                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
1825         else
1826                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
1827
1828         if (!folio)
1829                 return NULL;
1830
1831         slab = folio_slab(folio);
1832         __folio_set_slab(folio);
1833         if (page_is_pfmemalloc(folio_page(folio, 0)))
1834                 slab_set_pfmemalloc(slab);
1835
1836         return slab;
1837 }
1838
1839 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1840 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1841 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1842 {
1843         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1844         int err;
1845
1846         /* Bailout if already initialised */
1847         if (s->random_seq)
1848                 return 0;
1849
1850         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1851         if (err) {
1852                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1853                         s->name);
1854                 return err;
1855         }
1856
1857         /* Transform to an offset on the set of pages */
1858         if (s->random_seq) {
1859                 unsigned int i;
1860
1861                 for (i = 0; i < count; i++)
1862                         s->random_seq[i] *= s->size;
1863         }
1864         return 0;
1865 }
1866
1867 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1868 static void __init init_freelist_randomization(void)
1869 {
1870         struct kmem_cache *s;
1871
1872         mutex_lock(&slab_mutex);
1873
1874         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1875                 init_cache_random_seq(s);
1876
1877         mutex_unlock(&slab_mutex);
1878 }
1879
1880 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1881 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1882                                 unsigned long *pos, void *start,
1883                                 unsigned long page_limit,
1884                                 unsigned long freelist_count)
1885 {
1886         unsigned int idx;
1887
1888         /*
1889          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1890          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1891          */
1892         do {
1893                 idx = s->random_seq[*pos];
1894                 *pos += 1;
1895                 if (*pos >= freelist_count)
1896                         *pos = 0;
1897         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1898
1899         return (char *)start + idx;
1900 }
1901
1902 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1903 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1904 {
1905         void *start;
1906         void *cur;
1907         void *next;
1908         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1909
1910         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
1911                 return false;
1912
1913         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1914         pos = get_random_int() % freelist_count;
1915
1916         page_limit = slab->objects * s->size;
1917         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
1918
1919         /* First entry is used as the base of the freelist */
1920         cur = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1921                                 freelist_count);
1922         cur = setup_object(s, cur);
1923         slab->freelist = cur;
1924
1925         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
1926                 next = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1927                         freelist_count);
1928                 next = setup_object(s, next);
1929                 set_freepointer(s, cur, next);
1930                 cur = next;
1931         }
1932         set_freepointer(s, cur, NULL);
1933
1934         return true;
1935 }
1936 #else
1937 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1938 {
1939         return 0;
1940 }
1941 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1942 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1943 {
1944         return false;
1945 }
1946 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1947
1948 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1949 {
1950         struct slab *slab;
1951         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1952         gfp_t alloc_gfp;
1953         void *start, *p, *next;
1954         int idx;
1955         bool shuffle;
1956
1957         flags &= gfp_allowed_mask;
1958
1959         flags |= s->allocflags;
1960
1961         /*
1962          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1963          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1964          */
1965         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1966         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1967                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
1968
1969         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1970         if (unlikely(!slab)) {
1971                 oo = s->min;
1972                 alloc_gfp = flags;
1973                 /*
1974                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1975                  * Try a lower order alloc if possible
1976                  */
1977                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1978                 if (unlikely(!slab))
1979                         goto out;
1980                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1981         }
1982
1983         slab->objects = oo_objects(oo);
1984
1985         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
1986
1987         slab->slab_cache = s;
1988
1989         kasan_poison_slab(slab);
1990
1991         start = slab_address(slab);
1992
1993         setup_slab_debug(s, slab, start);
1994
1995         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
1996
1997         if (!shuffle) {
1998                 start = fixup_red_left(s, start);
1999                 start = setup_object(s, start);
2000                 slab->freelist = start;
2001                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2002                         next = p + s->size;
2003                         next = setup_object(s, next);
2004                         set_freepointer(s, p, next);
2005                         p = next;
2006                 }
2007                 set_freepointer(s, p, NULL);
2008         }
2009
2010         slab->inuse = slab->objects;
2011         slab->frozen = 1;
2012
2013 out:
2014         if (!slab)
2015                 return NULL;
2016
2017         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2018
2019         return slab;
2020 }
2021
2022 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2023 {
2024         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2025                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2026
2027         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2028
2029         return allocate_slab(s,
2030                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2031 }
2032
2033 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2034 {
2035         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2036         int order = folio_order(folio);
2037         int pages = 1 << order;
2038
2039         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2040                 void *p;
2041
2042                 slab_pad_check(s, slab);
2043                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2044                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2045         }
2046
2047         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2048         __folio_clear_slab(folio);
2049         folio->mapping = NULL;
2050         if (current->reclaim_state)
2051                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
2052         unaccount_slab(slab, order, s);
2053         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
2054 }
2055
2056 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2057 {
2058         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2059
2060         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2061 }
2062
2063 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2064 {
2065         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
2066                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2067         } else
2068                 __free_slab(s, slab);
2069 }
2070
2071 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2072 {
2073         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2074         free_slab(s, slab);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Management of partially allocated slabs.
2079  */
2080 static inline void
2081 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2082 {
2083         n->nr_partial++;
2084         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2085                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2086         else
2087                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2088 }
2089
2090 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2091                                 struct slab *slab, int tail)
2092 {
2093         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2094         __add_partial(n, slab, tail);
2095 }
2096
2097 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2098                                         struct slab *slab)
2099 {
2100         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2101         list_del(&slab->slab_list);
2102         n->nr_partial--;
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Remove slab from the partial list, freeze it and
2107  * return the pointer to the freelist.
2108  *
2109  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
2110  */
2111 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
2112                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab,
2113                 int mode)
2114 {
2115         void *freelist;
2116         unsigned long counters;
2117         struct slab new;
2118
2119         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2120
2121         /*
2122          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2123          * The old freelist is the list of objects for the
2124          * per cpu allocation list.
2125          */
2126         freelist = slab->freelist;
2127         counters = slab->counters;
2128         new.counters = counters;
2129         if (mode) {
2130                 new.inuse = slab->objects;
2131                 new.freelist = NULL;
2132         } else {
2133                 new.freelist = freelist;
2134         }
2135
2136         VM_BUG_ON(new.frozen);
2137         new.frozen = 1;
2138
2139         if (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2140                         freelist, counters,
2141                         new.freelist, new.counters,
2142                         "acquire_slab"))
2143                 return NULL;
2144
2145         remove_partial(n, slab);
2146         WARN_ON(!freelist);
2147         return freelist;
2148 }
2149
2150 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2151 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2152 #else
2153 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2154                                    int drain) { }
2155 #endif
2156 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2157
2158 /*
2159  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2160  */
2161 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2162                               struct slab **ret_slab, gfp_t gfpflags)
2163 {
2164         struct slab *slab, *slab2;
2165         void *object = NULL;
2166         unsigned long flags;
2167         unsigned int partial_slabs = 0;
2168
2169         /*
2170          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2171          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2172          * partial slab and there is none available then get_partial()
2173          * will return NULL.
2174          */
2175         if (!n || !n->nr_partial)
2176                 return NULL;
2177
2178         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2179         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2180                 void *t;
2181
2182                 if (!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))
2183                         continue;
2184
2185                 t = acquire_slab(s, n, slab, object == NULL);
2186                 if (!t)
2187                         break;
2188
2189                 if (!object) {
2190                         *ret_slab = slab;
2191                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2192                         object = t;
2193                 } else {
2194                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2195                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2196                         partial_slabs++;
2197                 }
2198 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2199                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2200                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2201                         break;
2202 #else
2203                 break;
2204 #endif
2205
2206         }
2207         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2208         return object;
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2213  */
2214 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2215                              struct slab **ret_slab)
2216 {
2217 #ifdef CONFIG_NUMA
2218         struct zonelist *zonelist;
2219         struct zoneref *z;
2220         struct zone *zone;
2221         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2222         void *object;
2223         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2224
2225         /*
2226          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2227          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2228          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2229          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2230          *
2231          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2232          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2233          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2234          * from other nodes and filled up.
2235          *
2236          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2237          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2238          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2239          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2240          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2241          * with available objects.
2242          */
2243         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2244                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2245                 return NULL;
2246
2247         do {
2248                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2249                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2250                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2251                         struct kmem_cache_node *n;
2252
2253                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2254
2255                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2256                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2257                                 object = get_partial_node(s, n, ret_slab, flags);
2258                                 if (object) {
2259                                         /*
2260                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2261                                          * here - if mems_allowed was updated in
2262                                          * parallel, that was a harmless race
2263                                          * between allocation and the cpuset
2264                                          * update
2265                                          */
2266                                         return object;
2267                                 }
2268                         }
2269                 }
2270         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2271 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2272         return NULL;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Get a partial slab, lock it and return it.
2277  */
2278 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2279                          struct slab **ret_slab)
2280 {
2281         void *object;
2282         int searchnode = node;
2283
2284         if (node == NUMA_NO_NODE)
2285                 searchnode = numa_mem_id();
2286
2287         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_slab, flags);
2288         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2289                 return object;
2290
2291         return get_any_partial(s, flags, ret_slab);
2292 }
2293
2294 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2295 /*
2296  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2297  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2298  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2299  */
2300 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2301 #else
2302 /*
2303  * No preemption supported therefore also no need to check for
2304  * different cpus.
2305  */
2306 #define TID_STEP 1
2307 #endif
2308
2309 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2310 {
2311         return tid + TID_STEP;
2312 }
2313
2314 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2315 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2316 {
2317         return tid % TID_STEP;
2318 }
2319
2320 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2321 {
2322         return tid / TID_STEP;
2323 }
2324 #endif
2325
2326 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2327 {
2328         return cpu;
2329 }
2330
2331 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2332                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2333 {
2334 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2335         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2336
2337         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2338
2339 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2340         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2341                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2342                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2343         else
2344 #endif
2345         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2346                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2347                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2348         else
2349                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2350                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2351 #endif
2352         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2353 }
2354
2355 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2356 {
2357         int cpu;
2358         struct kmem_cache_cpu *c;
2359
2360         for_each_possible_cpu(cpu) {
2361                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2362                 local_lock_init(&c->lock);
2363                 c->tid = init_tid(cpu);
2364         }
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2369  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2370  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2371  * by the caller.
2372  */
2373 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2374                             void *freelist)
2375 {
2376         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE, M_FULL_NOLIST };
2377         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2378         int free_delta = 0;
2379         enum slab_modes mode = M_NONE;
2380         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2381         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2382         unsigned long flags = 0;
2383         struct slab new;
2384         struct slab old;
2385
2386         if (slab->freelist) {
2387                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2388                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2393          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2394          */
2395         freelist_tail = NULL;
2396         freelist_iter = freelist;
2397         while (freelist_iter) {
2398                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2399
2400                 /*
2401                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2402                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2403                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2404                  */
2405                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2406                         break;
2407
2408                 freelist_tail = freelist_iter;
2409                 free_delta++;
2410
2411                 freelist_iter = nextfree;
2412         }
2413
2414         /*
2415          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2416          * freelist to the head of slab's freelist.
