b7f8b9d34e46bf8385e6a9e27e73ecd60c7a44a8
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         page->counters = counters_new;
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         page->counters = counters_new;
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
458                        struct page *page)
459 {
460         void *addr = page_address(page);
461         void *p;
462
463         bitmap_zero(obj_map, page->objects);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
467 }
468
469 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
470 static bool slab_add_kunit_errors(void)
471 {
472         struct kunit_resource *resource;
473
474         if (likely(!current->kunit_test))
475                 return false;
476
477         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
478         if (!resource)
479                 return false;
480
481         (*(int *)resource->data)++;
482         kunit_put_resource(resource);
483         return true;
484 }
485 #else
486 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
487 #endif
488
489 /*
490  * Determine a map of object in use on a page.
491  *
492  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
493  * not vanish from under us.
494  */
495 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
496         __acquires(&object_map_lock)
497 {
498         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
499
500         spin_lock(&object_map_lock);
501
502         __fill_map(object_map, s, page);
503
504         return object_map;
505 }
506
507 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
508 {
509         VM_BUG_ON(map != object_map);
510         spin_unlock(&object_map_lock);
511 }
512
513 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
514 {
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
516                 return s->size - s->red_left_pad;
517
518         return s->size;
519 }
520
521 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
522 {
523         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
524                 p -= s->red_left_pad;
525
526         return p;
527 }
528
529 /*
530  * Debug settings:
531  */
532 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
533 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
534 #else
535 static slab_flags_t slub_debug;
536 #endif
537
538 static char *slub_debug_string;
539 static int disable_higher_order_debug;
540
541 /*
542  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
543  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
544  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
545  * to tell kasan that these accesses are OK.
546  */
547 static inline void metadata_access_enable(void)
548 {
549         kasan_disable_current();
550 }
551
552 static inline void metadata_access_disable(void)
553 {
554         kasan_enable_current();
555 }
556
557 /*
558  * Object debugging
559  */
560
561 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
562 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
563                                 struct page *page, void *object)
564 {
565         void *base;
566
567         if (!object)
568                 return 1;
569
570         base = page_address(page);
571         object = kasan_reset_tag(object);
572         object = restore_red_left(s, object);
573         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
574                 (object - base) % s->size) {
575                 return 0;
576         }
577
578         return 1;
579 }
580
581 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
582                           unsigned int length)
583 {
584         metadata_access_enable();
585         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
586                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
587         metadata_access_disable();
588 }
589
590 /*
591  * See comment in calculate_sizes().
592  */
593 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
594 {
595         return s->offset >= s->inuse;
596 }
597
598 /*
599  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
600  * not overlapping with object.
601  */
602 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
603 {
604         if (freeptr_outside_object(s))
605                 return s->inuse + sizeof(void *);
606         else
607                 return s->inuse;
608 }
609
610 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
611         enum track_item alloc)
612 {
613         struct track *p;
614
615         p = object + get_info_end(s);
616
617         return kasan_reset_tag(p + alloc);
618 }
619
620 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
621                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
622 {
623         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
624
625         if (addr) {
626 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
627                 unsigned int nr_entries;
628
629                 metadata_access_enable();
630                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
631                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
632                 metadata_access_disable();
633
634                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
635                         p->addrs[nr_entries] = 0;
636 #endif
637                 p->addr = addr;
638                 p->cpu = smp_processor_id();
639                 p->pid = current->pid;
640                 p->when = jiffies;
641         } else {
642                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
643         }
644 }
645
646 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
647 {
648         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
649                 return;
650
651         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
652         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
653 }
654
655 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
656 {
657         if (!t->addr)
658                 return;
659
660         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
661                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
662 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
663         {
664                 int i;
665                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
666                         if (t->addrs[i])
667                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
668                         else
669                                 break;
670         }
671 #endif
672 }
673
674 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
675 {
676         unsigned long pr_time = jiffies;
677         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
678                 return;
679
680         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
681         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
682 }
683
684 static void print_page_info(struct page *page)
685 {
686         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
687                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
688                page->flags, &page->flags);
689
690 }
691
692 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