2417          *
2418          * Ensure that the slab is unfrozen while the list presence
2419          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2420          *
2421          * We first perform cmpxchg holding lock and insert to list
2422          * when it succeed. If there is mismatch then the slab is not
2423          * unfrozen and number of objects in the slab may have changed.
2424          * Then release lock and retry cmpxchg again.
2425          */
2426 redo:
2427
2428         old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2429         old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2430         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2431
2432         /* Determine target state of the slab */
2433         new.counters = old.counters;
2434         if (freelist_tail) {
2435                 new.inuse -= free_delta;
2436                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2437                 new.freelist = freelist;
2438         } else
2439                 new.freelist = old.freelist;
2440
2441         new.frozen = 0;
2442
2443         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2444                 mode = M_FREE;
2445         } else if (new.freelist) {
2446                 mode = M_PARTIAL;
2447                 /*
2448                  * Taking the spinlock removes the possibility that
2449                  * acquire_slab() will see a slab that is frozen
2450                  */
2451                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2452         } else if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER)) {
2453                 mode = M_FULL;
2454                 /*
2455                  * This also ensures that the scanning of full
2456                  * slabs from diagnostic functions will not see
2457                  * any frozen slabs.
2458                  */
2459                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2460         } else {
2461                 mode = M_FULL_NOLIST;
2462         }
2463
2464
2465         if (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
2466                                 old.freelist, old.counters,
2467                                 new.freelist, new.counters,
2468                                 "unfreezing slab")) {
2469                 if (mode == M_PARTIAL || mode == M_FULL)
2470                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2471                 goto redo;
2472         }
2473
2474
2475         if (mode == M_PARTIAL) {
2476                 add_partial(n, slab, tail);
2477                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2478                 stat(s, tail);
2479         } else if (mode == M_FREE) {
2480                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2481                 discard_slab(s, slab);
2482                 stat(s, FREE_SLAB);
2483         } else if (mode == M_FULL) {
2484                 add_full(s, n, slab);
2485                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2486                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2487         } else if (mode == M_FULL_NOLIST) {
2488                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2489         }
2490 }
2491
2492 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2493 static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2494 {
2495         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2496         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2497         unsigned long flags = 0;
2498
2499         while (partial_slab) {
2500                 struct slab new;
2501                 struct slab old;
2502
2503                 slab = partial_slab;
2504                 partial_slab = slab->next;
2505
2506                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2507                 if (n != n2) {
2508                         if (n)
2509                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2510
2511                         n = n2;
2512                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2513                 }
2514
2515                 do {
2516
2517                         old.freelist = slab->freelist;
2518                         old.counters = slab->counters;
2519                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2520
2521                         new.counters = old.counters;
2522                         new.freelist = old.freelist;
2523
2524                         new.frozen = 0;
2525
2526                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2527                                 old.freelist, old.counters,
2528                                 new.freelist, new.counters,
2529                                 "unfreezing slab"));
2530
2531                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2532                         slab->next = slab_to_discard;
2533                         slab_to_discard = slab;
2534                 } else {
2535                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2536                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2537                 }
2538         }
2539
2540         if (n)
2541                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2542
2543         while (slab_to_discard) {
2544                 slab = slab_to_discard;
2545                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2546
2547                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2548                 discard_slab(s, slab);
2549                 stat(s, FREE_SLAB);
2550         }
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2555  */
2556 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
2557 {
2558         struct slab *partial_slab;
2559         unsigned long flags;
2560
2561         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2562         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2563         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2564         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2565
2566         if (partial_slab)
2567                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2568 }
2569
2570 static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2571                                   struct kmem_cache_cpu *c)
2572 {
2573         struct slab *partial_slab;
2574
2575         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2576         c->partial = NULL;
2577
2578         if (partial_slab)
2579                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Put a slab that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2584  * partial slab slot if available.
2585  *
2586  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2587  * per node partial list.
2588  */
2589 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2590 {
2591         struct slab *oldslab;
2592         struct slab *slab_to_unfreeze = NULL;
2593         unsigned long flags;
2594         int slabs = 0;
2595
2596         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2597
2598         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2599
2600         if (oldslab) {
2601                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2602                         /*
2603                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2604                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2605                          * outside of the critical section.
2606                          */
2607                         slab_to_unfreeze = oldslab;
2608                         oldslab = NULL;
2609                 } else {
2610                         slabs = oldslab->slabs;
2611                 }
2612         }
2613
2614         slabs++;
2615
2616         slab->slabs = slabs;
2617         slab->next = oldslab;
2618
2619         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2620
2621         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2622
2623         if (slab_to_unfreeze) {
2624                 __unfreeze_partials(s, slab_to_unfreeze);
2625                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2626         }
2627 }
2628
2629 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2630
2631 static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
2632 static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2633                                   struct kmem_cache_cpu *c) { }
2634
2635 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2636
2637 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2638 {
2639         unsigned long flags;
2640         struct slab *slab;
2641         void *freelist;
2642
2643         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2644
2645         slab = c->slab;
2646         freelist = c->freelist;
2647
2648         c->slab = NULL;
2649         c->freelist = NULL;
2650         c->tid = next_tid(c->tid);
2651
2652         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2653
2654         if (slab) {
2655                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2656                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2657         }
2658 }
2659
2660 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2661 {
2662         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2663         void *freelist = c->freelist;
2664         struct slab *slab = c->slab;
2665
2666         c->slab = NULL;
2667         c->freelist = NULL;
2668         c->tid = next_tid(c->tid);
2669
2670         if (slab) {
2671                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2672                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2673         }
2674
2675         unfreeze_partials_cpu(s, c);
2676 }
2677
2678 struct slub_flush_work {
2679         struct work_struct work;
2680         struct kmem_cache *s;
2681         bool skip;
2682 };
2683
2684 /*
2685  * Flush cpu slab.
2686  *
2687  * Called from CPU work handler with migration disabled.
2688  */
2689 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
2690 {
2691         struct kmem_cache *s;
2692         struct kmem_cache_cpu *c;
2693         struct slub_flush_work *sfw;
2694
2695         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
2696
2697         s = sfw->s;
2698         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2699
2700         if (c->slab)
2701                 flush_slab(s, c);
2702
2703         unfreeze_partials(s);
2704 }
2705
2706 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
2707 {
2708         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2709
2710         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
2711 }
2712
2713 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
2714 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
2715
2716 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
2717 {
2718         struct slub_flush_work *sfw;
2719         unsigned int cpu;
2720
2721         lockdep_assert_cpus_held();
2722         mutex_lock(&flush_lock);
2723
2724         for_each_online_cpu(cpu) {
2725                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2726                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
2727                         sfw->skip = true;
2728                         continue;
2729                 }
2730                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
2731                 sfw->skip = false;
2732                 sfw->s = s;
2733                 schedule_work_on(cpu, &sfw->work);
2734         }
2735
2736         for_each_online_cpu(cpu) {
2737                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2738                 if (sfw->skip)
2739                         continue;
2740                 flush_work(&sfw->work);
2741         }
2742
2743         mutex_unlock(&flush_lock);
2744 }
2745
2746 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2747 {
2748         cpus_read_lock();
2749         flush_all_cpus_locked(s);
2750         cpus_read_unlock();
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2755  * necessary.
2756  */
2757 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2758 {
2759         struct kmem_cache *s;
2760
2761         mutex_lock(&slab_mutex);
2762         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2763                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2764         mutex_unlock(&slab_mutex);
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2770  * locality expectations.
2771  */
2772 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
2773 {
2774 #ifdef CONFIG_NUMA
2775         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
2776                 return 0;
2777 #endif
2778         return 1;
2779 }
2780
2781 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2782 static int count_free(struct slab *slab)
2783 {
2784         return slab->objects - slab->inuse;
2785 }
2786
2787 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2788 {
2789         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2790 }
2791 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2792
2793 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2794 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2795                                         int (*get_count)(struct slab *))
2796 {
2797         unsigned long flags;
2798         unsigned long x = 0;
2799         struct slab *slab;
2800
2801         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2802         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
2803                 x += get_count(slab);
2804         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2805         return x;
2806 }
2807 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2808
2809 static noinline void
2810 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2811 {
2812 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2813         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2814                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2815         int node;
2816         struct kmem_cache_node *n;
2817
2818         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2819                 return;
2820
2821         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2822                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2823         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2824                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2825                 oo_order(s->min));
2826
2827         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2828                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2829                         s->name);
2830
2831         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2832                 unsigned long nr_slabs;
2833                 unsigned long nr_objs;
2834                 unsigned long nr_free;
2835
2836                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2837                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2838                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2839
2840                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2841                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2842         }
2843 #endif
2844 }
2845
2846 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
2847 {
2848         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
2849                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2850
2851         return true;
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
2856  * per cpu freelist or deactivate the slab.
2857  *
2858  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
2859  *
2860  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
2861  */
2862 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2863 {
2864         struct slab new;
2865         unsigned long counters;
2866         void *freelist;
2867
2868         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2869
2870         do {
2871                 freelist = slab->freelist;
2872                 counters = slab->counters;
2873
2874                 new.counters = counters;
2875                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2876
2877                 new.inuse = slab->objects;
2878                 new.frozen = freelist != NULL;
2879
2880         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2881                 freelist, counters,
2882                 NULL, new.counters,
2883                 "get_freelist"));
2884
2885         return freelist;
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2890  * debugging duties.