693 {
694         struct va_format vaf;
695         va_list args;
696
697         va_start(args, fmt);
698         vaf.fmt = fmt;
699         vaf.va = &args;
700         pr_err("=============================================================================\n");
701         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
702         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
703         va_end(args);
704 }
705
706 __printf(2, 3)
707 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
708 {
709         struct va_format vaf;
710         va_list args;
711
712         if (slab_add_kunit_errors())
713                 return;
714
715         va_start(args, fmt);
716         vaf.fmt = fmt;
717         vaf.va = &args;
718         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
719         va_end(args);
720 }
721
722 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
723                                void **freelist, void *nextfree)
724 {
725         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
726             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
727                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
728                 *freelist = NULL;
729                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
730                 return true;
731         }
732
733         return false;
734 }
735
736 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
737 {
738         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
739         u8 *addr = page_address(page);
740
741         print_tracking(s, p);
742
743         print_page_info(page);
744
745         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
746                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
747
748         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
749                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
750                               s->red_left_pad);
751         else if (p > addr + 16)
752                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
753
754         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
755                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
756         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
757                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
758                         s->inuse - s->object_size);
759
760         off = get_info_end(s);
761
762         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
763                 off += 2 * sizeof(struct track);
764
765         off += kasan_metadata_size(s);
766
767         if (off != size_from_object(s))
768                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
769                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
770                               size_from_object(s) - off);
771
772         dump_stack();
773 }
774
775 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
776                         u8 *object, char *reason)
777 {
778         if (slab_add_kunit_errors())
779                 return;
780
781         slab_bug(s, "%s", reason);
782         print_trailer(s, page, object);
783         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
784 }
785
786 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                         const char *fmt, ...)
788 {
789         va_list args;
790         char buf[100];
791
792         if (slab_add_kunit_errors())
793                 return;
794
795         va_start(args, fmt);
796         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
797         va_end(args);
798         slab_bug(s, "%s", buf);
799         print_page_info(page);
800         dump_stack();
801         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
802 }
803
804 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
805 {
806         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
807
808         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
809                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
810
811         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
812                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
813                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
814         }
815
816         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
817                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
818 }
819
820 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
821                                                 void *from, void *to)
822 {
823         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
824         memset(from, data, to - from);
825 }
826
827 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
828                         u8 *object, char *what,
829                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
830 {
831         u8 *fault;
832         u8 *end;
833         u8 *addr = page_address(page);
834
835         metadata_access_enable();
836         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
837         metadata_access_disable();
838         if (!fault)
839                 return 1;
840
841         end = start + bytes;
842         while (end > fault && end[-1] == value)
843                 end--;
844
845         if (slab_add_kunit_errors())
846                 goto skip_bug_print;
847
848         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
849         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
850                                         fault, end - 1, fault - addr,
851                                         fault[0], value);
852         print_trailer(s, page, object);
853         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
854
855 skip_bug_print:
856         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
857         return 0;
858 }
859
860 /*
861  * Object layout:
862  *
863  * object address
864  *      Bytes of the object to be managed.
865  *      If the freepointer may overlay the object then the free
866  *      pointer is at the middle of the object.
867  *
868  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
869  *      0xa5 (POISON_END)
870  *
871  * object + s->object_size
872  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
873  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
874  *      object_size == inuse.
875  *
876  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
877  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
878  *
879  * object + s->inuse
880  *      Meta data starts here.
881  *
882  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
883  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
884  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
885  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
886  *              before the word boundary.
887  *
888  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
889  *
890  * object + s->size
891  *      Nothing is used beyond s->size.
892  *
893  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
894  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
895  * may be used with merged slabcaches.
896  */
897
898 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
899 {
900         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
901
902         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
903                 /* We also have user information there */
904                 off += 2 * sizeof(struct track);
905
906         off += kasan_metadata_size(s);
907
908         if (size_from_object(s) == off)
909                 return 1;
910
911         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
912                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
913 }
914
915 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
916 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
917 {
918         u8 *start;
919         u8 *fault;
920         u8 *end;
921         u8 *pad;
922         int length;
923         int remainder;
924
925         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
926                 return 1;
927
928         start = page_address(page);
929         length = page_size(page);
930         end = start + length;
931         remainder = length % s->size;
932         if (!remainder)
933                 return 1;
934
935         pad = end - remainder;
936         metadata_access_enable();
937         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
938         metadata_access_disable();
939         if (!fault)
940                 return 1;
941         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
942                 end--;
943
944         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
945                         fault, end - 1, fault - start);
946         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
947
948         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
949         return 0;
950 }
951
952 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
953                                         void *object, u8 val)
954 {
955         u8 *p = object;
956         u8 *endobject = object + s->object_size;
957
958         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
959                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
960                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
961                         return 0;
962
963                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
964                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
965                         return 0;
966         } else {
967                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
968                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
969                                 endobject, POISON_INUSE,
970                                 s->inuse - s->object_size);
971                 }
972         }
973
974         if (s->flags & SLAB_POISON) {
975                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
976                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
977                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
978                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
979                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
980                         return 0;
981                 /*
982                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
983                  */
984                 check_pad_bytes(s, page, p);
985         }
986
987         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
988                 /*
989                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
990                  * freepointer while object is allocated.
991                  */
992                 return 1;
993
994         /* Check free pointer validity */
995         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
996                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
997                 /*
998                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
999                  * of the free objects in this slab. May cause
1000                  * another error because the object count is now wrong.
1001                  */
1002                 set_freepointer(s, p, NULL);
1003                 return 0;
1004         }
1005         return 1;
1006 }
1007
1008 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1009 {
1010         int maxobj;
1011
1012         if (!PageSlab(page)) {
1013                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1014                 return 0;
1015         }
1016
1017         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1018         if (page->objects > maxobj) {
1019                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1020                         page->objects, maxobj);
1021                 return 0;
1022         }
1023         if (page->inuse > page->objects) {
1024                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1025                         page->inuse, page->objects);
1026                 return 0;
1027         }
1028         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1029         slab_pad_check(s, page);
1030         return 1;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1035  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1036  */
1037 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1038 {
1039         int nr = 0;
1040         void *fp;
1041         void *object = NULL;
1042         int max_objects;
1043
1044         fp = page->freelist;
1045         while (fp && nr <= page->objects) {
1046                 if (fp == search)
1047                         return 1;
1048                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1049                         if (object) {
1050                                 object_err(s, page, object,
1051                                         "Freechain corrupt");
1052                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1053                         } else {
1054                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1055                                 page->freelist = NULL;
1056                                 page->inuse = page->objects;
1057                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1058                                 return 0;
1059                         }
1060                         break;
1061                 }
1062                 object = fp;
1063                 fp = get_freepointer(s, object);
1064                 nr++;
1065         }
1066
1067         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1068         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1069                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1070
1071         if (page->objects != max_objects) {
1072                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1073                          page->objects, max_objects);
1074                 page->objects = max_objects;
1075                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1076         }
1077         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1078                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1079                          page->inuse, page->objects - nr);
1080                 page->inuse = page->objects - nr;
1081                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1082         }
1083         return search == NULL;
1084 }
1085
1086 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1087                                                                 int alloc)
1088 {
1089         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1090                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1091                         s->name,
1092                         alloc ? "alloc" : "free",
1093                         object, page->inuse,
1094                         page->freelist);
1095
1096                 if (!alloc)
1097                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1098                                         s->object_size);
1099
1100                 dump_stack();
1101         }
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1106  */
1107 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1108         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1109 {
1110         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1111                 return;
1112
1113         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1114         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1115 }
1116
1117 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1118 {
1119         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1120                 return;
1121
1122         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1123         list_del(&page->slab_list);
1124 }
1125
1126 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1127 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1128 {
1129         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1130
1131         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1132 }
1133
1134 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1135 {
1136         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1137 }
1138
1139 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1140 {
1141         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1142
1143         /*
1144          * May be called early in order to allocate a slab for the
1145          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1146          * dilemma by deferring the increment of the count during
1147          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1148          */
1149         if (likely(n)) {
1150                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1151                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1152         }
1153 }
1154 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1155 {
1156         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1157
1158         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1159         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1160 }
1161
1162 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1163 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1164                                                                 void *object)
1165 {
1166         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1167                 return;
1168
1169         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1170         init_tracking(s, object);
1171 }
1172
1173 static
1174 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1175 {
1176         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1177                 return;
1178
1179         metadata_access_enable();
1180         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1181         metadata_access_disable();
1182 }
1183
1184 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1185                                         struct page *page, void *object)
1186 {
1187         if (!check_slab(s, page))
1188                 return 0;
1189
1190         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1191                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1192                 return 0;
1193         }
1194
1195         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1196                 return 0;
1197
1198         return 1;
1199 }
1200
1201 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1202                                         struct page *page,
1203                                         void *object, unsigned long addr)
1204 {
1205         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1206                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1207                         goto bad;
1208         }
1209
1210         /* Success perform special debug activities for allocs */
1211         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1212                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1213         trace(s, page, object, 1);
1214         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1215         return 1;
1216
1217 bad:
1218         if (PageSlab(page)) {
1219                 /*
1220                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1221                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1222                  * as used avoids touching the remaining objects.