2891  *
2892  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2893  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2894  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2895  *
2896  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2897  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2898  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2899  *
2900  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2901  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2902  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2903  *
2904  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
2905  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2906  */
2907 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2908                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2909 {
2910         void *freelist;
2911         struct slab *slab;
2912         unsigned long flags;
2913
2914         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2915
2916 reread_slab:
2917
2918         slab = READ_ONCE(c->slab);
2919         if (!slab) {
2920                 /*
2921                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2922                  * ignore the node constraint
2923                  */
2924                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2925                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2926                         node = NUMA_NO_NODE;
2927                 goto new_slab;
2928         }
2929 redo:
2930
2931         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
2932                 /*
2933                  * same as above but node_match() being false already
2934                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2935                  */
2936                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2937                         node = NUMA_NO_NODE;
2938                 } else {
2939                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2940                         goto deactivate_slab;
2941                 }
2942         }
2943
2944         /*
2945          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2946          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2947          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2948          */
2949         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
2950                 goto deactivate_slab;
2951
2952         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
2953         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2954         if (unlikely(slab != c->slab)) {
2955                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2956                 goto reread_slab;
2957         }
2958         freelist = c->freelist;
2959         if (freelist)
2960                 goto load_freelist;
2961
2962         freelist = get_freelist(s, slab);
2963
2964         if (!freelist) {
2965                 c->slab = NULL;
2966                 c->tid = next_tid(c->tid);
2967                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2968                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2969                 goto new_slab;
2970         }
2971
2972         stat(s, ALLOC_REFILL);
2973
2974 load_freelist:
2975
2976         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2977
2978         /*
2979          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2980          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
2981          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
2982          */
2983         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
2984         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2985         c->tid = next_tid(c->tid);
2986         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2987         return freelist;
2988
2989 deactivate_slab:
2990
2991         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2992         if (slab != c->slab) {
2993                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2994                 goto reread_slab;
2995         }
2996         freelist = c->freelist;
2997         c->slab = NULL;
2998         c->freelist = NULL;
2999         c->tid = next_tid(c->tid);
3000         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3001         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3002
3003 new_slab:
3004
3005         if (slub_percpu_partial(c)) {
3006                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3007                 if (unlikely(c->slab)) {
3008                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3009                         goto reread_slab;
3010                 }
3011                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3012                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3013                         /* we were preempted and partial list got empty */
3014                         goto new_objects;
3015                 }
3016
3017                 slab = c->slab = slub_percpu_partial(c);
3018                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3019                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3020                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3021                 goto redo;
3022         }
3023
3024 new_objects:
3025
3026         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &slab);
3027         if (freelist)
3028                 goto check_new_slab;
3029
3030         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3031         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3032         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3033
3034         if (unlikely(!slab)) {
3035                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3036                 return NULL;
3037         }
3038
3039         /*
3040          * No other reference to the slab yet so we can
3041          * muck around with it freely without cmpxchg
3042          */
3043         freelist = slab->freelist;
3044         slab->freelist = NULL;
3045
3046         stat(s, ALLOC_SLAB);
3047
3048 check_new_slab:
3049
3050         if (kmem_cache_debug(s)) {
3051                 if (!alloc_debug_processing(s, slab, freelist, addr)) {
3052                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
3053                         goto new_slab;
3054                 } else {
3055                         /*
3056                          * For debug case, we don't load freelist so that all
3057                          * allocations go through alloc_debug_processing()
3058                          */
3059                         goto return_single;
3060                 }
3061         }
3062
3063         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3064                 /*
3065                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3066                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3067                  */
3068                 goto return_single;
3069
3070 retry_load_slab:
3071
3072         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3073         if (unlikely(c->slab)) {
3074                 void *flush_freelist = c->freelist;
3075                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3076
3077                 c->slab = NULL;
3078                 c->freelist = NULL;
3079                 c->tid = next_tid(c->tid);
3080
3081                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3082
3083                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3084
3085                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3086
3087                 goto retry_load_slab;
3088         }
3089         c->slab = slab;
3090
3091         goto load_freelist;
3092
3093 return_single:
3094
3095         deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3096         return freelist;
3097 }
3098
3099 /*
3100  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3101  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3102  * pointer.
3103  */
3104 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3105                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
3106 {
3107         void *p;
3108
3109 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3110         /*
3111          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3112          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3113          * pointer.
3114          */
3115         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3116 #endif
3117
3118         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3119 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3120         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3121 #endif
3122         return p;
3123 }
3124
3125 /*
3126  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3127  * zeroing out freelist pointer.
3128  */
3129 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3130                                                    void *obj)
3131 {
3132         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3133                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3134                         0, sizeof(void *));
3135 }
3136
3137 /*
3138  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3139  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3140  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3141  *
3142  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3143  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3144  *
3145  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3146  */
3147 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3148                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3149 {
3150         void *object;
3151         struct kmem_cache_cpu *c;
3152         struct slab *slab;
3153         unsigned long tid;
3154         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3155         bool init = false;
3156
3157         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3158         if (!s)
3159                 return NULL;
3160
3161         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3162         if (unlikely(object))
3163                 goto out;
3164
3165 redo:
3166         /*
3167          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3168          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3169          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3170          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3171          *
3172          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3173          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3174          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3175          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3176          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3177          */
3178         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3179         tid = READ_ONCE(c->tid);
3180
3181         /*
3182          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3183          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3184          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3185          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3186          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3187          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3188          */
3189         barrier();
3190
3191         /*
3192          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3193          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3194          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3195          * linked list in between.
3196          */
3197
3198         object = c->freelist;
3199         slab = c->slab;
3200         /*
3201          * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if a
3202          * slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not protected
3203          * against a fast path operation in an irq handler. So we need to take
3204          * the slow path which uses local_lock. It is still relatively fast if
3205          * there is a suitable cpu freelist.
3206          */
3207         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ||
3208             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3209                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3210         } else {
3211                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3212
3213                 /*
3214                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3215                  * operation and if we are on the right processor.
3216                  *
3217                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3218                  * semantics!)
3219                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3220                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3221                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3222                  *
3223                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3224                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3225                  * other cpus.
3226                  */
3227                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3228                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3229                                 object, tid,
3230                                 next_object, next_tid(tid)))) {
3231
3232                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3233                         goto redo;
3234                 }
3235                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3236                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3237         }
3238
3239         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3240         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3241
3242 out:
3243         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
3244
3245         return object;
3246 }
3247
3248 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3249                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3250 {
3251         return slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3252 }
3253
3254 static __always_inline
3255 void *__kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3256                              gfp_t gfpflags)
3257 {
3258         void *ret = slab_alloc(s, lru, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3259
3260         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
3261                                 s->size, gfpflags);
3262
3263         return ret;
3264 }
3265
3266 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3267 {
3268         return __kmem_cache_alloc_lru(s, NULL, gfpflags);
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3271
3272 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3273                            gfp_t gfpflags)
3274 {
3275         return __kmem_cache_alloc_lru(s, lru, gfpflags);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3278
3279 #ifdef CONFIG_TRACING
3280 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3281 {
3282         void *ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, _RET_IP_, size);
3283         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
3284         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3285         return ret;
3286 }
3287 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3288 #endif
3289
3290 #ifdef CONFIG_NUMA
3291 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3292 {
3293         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3294
3295         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3296                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3297
3298         return ret;
3299 }
3300 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3301
3302 #ifdef CONFIG_TRACING
3303 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3304                                     gfp_t gfpflags,
3305                                     int node, size_t size)
3306 {
3307         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3308
3309         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3310                            size, s->size, gfpflags, node);
3311
3312         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3313         return ret;
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3316 #endif
3317 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3318
3319 /*
3320  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3321  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3322  *
3323  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3324  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
3325  * handling required then we can return immediately.
3326  */
3327 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3328                         void *head, void *tail, int cnt,
3329                         unsigned long addr)
3330
3331 {
3332         void *prior;
3333         int was_frozen;
3334         struct slab new;
3335         unsigned long counters;
3336         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3337         unsigned long flags;
3338
3339         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3340
3341         if (kfence_free(head))
3342                 return;
3343
3344         if (kmem_cache_debug(s) &&
3345             !free_debug_processing(s, slab, head, tail, cnt, addr))
3346                 return;
3347
3348         do {
3349                 if (unlikely(n)) {
3350                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3351                         n = NULL;
3352                 }
3353                 prior = slab->freelist;
3354                 counters = slab->counters;
3355                 set_freepointer(s, tail, prior);
3356                 new.counters = counters;
3357                 was_frozen = new.frozen;
3358                 new.inuse -= cnt;
3359                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3360
3361                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3362
3363                                 /*
3364                                  * Slab was on no list before and will be
3365                                  * partially empty
3366                                  * We can defer the list move and instead
3367                                  * freeze it.
3368                                  */
3369                                 new.frozen = 1;
3370
3371                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3372
3373                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
3374                                 /*
3375                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3376                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3377                                  * drop the list_lock without any processing.
3378                                  *
3379                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3380                                  * other processors updating the list of slabs.
3381                                  */
3382                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3383
3384                         }
3385                 }
3386
3387         } while (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
3388                 prior, counters,
3389                 head, new.counters,
3390                 "__slab_free"));
3391
3392         if (likely(!n)) {
3393
3394                 if (likely(was_frozen)) {
3395                         /*
3396                          * The list lock was not taken therefore no list
3397                          * activity can be necessary.
3398                          */
3399                         stat(s, FREE_FROZEN);
3400                 } else if (new.frozen) {
3401                         /*
3402                          * If we just froze the slab then put it onto the
3403                          * per cpu partial list.
3404                          */
3405                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
3406                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3407                 }
3408
3409                 return;
3410         }
3411
3412         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3413                 goto slab_empty;
3414
3415         /*
3416          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3417          * then add it.
3418          */
3419         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3420                 remove_full(s, n, slab);
3421                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3422                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3423         }
3424         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3425         return;
3426
3427 slab_empty:
3428         if (prior) {
3429                 /*
3430                  * Slab on the partial list.
3431                  */
3432                 remove_partial(n, slab);
3433                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3434         } else {
3435                 /* Slab must be on the full list */
3436                 remove_full(s, n, slab);
3437         }
3438
3439         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3440         stat(s, FREE_SLAB);
3441         discard_slab(s, slab);
3442 }
3443
3444 /*
3445  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3446  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3447  *
3448  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3449  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3450  * the item before.
3451  *
3452  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3453  * with all sorts of special processing.
3454  *
3455  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3456  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3457  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3458  */
3459 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3460                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
3461                                 int cnt, unsigned long addr)
3462 {
3463         void *tail_obj = tail ? : head;
3464         struct kmem_cache_cpu *c;
3465         unsigned long tid;
3466
3467         /* memcg_slab_free_hook() is already called for bulk free. */
3468         if (!tail)
3469                 memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3470 redo:
3471         /*
3472          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3473          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3474          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3475          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3476          */
3477         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3478         tid = READ_ONCE(c->tid);
3479
3480         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3481         barrier();
3482
3483         if (likely(slab == c->slab)) {
3484 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
3485                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3486
3487                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3488
3489                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3490                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3491                                 freelist, tid,
3492                                 head, next_tid(tid)))) {
3493
3494                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3495                         goto redo;
3496                 }
3497 #else /* CONFIG_PREEMPT_RT */
3498                 /*
3499                  * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if
3500                  * a slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not
3501                  * protected against a fast path operation in an irq handler. So
3502                  * we need to take the local_lock. We shouldn't simply defer to
3503                  * __slab_free() as that wouldn't use the cpu freelist at all.