1223                  */
1224                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1225                 page->inuse = page->objects;
1226                 page->freelist = NULL;
1227         }
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1232                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1233 {
1234         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1235                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1236                 return 0;
1237         }
1238
1239         if (on_freelist(s, page, object)) {
1240                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1241                 return 0;
1242         }
1243
1244         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1245                 return 0;
1246
1247         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1248                 if (!PageSlab(page)) {
1249                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1250                                  object);
1251                 } else if (!page->slab_cache) {
1252                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1253                                object);
1254                         dump_stack();
1255                 } else
1256                         object_err(s, page, object,
1257                                         "page slab pointer corrupt.");
1258                 return 0;
1259         }
1260         return 1;
1261 }
1262
1263 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1264 static noinline int free_debug_processing(
1265         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1266         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1267         unsigned long addr)
1268 {
1269         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1270         void *object = head;
1271         int cnt = 0;
1272         unsigned long flags;
1273         int ret = 0;
1274
1275         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1276         slab_lock(page);
1277
1278         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1279                 if (!check_slab(s, page))
1280                         goto out;
1281         }
1282
1283 next_object:
1284         cnt++;
1285
1286         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1287                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1288                         goto out;
1289         }
1290
1291         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1292                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1293         trace(s, page, object, 0);
1294         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1295         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1296
1297         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1298         if (object != tail) {
1299                 object = get_freepointer(s, object);
1300                 goto next_object;
1301         }
1302         ret = 1;
1303
1304 out:
1305         if (cnt != bulk_cnt)
1306                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1307                          bulk_cnt, cnt);
1308
1309         slab_unlock(page);
1310         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1311         if (!ret)
1312                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1313         return ret;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1318  *
1319  * @str:    start of block
1320  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1321  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1322  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1323  *
1324  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1325  */
1326 static char *
1327 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1328 {
1329         bool higher_order_disable = false;
1330
1331         /* Skip any completely empty blocks */
1332         while (*str && *str == ';')
1333                 str++;
1334
1335         if (*str == ',') {
1336                 /*
1337                  * No options but restriction on slabs. This means full
1338                  * debugging for slabs matching a pattern.
1339                  */
1340                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1341                 goto check_slabs;
1342         }
1343         *flags = 0;
1344
1345         /* Determine which debug features should be switched on */
1346         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1347                 switch (tolower(*str)) {
1348                 case '-':
1349                         *flags = 0;
1350                         break;
1351                 case 'f':
1352                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1353                         break;
1354                 case 'z':
1355                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1356                         break;
1357                 case 'p':
1358                         *flags |= SLAB_POISON;
1359                         break;
1360                 case 'u':
1361                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1362                         break;
1363                 case 't':
1364                         *flags |= SLAB_TRACE;
1365                         break;
1366                 case 'a':
1367                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1368                         break;
1369                 case 'o':
1370                         /*
1371                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1372                          * order would increase as a result.
1373                          */
1374                         higher_order_disable = true;
1375                         break;
1376                 default:
1377                         if (init)
1378                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1379                 }
1380         }
1381 check_slabs:
1382         if (*str == ',')
1383                 *slabs = ++str;
1384         else
1385                 *slabs = NULL;
1386
1387         /* Skip over the slab list */
1388         while (*str && *str != ';')
1389                 str++;
1390
1391         /* Skip any completely empty blocks */
1392         while (*str && *str == ';')
1393                 str++;
1394
1395         if (init && higher_order_disable)
1396                 disable_higher_order_debug = 1;
1397
1398         if (*str)
1399                 return str;
1400         else
1401                 return NULL;
1402 }
1403
1404 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1405 {
1406         slab_flags_t flags;
1407         slab_flags_t global_flags;
1408         char *saved_str;
1409         char *slab_list;
1410         bool global_slub_debug_changed = false;
1411         bool slab_list_specified = false;
1412
1413         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1414         if (*str++ != '=' || !*str)
1415                 /*
1416                  * No options specified. Switch on full debugging.
1417                  */
1418                 goto out;
1419
1420         saved_str = str;
1421         while (str) {
1422                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1423
1424                 if (!slab_list) {
1425                         global_flags = flags;
1426                         global_slub_debug_changed = true;
1427                 } else {
1428                         slab_list_specified = true;
1429                 }
1430         }
1431
1432         /*
1433          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1434          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1435          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1436          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1437          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1438          */
1439         if (slab_list_specified) {
1440                 if (!global_slub_debug_changed)
1441                         global_flags = slub_debug;
1442                 slub_debug_string = saved_str;
1443         }
1444 out:
1445         slub_debug = global_flags;
1446         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1447                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1448         else
1449                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1450         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1451              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1452             (slub_debug & SLAB_POISON))
1453                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1454         return 1;
1455 }
1456
1457 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1458
1459 /*
1460  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1461  * @object_size:        the size of an object without meta data
1462  * @flags:              flags to set
1463  * @name:               name of the cache
1464  *
1465  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1466  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1467  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1468  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1469  */
1470 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1471         slab_flags_t flags, const char *name)
1472 {
1473         char *iter;
1474         size_t len;
1475         char *next_block;
1476         slab_flags_t block_flags;
1477         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1478
1479         /*
1480          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1481          * don't store user (stack trace) information by default,
1482          * but let the user enable it via the command line below.
1483          */
1484         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1485                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1486
1487         len = strlen(name);
1488         next_block = slub_debug_string;
1489         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1490         while (next_block) {
1491                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1492                 if (!iter)
1493                         continue;
1494                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1495                 while (*iter) {
1496                         char *end, *glob;
1497                         size_t cmplen;
1498
1499                         end = strchrnul(iter, ',');
1500                         if (next_block && next_block < end)
1501                                 end = next_block - 1;
1502
1503                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1504                         if (glob)
1505                                 cmplen = glob - iter;
1506                         else
1507                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1508
1509                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1510                                 flags |= block_flags;
1511                                 return flags;
1512                         }
1513
1514                         if (!*end || *end == ';')
1515                                 break;
1516                         iter = end + 1;
1517                 }
1518         }
1519
1520         return flags | slub_debug_local;
1521 }
1522 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1523 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1524                         struct page *page, void *object) {}
1525 static inline
1526 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1527
1528 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1529         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1530
1531 static inline int free_debug_processing(
1532         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1533         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1534         unsigned long addr) { return 0; }
1535
1536 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1537                         { return 1; }
1538 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1539                         void *object, u8 val) { return 1; }
1540 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1541                                         struct page *page) {}
1542 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1543                                         struct page *page) {}
1544 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1545         slab_flags_t flags, const char *name)
1546 {
1547         return flags;
1548 }
1549 #define slub_debug 0
1550
1551 #define disable_higher_order_debug 0
1552
1553 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1554                                                         { return 0; }
1555 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1556                                                         { return 0; }
1557 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1558                                                         int objects) {}
1559 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1560                                                         int objects) {}
1561
1562 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1563                                void **freelist, void *nextfree)
1564 {
1565         return false;
1566 }
1567 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1568
1569 /*
1570  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1571  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1572  */
1573 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1574 {
1575         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1576         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1577         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1578         return ptr;
1579 }
1580
1581 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1582 {
1583         kmemleak_free(x);
1584         kasan_kfree_large(x);
1585 }
1586
1587 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1588                                                 void *x, bool init)
1589 {
1590         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1591
1592         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1593
1594         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1595                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1596
1597         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1598         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1599                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1600                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1601
1602         /*
1603          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1604          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1605          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1606          *
1607          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1608          * but don't touch the SLAB redzone.