3504                  */
3505                 void **freelist;
3506
3507                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
3508                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3509                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
3510                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3511                         goto redo;
3512                 }
3513                 tid = c->tid;
3514                 freelist = c->freelist;
3515
3516                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3517                 c->freelist = head;
3518                 c->tid = next_tid(tid);
3519
3520                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3521 #endif
3522                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3523         } else
3524                 __slab_free(s, slab, head, tail_obj, cnt, addr);
3525
3526 }
3527
3528 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3529                                       void *head, void *tail, int cnt,
3530                                       unsigned long addr)
3531 {
3532         /*
3533          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3534          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3535          */
3536         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
3537                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
3538 }
3539
3540 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3541 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3542 {
3543         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, addr);
3544 }
3545 #endif
3546
3547 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3548 {
3549         s = cache_from_obj(s, x);
3550         if (!s)
3551                 return;
3552         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3553         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3554 }
3555 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3556
3557 struct detached_freelist {
3558         struct slab *slab;
3559         void *tail;
3560         void *freelist;
3561         int cnt;
3562         struct kmem_cache *s;
3563 };
3564
3565 static inline void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
3566 {
3567         unsigned int order = folio_order(folio);
3568
3569         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
3570                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
3571
3572         kfree_hook(object);
3573         mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3574                               -(PAGE_SIZE << order));
3575         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
3576 }
3577
3578 /*
3579  * This function progressively scans the array with free objects (with
3580  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3581  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
3582  * slab/objects.  This can happen without any need for
3583  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3584  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3585  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3586  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3587  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3588  * to performance reasons.
3589  */
3590 static inline
3591 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3592                             void **p, struct detached_freelist *df)
3593 {
3594         size_t first_skipped_index = 0;
3595         int lookahead = 3;
3596         void *object;
3597         struct folio *folio;
3598         struct slab *slab;
3599
3600         /* Always re-init detached_freelist */
3601         df->slab = NULL;
3602
3603         do {
3604                 object = p[--size];
3605                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3606         } while (!object && size);
3607
3608         if (!object)
3609                 return 0;
3610
3611         folio = virt_to_folio(object);
3612         if (!s) {
3613                 /* Handle kalloc'ed objects */
3614                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
3615                         free_large_kmalloc(folio, object);
3616                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3617                         return size;
3618                 }
3619                 /* Derive kmem_cache from object */
3620                 slab = folio_slab(folio);
3621                 df->s = slab->slab_cache;
3622         } else {
3623                 slab = folio_slab(folio);
3624                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3625         }
3626
3627         if (is_kfence_address(object)) {
3628                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3629                 __kfence_free(object);
3630                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3631                 return size;
3632         }
3633
3634         /* Start new detached freelist */
3635         df->slab = slab;
3636         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3637         df->tail = object;
3638         df->freelist = object;
3639         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3640         df->cnt = 1;
3641
3642         while (size) {
3643                 object = p[--size];
3644                 if (!object)
3645                         continue; /* Skip processed objects */
3646
3647                 /* df->slab is always set at this point */
3648                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
3649                         /* Opportunity build freelist */
3650                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3651                         df->freelist = object;
3652                         df->cnt++;
3653                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3654
3655                         continue;
3656                 }
3657
3658                 /* Limit look ahead search */
3659                 if (!--lookahead)
3660                         break;
3661
3662                 if (!first_skipped_index)
3663                         first_skipped_index = size + 1;
3664         }
3665
3666         return first_skipped_index;
3667 }
3668
3669 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3670 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3671 {
3672         if (WARN_ON(!size))
3673                 return;
3674
3675         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3676         do {
3677                 struct detached_freelist df;
3678
3679                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3680                 if (!df.slab)
3681                         continue;
3682
3683                 slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3684         } while (likely(size));
3685 }
3686 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3687
3688 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3689 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3690                           void **p)
3691 {
3692         struct kmem_cache_cpu *c;
3693         int i;
3694         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3695
3696         /* memcg and kmem_cache debug support */
3697         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
3698         if (unlikely(!s))
3699                 return false;
3700         /*
3701          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3702          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3703          * handlers invoking normal fastpath.
3704          */
3705         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3706         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3707
3708         for (i = 0; i < size; i++) {
3709                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3710
3711                 if (unlikely(object)) {
3712                         p[i] = object;
3713                         continue;
3714                 }
3715
3716                 object = c->freelist;
3717                 if (unlikely(!object)) {
3718                         /*
3719                          * We may have removed an object from c->freelist using
3720                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3721                          * c->tid has not been bumped yet.
3722                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3723                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3724                          */
3725                         c->tid = next_tid(c->tid);
3726
3727                         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3728
3729                         /*
3730                          * Invoking slow path likely have side-effect
3731                          * of re-populating per CPU c->freelist
3732                          */
3733                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3734                                             _RET_IP_, c);
3735                         if (unlikely(!p[i]))
3736                                 goto error;
3737
3738                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3739                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3740
3741                         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3742
3743                         continue; /* goto for-loop */
3744                 }
3745                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3746                 p[i] = object;
3747                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3748         }
3749         c->tid = next_tid(c->tid);
3750         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3751         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3752
3753         /*
3754          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3755          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3756          */
3757         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3758                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3759         return i;
3760 error:
3761         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3762         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3763         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3764         return 0;
3765 }
3766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3767
3768
3769 /*
3770  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3771  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3772  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3773  * another.
3774  *
3775  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3776  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3777  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3778  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3779  * locking overhead.
3780  */
3781
3782 /*
3783  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3784  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3785  * and increases the number of allocations possible without having to
3786  * take the list_lock.
3787  */
3788 static unsigned int slub_min_order;
3789 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3790 static unsigned int slub_min_objects;
3791
3792 /*
3793  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3794  *
3795  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3796  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3797  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3798  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3799  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3800  * would be wasted.
3801  *
3802  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3803  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3804  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3805  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3806  *
3807  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3808  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3809  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3810  * of space in favor of a small page order.
3811  *
3812  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3813  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3814  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3815  * the smallest order which will fit the object.
3816  */
3817 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
3818                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3819                 unsigned int fract_leftover)
3820 {
3821         unsigned int min_order = slub_min_order;
3822         unsigned int order;
3823
3824         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3825                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3826
3827         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3828                         order <= max_order; order++) {
3829
3830                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3831                 unsigned int rem;
3832
3833                 rem = slab_size % size;
3834
3835                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3836                         break;
3837         }
3838
3839         return order;
3840 }
3841
3842 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3843 {
3844         unsigned int order;
3845         unsigned int min_objects;
3846         unsigned int max_objects;
3847         unsigned int nr_cpus;
3848
3849         /*
3850          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3851          * works by first attempting to generate a layout with
3852          * the best configuration and backing off gradually.
3853          *
3854          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3855          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3856          */
3857         min_objects = slub_min_objects;
3858         if (!min_objects) {
3859                 /*
3860                  * Some architectures will only update present cpus when
3861                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3862                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3863                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3864                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3865                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3866                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3867                  */
3868                 nr_cpus = num_present_cpus();
3869                 if (nr_cpus <= 1)
3870                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3871                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3872         }
3873         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3874         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3875
3876         while (min_objects > 1) {
3877                 unsigned int fraction;
3878
3879                 fraction = 16;
3880                 while (fraction >= 4) {
3881                         order = calc_slab_order(size, min_objects,
3882                                         slub_max_order, fraction);
3883                         if (order <= slub_max_order)
3884                                 return order;
3885                         fraction /= 2;
3886                 }
3887                 min_objects--;
3888         }
3889
3890         /*
3891          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3892          * lets see if we can place a single object there.
3893          */
3894         order = calc_slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3895         if (order <= slub_max_order)
3896                 return order;
3897
3898         /*
3899          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3900          */
3901         order = calc_slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3902         if (order < MAX_ORDER)
3903                 return order;
3904         return -ENOSYS;
3905 }
3906
3907 static void
3908 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3909 {
3910         n->nr_partial = 0;
3911         spin_lock_init(&n->list_lock);
3912         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3913 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3914         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3915         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3916         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3917 #endif
3918 }
3919
3920 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3921 {
3922         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3923                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3924
3925         /*
3926          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3927          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3928          */
3929         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3930                                      2 * sizeof(void *));
3931
3932         if (!s->cpu_slab)
3933                 return 0;
3934
3935         init_kmem_cache_cpus(s);
3936
3937         return 1;
3938 }
3939
3940 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3941
3942 /*
3943  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3944  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3945  * possible.
3946  *
3947  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3948  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3949  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3950  */
3951 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3952 {
3953         struct slab *slab;
3954         struct kmem_cache_node *n;
3955
3956         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3957
3958         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3959
3960         BUG_ON(!slab);
3961         if (slab_nid(slab) != node) {
3962                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3963                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3964         }
3965
3966         n = slab->freelist;
3967         BUG_ON(!n);
3968 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3969         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3970         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3971 #endif
3972         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3973         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3974         slab->inuse = 1;
3975         slab->frozen = 0;
3976         kmem_cache_node->node[node] = n;
3977         init_kmem_cache_node(n);
3978         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
3979
3980         /*
3981          * No locks need to be taken here as it has just been
3982          * initialized and there is no concurrent access.
3983          */
3984         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3985 }
3986
3987 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3988 {
3989         int node;
3990         struct kmem_cache_node *n;
3991
3992         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3993                 s->node[node] = NULL;
3994                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3995         }
3996 }
3997
3998 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3999 {
4000         cache_random_seq_destroy(s);
4001         free_percpu(s->cpu_slab);
4002         free_kmem_cache_nodes(s);
4003 }
4004
4005 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4006 {
4007         int node;
4008
4009         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4010                 struct kmem_cache_node *n;
4011
4012                 if (slab_state == DOWN) {
4013                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4014                         continue;
4015                 }
4016                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4017                                                 GFP_KERNEL, node);
4018
4019                 if (!n) {
4020                         free_kmem_cache_nodes(s);
4021                         return 0;
4022                 }
4023
4024                 init_kmem_cache_node(n);
4025                 s->node[node] = n;
4026         }
4027         return 1;
4028 }
4029
4030 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4031 {
4032 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4033         unsigned int nr_objects;
4034
4035         /*
4036          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4037          * per cpu partial lists of a processor.
4038          *
4039          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4040          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4041          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4042          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4043          *
4044          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4045          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4046          * slub_set_cpu_partial()
4047          */
4048         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4049                 nr_objects = 0;
4050         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4051                 nr_objects = 6;
4052         else if (s->size >= 1024)
4053                 nr_objects = 24;
4054         else if (s->size >= 256)
4055                 nr_objects = 52;
4056         else
4057                 nr_objects = 120;
4058
4059         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4060 #endif
4061 }
4062
4063 /*
4064  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4065  * a slab object.
4066  */
4067 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4068 {
4069         slab_flags_t flags = s->flags;
4070         unsigned int size = s->object_size;
4071         unsigned int order;
4072
4073         /*
4074          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4075          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4076          * the possible location of the free pointer.
4077          */
4078         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4079
4080 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4081         /*
4082          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4083          * the slab may touch the object after free or before allocation
4084          * then we should never poison the object itself.
4085          */
4086         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4087                         !s->ctor)
4088                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4089         else
4090                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4091
4092
4093         /*
4094          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4095          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4096          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4097          */
4098         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4099                 size += sizeof(void *);
4100 #endif
4101
4102         /*
4103          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4104          * by the object and redzoning.