1609          */
1610         if (init) {
1611                 int rsize;
1612
1613                 if (!kasan_has_integrated_init())
1614                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1615                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1616                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1617                        s->size - s->inuse - rsize);
1618         }
1619         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1620         return kasan_slab_free(s, x, init);
1621 }
1622
1623 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1624                                            void **head, void **tail)
1625 {
1626
1627         void *object;
1628         void *next = *head;
1629         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1630
1631         if (is_kfence_address(next)) {
1632                 slab_free_hook(s, next, false);
1633                 return true;
1634         }
1635
1636         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1637         *head = NULL;
1638         *tail = NULL;
1639
1640         do {
1641                 object = next;
1642                 next = get_freepointer(s, object);
1643
1644                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1645                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1646                         /* Move object to the new freelist */
1647                         set_freepointer(s, object, *head);
1648                         *head = object;
1649                         if (!*tail)
1650                                 *tail = object;
1651                 }
1652         } while (object != old_tail);
1653
1654         if (*head == *tail)
1655                 *tail = NULL;
1656
1657         return *head != NULL;
1658 }
1659
1660 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1661                                 void *object)
1662 {
1663         setup_object_debug(s, page, object);
1664         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1665         if (unlikely(s->ctor)) {
1666                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1667                 s->ctor(object);
1668                 kasan_poison_object_data(s, object);
1669         }
1670         return object;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Slab allocation and freeing
1675  */
1676 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1677                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1678 {
1679         struct page *page;
1680         unsigned int order = oo_order(oo);
1681
1682         if (node == NUMA_NO_NODE)
1683                 page = alloc_pages(flags, order);
1684         else
1685                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1686
1687         return page;
1688 }
1689
1690 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1691 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1692 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1693 {
1694         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1695         int err;
1696
1697         /* Bailout if already initialised */
1698         if (s->random_seq)
1699                 return 0;
1700
1701         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1702         if (err) {
1703                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1704                         s->name);
1705                 return err;
1706         }
1707
1708         /* Transform to an offset on the set of pages */
1709         if (s->random_seq) {
1710                 unsigned int i;
1711
1712                 for (i = 0; i < count; i++)
1713                         s->random_seq[i] *= s->size;
1714         }
1715         return 0;
1716 }
1717
1718 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1719 static void __init init_freelist_randomization(void)
1720 {
1721         struct kmem_cache *s;
1722
1723         mutex_lock(&slab_mutex);
1724
1725         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1726                 init_cache_random_seq(s);
1727
1728         mutex_unlock(&slab_mutex);
1729 }
1730
1731 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1732 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1733                                 unsigned long *pos, void *start,
1734                                 unsigned long page_limit,
1735                                 unsigned long freelist_count)
1736 {
1737         unsigned int idx;
1738
1739         /*
1740          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1741          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1742          */
1743         do {
1744                 idx = s->random_seq[*pos];
1745                 *pos += 1;
1746                 if (*pos >= freelist_count)
1747                         *pos = 0;
1748         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1749
1750         return (char *)start + idx;
1751 }
1752
1753 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1754 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1755 {
1756         void *start;
1757         void *cur;
1758         void *next;
1759         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1760
1761         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1762                 return false;
1763
1764         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1765         pos = get_random_int() % freelist_count;
1766
1767         page_limit = page->objects * s->size;
1768         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1769
1770         /* First entry is used as the base of the freelist */
1771         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1772                                 freelist_count);
1773         cur = setup_object(s, page, cur);
1774         page->freelist = cur;
1775
1776         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1777                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1778                         freelist_count);
1779                 next = setup_object(s, page, next);
1780                 set_freepointer(s, cur, next);
1781                 cur = next;
1782         }
1783         set_freepointer(s, cur, NULL);
1784
1785         return true;
1786 }
1787 #else
1788 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1789 {
1790         return 0;
1791 }
1792 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1793 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1794 {
1795         return false;
1796 }
1797 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1798
1799 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1800 {