4105          */
4106         s->inuse = size;
4107
4108         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4109             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4110             s->ctor) {
4111                 /*
4112                  * Relocate free pointer after the object if it is not
4113                  * permitted to overwrite the first word of the object on
4114                  * kmem_cache_free.
4115                  *
4116                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
4117                  * destructor, are poisoning the objects, or are
4118                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
4119                  *
4120                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
4121                  * pointer is outside of the object is used in the
4122                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
4123                  * longer true, the function needs to be modified.
4124                  */
4125                 s->offset = size;
4126                 size += sizeof(void *);
4127         } else {
4128                 /*
4129                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
4130                  * it away from the edges of the object to avoid small
4131                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
4132                  */
4133                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
4134         }
4135
4136 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4137         if (flags & SLAB_STORE_USER)
4138                 /*
4139                  * Need to store information about allocs and frees after
4140                  * the object.
4141                  */
4142                 size += 2 * sizeof(struct track);
4143 #endif
4144
4145         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
4146 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4147         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
4148                 /*
4149                  * Add some empty padding so that we can catch
4150                  * overwrites from earlier objects rather than let
4151                  * tracking information or the free pointer be
4152                  * corrupted if a user writes before the start
4153                  * of the object.
4154                  */
4155                 size += sizeof(void *);
4156
4157                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
4158                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
4159                 size += s->red_left_pad;
4160         }
4161 #endif
4162
4163         /*
4164          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
4165          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
4166          * each object to conform to the alignment.
4167          */
4168         size = ALIGN(size, s->align);
4169         s->size = size;
4170         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
4171         order = calculate_order(size);
4172
4173         if ((int)order < 0)
4174                 return 0;
4175
4176         s->allocflags = 0;
4177         if (order)
4178                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
4179
4180         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4181                 s->allocflags |= GFP_DMA;
4182
4183         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
4184                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
4185
4186         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4187                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
4188
4189         /*
4190          * Determine the number of objects per slab
4191          */
4192         s->oo = oo_make(order, size);
4193         s->min = oo_make(get_order(size), size);
4194
4195         return !!oo_objects(s->oo);
4196 }
4197
4198 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4199 {
4200         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
4201 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
4202         s->random = get_random_long();
4203 #endif
4204
4205         if (!calculate_sizes(s))
4206                 goto error;
4207         if (disable_higher_order_debug) {
4208                 /*
4209                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
4210                  * order increased.
4211                  */
4212                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
4213                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
4214                         s->offset = 0;
4215                         if (!calculate_sizes(s))
4216                                 goto error;
4217                 }
4218         }
4219
4220 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
4221     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
4222         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
4223                 /* Enable fast mode */
4224                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
4225 #endif
4226
4227         /*
4228          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
4229          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
4230          */
4231         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
4232         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
4233
4234         set_cpu_partial(s);
4235
4236 #ifdef CONFIG_NUMA
4237         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
4238 #endif
4239
4240         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
4241         if (slab_state >= UP) {
4242                 if (init_cache_random_seq(s))
4243                         goto error;
4244         }
4245
4246         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
4247                 goto error;
4248
4249         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
4250                 return 0;
4251
4252 error:
4253         __kmem_cache_release(s);
4254         return -EINVAL;
4255 }
4256
4257 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4258                               const char *text)
4259 {
4260 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4261         void *addr = slab_address(slab);
4262         unsigned long flags;
4263         unsigned long *map;
4264         void *p;
4265
4266         slab_err(s, slab, text, s->name);
4267         slab_lock(slab, &flags);
4268
4269         map = get_map(s, slab);
4270         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4271
4272                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
4273                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
4274                         print_tracking(s, p);
4275                 }
4276         }
4277         put_map(map);
4278         slab_unlock(slab, &flags);
4279 #endif
4280 }
4281
4282 /*
4283  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4284  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4285  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4286  */
4287 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4288 {
4289         LIST_HEAD(discard);
4290         struct slab *slab, *h;
4291
4292         BUG_ON(irqs_disabled());
4293         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4294         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
4295                 if (!slab->inuse) {
4296                         remove_partial(n, slab);
4297                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
4298                 } else {
4299                         list_slab_objects(s, slab,
4300                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4301                 }
4302         }
4303         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4304
4305         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
4306                 discard_slab(s, slab);
4307 }
4308
4309 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4310 {
4311         int node;
4312         struct kmem_cache_node *n;
4313
4314         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4315                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4316                         return false;
4317         return true;
4318 }
4319
4320 /*
4321  * Release all resources used by a slab cache.
4322  */
4323 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4324 {
4325         int node;
4326         struct kmem_cache_node *n;
4327
4328         flush_all_cpus_locked(s);
4329         /* Attempt to free all objects */
4330         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4331                 free_partial(s, n);
4332                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4333                         return 1;
4334         }
4335         return 0;
4336 }
4337
4338 #ifdef CONFIG_PRINTK
4339 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
4340 {
4341         void *base;
4342         int __maybe_unused i;
4343         unsigned int objnr;
4344         void *objp;
4345         void *objp0;
4346         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
4347         struct track __maybe_unused *trackp;
4348
4349         kpp->kp_ptr = object;
4350         kpp->kp_slab = slab;
4351         kpp->kp_slab_cache = s;
4352         base = slab_address(slab);
4353         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4354 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4355         objp = restore_red_left(s, objp0);
4356 #else
4357         objp = objp0;
4358 #endif
4359         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
4360         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4361         objp = base + s->size * objnr;
4362         kpp->kp_objp = objp;
4363         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
4364                          || (objp - base) % s->size) ||
4365             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4366                 return;
4367 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4368         objp = fixup_red_left(s, objp);
4369         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4370         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4371 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4372         {
4373                 depot_stack_handle_t handle;
4374                 unsigned long *entries;
4375                 unsigned int nr_entries;
4376
4377                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4378                 if (handle) {
4379                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4380                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4381                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4382                 }
4383
4384                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4385                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4386                 if (handle) {
4387                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4388                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4389                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4390                 }
4391         }
4392 #endif
4393 #endif
4394 }
4395 #endif
4396
4397 /********************************************************************
4398  *              Kmalloc subsystem
4399  *******************************************************************/
4400
4401 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4402 {
4403         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4404
4405         return 1;
4406 }
4407
4408 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4409
4410 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4411 {
4412         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4413         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4414
4415         return 1;
4416 }
4417
4418 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4419
4420 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4421 {
4422         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4423
4424         return 1;
4425 }
4426
4427 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4428
4429 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4430 {
4431         struct kmem_cache *s;
4432         void *ret;
4433
4434         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4435                 return kmalloc_large(size, flags);
4436
4437         s = kmalloc_slab(size, flags);
4438
4439         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4440                 return s;
4441
4442         ret = slab_alloc(s, NULL, flags, _RET_IP_, size);
4443
4444         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4445
4446         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4447
4448         return ret;
4449 }
4450 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4451
4452 #ifdef CONFIG_NUMA
4453 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4454 {
4455         struct page *page;
4456         void *ptr = NULL;
4457         unsigned int order = get_order(size);
4458
4459         flags |= __GFP_COMP;
4460         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4461         if (page) {
4462                 ptr = page_address(page);
4463                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4464                                       PAGE_SIZE << order);
4465         }
4466
4467         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4468 }
4469
4470 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4471 {
4472         struct kmem_cache *s;
4473         void *ret;
4474
4475         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4476                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4477
4478                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4479                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4480                                    flags, node);
4481
4482                 return ret;
4483         }
4484
4485         s = kmalloc_slab(size, flags);
4486
4487         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4488                 return s;
4489
4490         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, _RET_IP_, size);
4491
4492         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4493
4494         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4495
4496         return ret;
4497 }
4498 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4499 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4500
4501 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4502 /*
4503  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4504  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4505  * cache's usercopy region.
4506  *
4507  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4508  * to indicate an error.
4509  */
4510 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4511                          const struct slab *slab, bool to_user)
4512 {
4513         struct kmem_cache *s;
4514         unsigned int offset;
4515         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4516
4517         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4518
4519         /* Find object and usable object size. */
4520         s = slab->slab_cache;
4521
4522         /* Reject impossible pointers. */
4523         if (ptr < slab_address(slab))
4524                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4525                                to_user, 0, n);
4526
4527         /* Find offset within object. */
4528         if (is_kfence)
4529                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4530         else
4531                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
4532
4533         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4534         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4535                 if (offset < s->red_left_pad)
4536                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4537                                        s->name, to_user, offset, n);
4538                 offset -= s->red_left_pad;
4539         }
4540
4541         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4542         if (offset >= s->useroffset &&
4543             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4544             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4545                 return;
4546
4547         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4548 }
4549 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4550
4551 size_t __ksize(const void *object)
4552 {
4553         struct folio *folio;
4554
4555         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4556                 return 0;
4557
4558         folio = virt_to_folio(object);
4559
4560         if (unlikely(!folio_test_slab(folio)))
4561                 return folio_size(folio);
4562
4563         return slab_ksize(folio_slab(folio)->slab_cache);
4564 }
4565 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4566
4567 void kfree(const void *x)
4568 {
4569         struct folio *folio;
4570         struct slab *slab;
4571         void *object = (void *)x;
4572
4573         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4574
4575         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4576                 return;
4577
4578         folio = virt_to_folio(x);
4579         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4580                 free_large_kmalloc(folio, object);
4581                 return;
4582         }
4583         slab = folio_slab(folio);
4584         slab_free(slab->slab_cache, slab, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4585 }
4586 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4587
4588 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4589
4590 /*
4591  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4592  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4593  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4594  *
4595  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4596  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4597  * are freed in them.
4598  */
4599 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
4600 {
4601         int node;
4602         int i;
4603         struct kmem_cache_node *n;
4604         struct slab *slab;
4605         struct slab *t;
4606         struct list_head discard;
4607         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4608         unsigned long flags;
4609         int ret = 0;
4610
4611         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4612                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4613                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4614                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4615
4616                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4617
4618                 /*
4619                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4620                  *
4621                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4622                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
4623                  */
4624                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
4625                         int free = slab->objects - slab->inuse;
4626
4627                         /* Do not reread slab->inuse */
4628                         barrier();
4629
4630                         /* We do not keep full slabs on the list */
4631                         BUG_ON(free <= 0);
4632
4633                         if (free == slab->objects) {
4634                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
4635                                 n->nr_partial--;
4636                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4637                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
4638                 }
4639
4640                 /*
4641                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4642                  * partial list.
4643                  */
4644                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4645                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4646
4647                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4648
4649                 /* Release empty slabs */
4650                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
4651                         discard_slab(s, slab);
4652
4653                 if (slabs_node(s, node))
4654                         ret = 1;
4655         }
4656
4657         return ret;
4658 }
4659
4660 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4661 {
4662         flush_all(s);
4663         return __kmem_cache_do_shrink(s);
4664 }
4665
4666 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4667 {
4668         struct kmem_cache *s;
4669
4670         mutex_lock(&slab_mutex);
4671         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4672                 flush_all_cpus_locked(s);
4673                 __kmem_cache_do_shrink(s);
4674         }
4675         mutex_unlock(&slab_mutex);
4676
4677         return 0;
4678 }
4679
4680 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4681 {
4682         struct memory_notify *marg = arg;
4683         int offline_node;
4684
4685         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4686
4687         /*
4688          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4689          * for it yet.
4690          */
4691         if (offline_node < 0)
4692                 return;
4693
4694         mutex_lock(&slab_mutex);
4695         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4696         /*
4697          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4698          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4699          * slab_mutex.
4700          */
4701         mutex_unlock(&slab_mutex);
4702 }
4703
4704 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4705 {
4706         struct kmem_cache_node *n;
4707         struct kmem_cache *s;
4708         struct memory_notify *marg = arg;
4709         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4710         int ret = 0;
4711
4712         /*
4713          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4714          * already created. Nothing to do.
4715          */
4716         if (nid < 0)
4717                 return 0;
4718
4719         /*
4720          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4721          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4722          * online.
4723          */
4724         mutex_lock(&slab_mutex);
4725         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4726                 /*
4727                  * The structure may already exist if the node was previously
4728                  * onlined and offlined.
4729                  */
4730                 if (get_node(s, nid))
4731                         continue;
4732                 /*
4733                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4734                  *      since memory is not yet available from the node that
4735                  *      is brought up.
4736                  */
4737                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4738                 if (!n) {
4739                         ret = -ENOMEM;
4740                         goto out;
4741                 }
4742                 init_kmem_cache_node(n);
4743                 s->node[nid] = n;
4744         }
4745         /*
4746          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4747          * initialized for the new node.
4748          */
4749         node_set(nid, slab_nodes);
4750 out:
4751         mutex_unlock(&slab_mutex);
4752         return ret;
4753 }
4754
4755 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4756                                 unsigned long action, void *arg)
4757 {
4758         int ret = 0;
4759
4760         switch (action) {
4761         case MEM_GOING_ONLINE:
4762                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4763                 break;
4764         case MEM_GOING_OFFLINE:
4765                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4766                 break;
4767         case MEM_OFFLINE:
4768         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4769                 slab_mem_offline_callback(arg);
4770                 break;
4771         case MEM_ONLINE:
4772         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4773                 break;
4774         }
4775         if (ret)
4776                 ret = notifier_from_errno(ret);
4777         else
4778                 ret = NOTIFY_OK;
4779         return ret;
4780 }
4781
4782 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4783         .notifier_call = slab_memory_callback,
4784         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4785 };
4786
4787 /********************************************************************
4788  *                      Basic setup of slabs
4789  *******************************************************************/
4790
4791 /*
4792  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4793  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4794  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4795  */
4796
4797 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4798 {
4799         int node;
4800         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4801         struct kmem_cache_node *n;
4802
4803         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4804
4805         /*
4806          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4807          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4808          * IPIs around.
4809          */
4810         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4811         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4812                 struct slab *p;
4813
4814                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4815                         p->slab_cache = s;
4816
4817 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4818                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4819                         p->slab_cache = s;
4820 #endif
4821         }
4822         list_add(&s->list, &slab_caches);
4823         return s;
4824 }
4825
4826 void __init kmem_cache_init(void)
4827 {
4828         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4829                 boot_kmem_cache_node;
4830         int node;
4831
4832         if (debug_guardpage_minorder())
4833                 slub_max_order = 0;
4834
4835         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4836         if (__slub_debug_enabled())
4837                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4838
4839         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4840         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4841
4842         /*
4843          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4844          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4845          */
4846         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4847                 node_set(node, slab_nodes);
4848
4849         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4850                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4851
4852         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4853
4854         /* Able to allocate the per node structures */
4855         slab_state = PARTIAL;
4856
4857         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4858                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4859                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4860                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4861
4862         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4863         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4864
4865         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4866         setup_kmalloc_cache_index_table();
4867         create_kmalloc_caches(0);
4868
4869         /* Setup random freelists for each cache */
4870         init_freelist_randomization();
4871
4872         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4873                                   slub_cpu_dead);
4874
4875         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4876                 cache_line_size(),
4877                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4878                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4879 }
4880
4881 void __init kmem_cache_init_late(void)
4882 {
4883 }
4884
4885 struct kmem_cache *
4886 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4887                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4888 {
4889         struct kmem_cache *s;
4890
4891         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4892         if (s) {
4893                 s->refcount++;
4894
4895                 /*
4896                  * Adjust the object sizes so that we clear
4897                  * the complete object on kzalloc.
4898                  */
4899                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4900                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4901
4902                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4903                         s->refcount--;
4904                         s = NULL;
4905                 }
4906         }
4907
4908         return s;
4909 }
4910
4911 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4912 {
4913         int err;
4914
4915         err = kmem_cache_open(s, flags);
4916         if (err)
4917                 return err;
4918
4919         /* Mutex is not taken during early boot */
4920         if (slab_state <= UP)
4921                 return 0;
4922
4923         err = sysfs_slab_add(s);
4924         if (err) {
4925                 __kmem_cache_release(s);
4926                 return err;
4927         }
4928
4929         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4930                 debugfs_slab_add(s);
4931
4932         return 0;
4933 }
4934
4935 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4936 {
4937         struct kmem_cache *s;
4938         void *ret;
4939
4940         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4941                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4942
4943         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4944
4945         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4946                 return s;
4947
4948         ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, caller, size);
4949
4950         /* Honor the call site pointer we received. */
4951         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4952
4953         return ret;
4954 }
4955 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4956
4957 #ifdef CONFIG_NUMA
4958 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4959                                         int node, unsigned long caller)
4960 {
4961         struct kmem_cache *s;
4962         void *ret;
4963
4964         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4965                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4966
4967                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4968                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4969                                    gfpflags, node);
4970
4971                 return ret;
4972         }
4973
4974         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4975
4976         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4977                 return s;
4978
4979         ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, caller, size);
4980
4981         /* Honor the call site pointer we received. */
4982         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4983
4984         return ret;
4985 }
4986 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4987 #endif
4988
4989 #ifdef CONFIG_SYSFS
4990 static int count_inuse(struct slab *slab)
4991 {
4992         return slab->inuse;
4993 }
4994
4995 static int count_total(struct slab *slab)
4996 {
4997         return slab->objects;
4998 }
4999 #endif
5000
5001 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5002 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5003                           unsigned long *obj_map)
5004 {
5005         void *p;
5006         void *addr = slab_address(slab);
5007         unsigned long flags;
5008
5009         slab_lock(slab, &flags);
5010
5011         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5012                 goto unlock;
5013
5014         /* Now we know that a valid freelist exists */
5015         __fill_map(obj_map, s, slab);
5016         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5017                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5018                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5019
5020                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5021                         break;
5022         }
5023 unlock:
5024         slab_unlock(slab, &flags);
5025 }
5026
5027 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5028                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5029 {
5030         unsigned long count = 0;
5031         struct slab *slab;
5032         unsigned long flags;
5033
5034         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5035
5036         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5037                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5038                 count++;
5039         }
5040         if (count != n->nr_partial) {
5041                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5042                        s->name, count, n->nr_partial);
5043                 slab_add_kunit_errors();
5044         }
5045
5046         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5047                 goto out;
5048
5049         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5050                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5051                 count++;
5052         }
5053         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
5054                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5055                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
5056                 slab_add_kunit_errors();
5057         }
5058
5059 out:
5060         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5061         return count;
5062 }
5063
5064 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5065 {
5066         int node;
5067         unsigned long count = 0;
5068         struct kmem_cache_node *n;
5069         unsigned long *obj_map;
5070
5071         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5072         if (!obj_map)
5073                 return -ENOMEM;
5074
5075         flush_all(s);
5076         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5077                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5078
5079         bitmap_free(obj_map);
5080
5081         return count;
5082 }
5083 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5084
5085 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5086 /*
5087  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5088  * and freed.
5089  */
5090
5091 struct location {
5092         depot_stack_handle_t handle;
5093         unsigned long count;
5094         unsigned long addr;
5095         long long sum_time;
5096         long min_time;
5097         long max_time;
5098         long min_pid;
5099         long max_pid;
5100         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5101         nodemask_t nodes;
5102 };
5103
5104 struct loc_track {
5105         unsigned long max;
5106         unsigned long count;
5107         struct location *loc;
5108         loff_t idx;
5109 };
5110
5111 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5112
5113 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5114 {
5115         if (t->max)
5116                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5117                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5118 }
5119
5120 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5121 {
5122         struct location *l;
5123         int order;
5124
5125         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5126
5127         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5128         if (!l)
5129                 return 0;
5130
5131         if (t->count) {
5132                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5133                 free_loc_track(t);
5134         }
5135         t->max = max;
5136         t->loc = l;
5137         return 1;
5138 }
5139
5140 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5141                                 const struct track *track)
5142 {
5143         long start, end, pos;
5144         struct location *l;
5145         unsigned long caddr, chandle;
5146         unsigned long age = jiffies - track->when;
5147         depot_stack_handle_t handle = 0;
5148
5149 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5150         handle = READ_ONCE(track->handle);
5151 #endif
5152         start = -1;
5153         end = t->count;
5154
5155         for ( ; ; ) {
5156                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5157
5158                 /*
5159                  * There is nothing at "end". If we end up there
5160                  * we need to add something to before end.
5161                  */
5162                 if (pos == end)
5163                         break;
5164
5165                 caddr = t->loc[pos].addr;
5166                 chandle = t->loc[pos].handle;
5167                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle)) {
5168
5169                         l = &t->loc[pos];
5170                         l->count++;
5171                         if (track->when) {
5172                                 l->sum_time += age;
5173                                 if (age < l->min_time)
5174                                         l->min_time = age;
5175                                 if (age > l->max_time)
5176                                         l->max_time = age;
5177
5178                                 if (track->pid < l->min_pid)
5179                                         l->min_pid = track->pid;
5180                                 if (track->pid > l->max_pid)
5181                                         l->max_pid = track->pid;
5182
5183                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5184                                                 to_cpumask(l->cpus));
5185                         }
5186                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5187                         return 1;
5188                 }
5189
5190                 if (track->addr < caddr)
5191                         end = pos;
5192                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5193                         end = pos;
5194                 else
5195                         start = pos;
5196         }
5197
5198         /*
5199          * Not found. Insert new tracking element.