1801         struct page *page;
1802         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1803         gfp_t alloc_gfp;
1804         void *start, *p, *next;
1805         int idx;
1806         bool shuffle;
1807
1808         flags &= gfp_allowed_mask;
1809
1810         flags |= s->allocflags;
1811
1812         /*
1813          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1814          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1815          */
1816         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1817         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1818                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1819
1820         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1821         if (unlikely(!page)) {
1822                 oo = s->min;
1823                 alloc_gfp = flags;
1824                 /*
1825                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1826                  * Try a lower order alloc if possible
1827                  */
1828                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1829                 if (unlikely(!page))
1830                         goto out;
1831                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1832         }
1833
1834         page->objects = oo_objects(oo);
1835
1836         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1837
1838         page->slab_cache = s;
1839         __SetPageSlab(page);
1840         if (page_is_pfmemalloc(page))
1841                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1842
1843         kasan_poison_slab(page);
1844
1845         start = page_address(page);
1846
1847         setup_page_debug(s, page, start);
1848
1849         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1850
1851         if (!shuffle) {
1852                 start = fixup_red_left(s, start);
1853                 start = setup_object(s, page, start);
1854                 page->freelist = start;
1855                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1856                         next = p + s->size;
1857                         next = setup_object(s, page, next);
1858                         set_freepointer(s, p, next);
1859                         p = next;
1860                 }
1861                 set_freepointer(s, p, NULL);
1862         }
1863
1864         page->inuse = page->objects;
1865         page->frozen = 1;
1866
1867 out:
1868         if (!page)
1869                 return NULL;
1870
1871         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1872
1873         return page;
1874 }
1875
1876 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1877 {
1878         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1879                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1880
1881         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
1882
1883         return allocate_slab(s,
1884                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1885 }
1886
1887 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1888 {
1889         int order = compound_order(page);
1890         int pages = 1 << order;
1891
1892         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1893                 void *p;
1894
1895                 slab_pad_check(s, page);
1896                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1897                                                 page->objects)
1898                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1899         }
1900
1901         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1902         __ClearPageSlab(page);
1903         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1904         page->slab_cache = NULL;
1905         if (current->reclaim_state)
1906                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1907         unaccount_slab_page(page, order, s);
1908         __free_pages(page, order);
1909 }
1910
1911 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1912 {
1913         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1914
1915         __free_slab(page->slab_cache, page);
1916 }
1917
1918 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1919 {
1920         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1921                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1922         } else
1923                 __free_slab(s, page);
1924 }
1925
1926 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1927 {
1928         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1929         free_slab(s, page);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Management of partially allocated slabs.
1934  */
1935 static inline void
1936 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1937 {
1938         n->nr_partial++;
1939         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1940                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1941         else
1942                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1943 }
1944
1945 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1946                                 struct page *page, int tail)
1947 {
1948         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1949         __add_partial(n, page, tail);
1950 }
1951
1952 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1953                                         struct page *page)
1954 {
1955         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1956         list_del(&page->slab_list);
1957         n->nr_partial--;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1962  * return the pointer to the freelist.
1963  *
1964  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1965  */
1966 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1967                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1968                 int mode, int *objects)
1969 {
1970         void *freelist;
1971         unsigned long counters;
1972         struct page new;
1973
1974         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1975
1976         /*
1977          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1978          * The old freelist is the list of objects for the
1979          * per cpu allocation list.
1980          */
1981         freelist = page->freelist;
1982         counters = page->counters;
1983         new.counters = counters;
1984         *objects = new.objects - new.inuse;
1985         if (mode) {
1986                 new.inuse = page->objects;
1987                 new.freelist = NULL;
1988         } else {
1989                 new.freelist = freelist;
1990         }
1991
1992         