5200          */
5201         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5202                 return 0;
5203
5204         l = t->loc + pos;
5205         if (pos < t->count)
5206                 memmove(l + 1, l,
5207                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5208         t->count++;
5209         l->count = 1;
5210         l->addr = track->addr;
5211         l->sum_time = age;
5212         l->min_time = age;
5213         l->max_time = age;
5214         l->min_pid = track->pid;
5215         l->max_pid = track->pid;
5216         l->handle = handle;
5217         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5218         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5219         nodes_clear(l->nodes);
5220         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5221         return 1;
5222 }
5223
5224 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5225                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5226                 unsigned long *obj_map)
5227 {
5228         void *addr = slab_address(slab);
5229         void *p;
5230
5231         __fill_map(obj_map, s, slab);
5232
5233         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5234                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5235                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
5236 }
5237 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5238 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5239
5240 #ifdef CONFIG_SYSFS
5241 enum slab_stat_type {
5242         SL_ALL,                 /* All slabs */
5243         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5244         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5245         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5246         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5247 };
5248
5249 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5250 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5251 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5252 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5253 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5254
5255 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5256                                  char *buf, unsigned long flags)
5257 {
5258         unsigned long total = 0;
5259         int node;
5260         int x;
5261         unsigned long *nodes;
5262         int len = 0;
5263
5264         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
5265         if (!nodes)
5266                 return -ENOMEM;
5267
5268         if (flags & SO_CPU) {
5269                 int cpu;
5270
5271                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5272                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5273                                                                cpu);
5274                         int node;
5275                         struct slab *slab;
5276
5277                         slab = READ_ONCE(c->slab);
5278                         if (!slab)
5279                                 continue;
5280
5281                         node = slab_nid(slab);
5282                         if (flags & SO_TOTAL)
5283                                 x = slab->objects;
5284                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5285                                 x = slab->inuse;
5286                         else
5287                                 x = 1;
5288
5289                         total += x;
5290                         nodes[node] += x;
5291
5292 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5293                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
5294                         if (slab) {
5295                                 node = slab_nid(slab);
5296                                 if (flags & SO_TOTAL)
5297                                         WARN_ON_ONCE(1);
5298                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5299                                         WARN_ON_ONCE(1);
5300                                 else
5301                                         x = slab->slabs;
5302                                 total += x;
5303                                 nodes[node] += x;
5304                         }
5305 #endif
5306                 }
5307         }
5308
5309         /*
5310          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5311          * already held which will conflict with an existing lock order:
5312          *
5313          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5314          *
5315          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5316          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5317          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5318          */
5319
5320 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5321         if (flags & SO_ALL) {
5322                 struct kmem_cache_node *n;
5323
5324                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5325
5326                         if (flags & SO_TOTAL)
5327                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5328                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5329                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5330                                         count_partial(n, count_free);
5331                         else
5332                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5333                         total += x;
5334                         nodes[node] += x;
5335                 }
5336
5337         } else
5338 #endif
5339         if (flags & SO_PARTIAL) {
5340                 struct kmem_cache_node *n;
5341
5342                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5343                         if (flags & SO_TOTAL)
5344                                 x = count_partial(n, count_total);
5345                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5346                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5347                         else
5348                                 x = n->nr_partial;
5349                         total += x;
5350                         nodes[node] += x;
5351                 }
5352         }
5353
5354         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5355 #ifdef CONFIG_NUMA
5356         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5357                 if (nodes[node])
5358                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5359                                              node, nodes[node]);
5360         }
5361 #endif
5362         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5363         kfree(nodes);
5364
5365         return len;
5366 }
5367
5368 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5369 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5370
5371 struct slab_attribute {
5372         struct attribute attr;
5373         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5374         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5375 };
5376
5377 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5378         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
5379
5380 #define SLAB_ATTR(_name) \
5381         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
5382
5383 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5384 {
5385         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5386 }
5387 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5388
5389 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5390 {
5391         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5392 }
5393 SLAB_ATTR_RO(align);
5394
5395 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5396 {
5397         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5398 }
5399 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5400
5401 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5402 {
5403         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5404 }
5405 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5406
5407 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5408 {
5409         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5410 }
5411 SLAB_ATTR_RO(order);
5412
5413 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5414 {
5415         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5416 }
5417
5418 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5419                                  size_t length)
5420 {
5421         unsigned long min;
5422         int err;
5423
5424         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5425         if (err)
5426                 return err;
5427
5428         s->min_partial = min;
5429         return length;
5430 }
5431 SLAB_ATTR(min_partial);
5432
5433 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5434 {
5435         unsigned int nr_partial = 0;
5436 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5437         nr_partial = s->cpu_partial;
5438 #endif
5439
5440         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
5441 }
5442
5443 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5444                                  size_t length)
5445 {
5446         unsigned int objects;
5447         int err;
5448
5449         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5450         if (err)
5451                 return err;
5452         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5453                 return -EINVAL;
5454
5455         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5456         flush_all(s);
5457         return length;
5458 }
5459 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5460
5461 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5462 {
5463         if (!s->ctor)
5464                 return 0;
5465         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5466 }
5467 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5468
5469 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5470 {
5471         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5472 }
5473 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5474
5475 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5476 {
5477         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5478 }
5479 SLAB_ATTR_RO(partial);
5480
5481 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5482 {
5483         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5484 }
5485 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5486
5487 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5488 {
5489         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5490 }
5491 SLAB_ATTR_RO(objects);
5492
5493 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5494 {
5495         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5496 }
5497 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5498
5499 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5500 {
5501         int objects = 0;
5502         int slabs = 0;
5503         int cpu __maybe_unused;
5504         int len = 0;
5505
5506 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5507         for_each_online_cpu(cpu) {
5508                 struct slab *slab;
5509
5510                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5511
5512                 if (slab)
5513                         slabs += slab->slabs;
5514         }
5515 #endif
5516
5517         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
5518         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5519         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
5520
5521 #if defined(CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL) && defined(CONFIG_SMP)
5522         for_each_online_cpu(cpu) {
5523                 struct slab *slab;
5524
5525                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5526                 if (slab) {
5527                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
5528                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5529                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5530                                              cpu, objects, slabs);
5531                 }
5532         }
5533 #endif
5534         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5535
5536         return len;
5537 }
5538 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5539
5540 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5541 {
5542         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5543 }
5544 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5545
5546 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5547 {
5548         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5549 }
5550 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5551
5552 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5553 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5554 {
5555         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5556 }
5557 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5558 #endif
5559
5560 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5561 {
5562         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5563 }
5564 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5565
5566 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5567 {
5568         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5569 }
5570 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5571
5572 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5573 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5574 {
5575         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5576 }
5577 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5578
5579 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5580 {
5581         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5582 }
5583 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5584
5585 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5586 {
5587         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5588 }
5589 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5590
5591 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5592 {
5593         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5594 }
5595 SLAB_ATTR_RO(trace);
5596
5597 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5598 {
5599         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5600 }
5601
5602 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5603
5604 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5605 {
5606         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5607 }
5608
5609 SLAB_ATTR_RO(poison);
5610
5611 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5612 {
5613         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5614 }
5615
5616 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5617
5618 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5619 {
5620         return 0;
5621 }
5622
5623 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5624                         const char *buf, size_t length)
5625 {
5626         int ret = -EINVAL;
5627
5628         if (buf[0] == '1') {
5629                 ret = validate_slab_cache(s);
5630                 if (ret >= 0)
5631                         ret = length;
5632         }
5633         return ret;
5634 }
5635 SLAB_ATTR(validate);
5636
5637 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5638
5639 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5640 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5641 {
5642         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5643 }
5644 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5645 #endif
5646
5647 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5648 {
5649         return 0;
5650 }
5651
5652 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5653                         const char *buf, size_t length)
5654 {
5655         if (buf[0] == '1')
5656                 kmem_cache_shrink(s);
5657         else
5658                 return -EINVAL;
5659         return length;
5660 }
5661 SLAB_ATTR(shrink);
5662
5663 #ifdef CONFIG_NUMA
5664 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5665 {
5666         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5667 }
5668
5669 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5670                                 const char *buf, size_t length)
5671 {
5672         unsigned int ratio;
5673         int err;
5674
5675         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5676         if (err)
5677                 return err;
5678         if (ratio > 100)
5679                 return -ERANGE;
5680
5681         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5682
5683         return length;
5684 }
5685 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5686 #endif
5687
5688 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5689 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5690 {
5691         unsigned long sum  = 0;
5692         int cpu;
5693         int len = 0;
5694         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5695
5696         if (!data)
5697                 return -ENOMEM;
5698
5699         for_each_online_cpu(cpu) {
5700                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5701
5702                 data[cpu] = x;
5703                 sum += x;
5704         }
5705
5706         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5707
5708 #ifdef CONFIG_SMP
5709         for_each_online_cpu(cpu) {
5710                 if (data[cpu])
5711                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5712                                              cpu, data[cpu]);
5713         }
5714 #endif
5715         kfree(data);
5716         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5717
5718         return len;
5719 }
5720
5721 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5722 {
5723         int cpu;
5724
5725         for_each_online_cpu(cpu)
5726                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5727 }
5728
5729 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5730 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5731 {                                                               \
5732         return show_stat(s, buf, si);                           \
5733 }                                                               \
5734 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5735                                 const char *buf, size_t length) \
5736 {                                                               \
5737         if (buf[0] != '0')                                      \
5738                 return -EINVAL;                                 \
5739         clear_stat(s, si);                                      \
5740         return length;                                          \
5741 }                                                               \
5742 SLAB_ATTR(text);                                                \
5743
5744 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5745 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5746 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5747 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5748 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5749 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5750 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5751 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5752 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5753 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5754 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5755 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5756 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5757 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5758 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5759 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5760 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5761 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5762 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5763 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5764 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5765 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5766 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5767 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5768 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5769 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5770 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5771
5772 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5773         &slab_size_attr.attr,
5774         &object_size_attr.attr,
5775         &objs_per_slab_attr.attr,
5776         &order_attr.attr,
5777         &min_partial_attr.attr,
5778         &cpu_partial_attr.attr,
5779         &objects_attr.attr,
5780         &objects_partial_attr.attr,
5781         &partial_attr.attr,
5782         &cpu_slabs_attr.attr,
5783         &ctor_attr.attr,
5784         &aliases_attr.attr,
5785         &align_attr.attr,
5786         &hwcache_align_attr.attr,
5787         &reclaim_account_attr.attr,
5788         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5789         &shrink_attr.attr,
5790         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5791 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5792         &total_objects_attr.attr,
5793         &slabs_attr.attr,
5794         &sanity_checks_attr.attr,
5795         &trace_attr.attr,
5796         &red_zone_attr.attr,
5797         &poison_attr.attr,
5798         &store_user_attr.attr,
5799         &validate_attr.attr,
5800 #endif
5801 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5802         &cache_dma_attr.attr,
5803 #endif
5804 #ifdef CONFIG_NUMA
5805         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5806 #endif
5807 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5808         &alloc_fastpath_attr.attr,
5809         &alloc_slowpath_attr.attr,
5810         &free_fastpath_attr.attr,
5811         &free_slowpath_attr.attr,
5812         &free_frozen_attr.attr,
5813         &free_add_partial_attr.attr,
5814         &free_remove_partial_attr.attr,
5815         &alloc_from_partial_attr.attr,
5816         &alloc_slab_attr.attr,
5817         &alloc_refill_attr.attr,
5818         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5819         &free_slab_attr.attr,
5820         &cpuslab_flush_attr.attr,
5821         &deactivate_full_attr.attr,
5822         &deactivate_empty_attr.attr,
5823         &deactivate_to_head_attr.attr,
5824         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5825         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5826         &deactivate_bypass_attr.attr,
5827         &order_fallback_attr.attr,
5828         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5829         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5830         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5831         &cpu_partial_free_attr.attr,
5832         &cpu_partial_node_attr.attr,
5833         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5834 #endif
5835 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5836         &failslab_attr.attr,
5837 #endif
5838         &usersize_attr.attr,
5839
5840         NULL
5841 };
5842
5843 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5844         .attrs = slab_attrs,
5845 };
5846
5847 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5848                                 struct attribute *attr,
5849                                 char *buf)
5850 {
5851         struct slab_attribute *attribute;
5852         struct kmem_cache *s;
5853         int err;
5854
5855         attribute = to_slab_attr(attr);
5856         s = to_slab(kobj);
5857
5858         if (!attribute->show)
5859                 return -EIO;
5860
5861         err = attribute->show(s, buf);
5862
5863         return err;
5864 }
5865
5866 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5867                                 struct attribute *attr,
5868                                 const char *buf, size_t len)
5869 {
5870         struct slab_attribute *attribute;
5871         struct kmem_cache *s;
5872         int err;
5873
5874         attribute = to_slab_attr(attr);
5875         s = to_slab(kobj);
5876
5877         if (!attribute->store)
5878                 return -EIO;
5879
5880         err = attribute->store(s, buf, len);
5881         return err;
5882 }
5883
5884 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5885 {
5886         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5887 }
5888
5889 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5890         .show = slab_attr_show,
5891         .store = slab_attr_store,
5892 };
5893
5894 static struct kobj_type slab_ktype = {
5895         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5896         .release = kmem_cache_release,
5897 };
5898
5899 static struct kset *slab_kset;
5900
5901 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5902 {
5903         return slab_kset;
5904 }
5905
5906 #define ID_STR_LENGTH 64
5907
5908 /* Create a unique string id for a slab cache:
5909  *
5910  * Format       :[flags-]size
5911  */
5912 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5913 {
5914         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5915         char *p = name;
5916
5917         BUG_ON(!name);
5918
5919         *p++ = ':';
5920         /*
5921          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5922          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5923          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5924          * are matched during merging to guarantee that the id is
5925          * unique.
5926          */
5927         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5928                 *p++ = 'd';
5929         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5930                 *p++ = 'D';
5931         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5932                 *p++ = 'a';
5933         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5934                 *p++ = 'F';
5935         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5936                 *p++ = 'A';
5937         if (p != name + 1)
5938                 *p++ = '-';
5939         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5940
5941         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5942         return name;
5943 }
5944
5945 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5946 {
5947         int err;
5948         const char *name;
5949         struct kset *kset = cache_kset(s);
5950         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5951
5952         if (!kset) {
5953                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5954                 return 0;
5955         }
5956
5957         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5958                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5959                 unmergeable = 1;
5960
5961         if (unmergeable) {
5962                 /*
5963                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5964                  * This is typically the case for debug situations. In that
5965                  * case we can catch duplicate names easily.
5966                  */
5967                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5968                 name = s->name;
5969         } else {
5970                 /*
5971                  * Create a unique name for the slab as a target
5972                  * for the symlinks.
5973                  */
5974                 name = create_unique_id(s);
5975         }
5976
5977         s->kobj.kset = kset;
5978         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5979         if (err)
5980                 goto out;
5981
5982         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5983         if (err)
5984                 goto out_del_kobj;
5985
5986         if (!unmergeable) {
5987                 /* Setup first alias */
5988                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5989         }
5990 out:
5991         if (!unmergeable)
5992                 kfree(name);
5993         return err;
5994 out_del_kobj:
5995         kobject_del(&s->kobj);
5996         goto out;
5997 }
5998
5999 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6000 {
6001         if (slab_state >= FULL)
6002                 kobject_del(&s->kobj);
6003 }
6004
6005 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6006 {
6007         if (slab_state >= FULL)
6008                 kobject_put(&s->kobj);
6009 }
6010
6011 /*
6012  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6013  * available lest we lose that information.
6014  */
6015 struct saved_alias {
6016         struct kmem_cache *s;
6017         const char *name;
6018         struct saved_alias *next;
6019 };
6020
6021 static struct saved_alias *alias_list;
6022
6023 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6024 {
6025         struct saved_alias *al;
6026
6027         if (slab_state == FULL) {
6028                 /*
6029                  * If we have a leftover link then remove it.
6030                  */
6031                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6032                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6033         }
6034
6035         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6036         if (!al)
6037                 return -ENOMEM;
6038
6039         al->s = s;
6040         al->name = name;
6041         al->next = alias_list;
6042         alias_list = al;
6043         return 0;
6044 }
6045
6046 static int __init slab_sysfs_init(void)
6047 {
6048         struct kmem_cache *s;
6049         int err;
6050
6051         mutex_lock(&slab_mutex);
6052
6053         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6054         if (!slab_kset) {
6055                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6056                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6057                 return -ENOSYS;
6058         }
6059
6060         slab_state = FULL;
6061
6062         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6063                 err = sysfs_slab_add(s);
6064                 if (err)
6065                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6066                                s->name);
6067         }
6068
6069         while (alias_list) {
6070                 struct saved_alias *al = alias_list;
6071
6072                 alias_list = alias_list->next;
6073                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6074                 if (err)
6075                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6076                                al->name);
6077                 kfree(al);
6078         }
6079
6080         mutex_unlock(&slab_mutex);
6081         return 0;
6082 }
6083
6084 __initcall(slab_sysfs_init);
6085 #endif /* CONFIG_SYSFS */
6086
6087 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6088 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6089 {
6090         struct loc_track *t = seq->private;
6091         struct location *l;
6092         unsigned long idx;
6093
6094         idx = (unsigned long) t->idx;
6095         if (idx < t->count) {
6096                 l = &t->loc[idx];
6097
6098                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6099
6100                 if (l->addr)
6101                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6102                 else
6103                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6104
6105                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6106                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6107                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6108                                 l->max_time);
6109                 } else
6110                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6111
6112                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6113                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6114                 else
6115                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6116                                 l->min_pid);
6117
6118                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6119                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6120                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6121
6122                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6123                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6124                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6125
6126 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6127                 {
6128                         depot_stack_handle_t handle;
6129                         unsigned long *entries;
6130                         unsigned int nr_entries, j;
6131
6132                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6133                         if (handle) {
6134                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6135                                 seq_puts(seq, "\n");
6136                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6137                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6138                         }
6139                 }
6140 #endif
6141                 seq_puts(seq, "\n");
6142         }
6143
6144         if (!idx && !t->count)
6145                 seq_puts(seq, "No data\n");
6146
6147         return 0;
6148 }
6149
6150 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6151 {
6152 }
6153
6154 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6155 {
6156         struct loc_track *t = seq->private;
6157
6158         t->idx = ++(*ppos);
6159         if (*ppos <= t->count)
6160                 return ppos;
6161
6162         return NULL;
6163 }
6164
6165 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6166 {
6167         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6168         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6169
6170         if (loc1->count > loc2->count)
6171                 return -1;
6172         else
6173                 return 1;
6174 }
6175
6176 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6177 {
6178         struct loc_track *t = seq->private;
6179
6180         t->idx = *ppos;
6181         return ppos;
6182 }
6183
6184 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6185         .start  = slab_debugfs_start,
6186         .next   = slab_debugfs_next,
6187         .stop   = slab_debugfs_stop,
6188         .show   = slab_debugfs_show,
6189 };
6190
6191 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6192 {
6193
6194         struct kmem_cache_node *n;
6195         enum track_item alloc;
6196         int node;
6197         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6198                                                 sizeof(struct loc_track));
6199         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6200         unsigned long *obj_map;
6201
6202         if (!t)
6203                 return -ENOMEM;
6204
6205         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6206         if (!obj_map) {
6207                 seq_release_private(inode, filep);
6208                 return -ENOMEM;
6209         }
6210
6211         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6212                 alloc = TRACK_ALLOC;
6213         else
6214                 alloc = TRACK_FREE;
6215
6216         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
6217                 bitmap_free(obj_map);
6218                 seq_release_private(inode, filep);
6219                 return -ENOMEM;
6220         }
6221
6222         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6223                 unsigned long flags;
6224                 struct slab *slab;
6225
6226                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
6227                         continue;
6228
6229                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6230                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
6231                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6232                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
6233                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6234                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6235         }
6236
6237         /* Sort locations by count */
6238         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
6239                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
6240
6241         bitmap_free(obj_map);
6242         return 0;
6243 }
6244
6245 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
6246 {
6247         struct seq_file *seq = file->private_data;
6248         struct loc_track *t = seq->private;
6249
6250         free_loc_track(t);
6251         return seq_release_private(inode, file);
6252 }
6253
6254 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
6255         .open    = slab_debug_trace_open,
6256         .read    = seq_read,
6257         .llseek  = seq_lseek,
6258         .release = slab_debug_trace_release,
6259 };
6260
6261 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6262 {
6263         struct dentry *slab_cache_dir;
6264
6265         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
6266                 return;
6267
6268         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
6269
6270         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
6271                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6272
6273         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
6274                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6275 }
6276
6277 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6278 {
6279         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
6280 }
6281
6282 static int __init slab_debugfs_init(void)
6283 {
6284         struct kmem_cache *s;
6285
6286         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
6287
6288         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
6289                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6290                         debugfs_slab_add(s);
6291
6292         return 0;
6293
6294 }
6295 __initcall(slab_debugfs_init);
6296 #endif
6297 /*
6298  * The /proc/slabinfo ABI
6299  */
6300 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6301 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
6302 {
6303         unsigned long nr_slabs = 0;
6304         unsigned long nr_objs = 0;
6305         unsigned long nr_free = 0;
6306         int node;
6307         struct kmem_cache_node *n;
6308
6309         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6310                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
6311                 nr_objs += node_nr_objs(n);
6312                 nr_free += count_partial(n, count_free);
6313         }
6314
6315         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
6316         sinfo->num_objs = nr_objs;
6317         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
6318         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
6319         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
6320         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
6321 }
6322
6323 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
6324 {
6325 }
6326
6327 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
6328                        size_t count, loff_t *ppos)
6329 {
6330         return -EIO;
6331 }
6332 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */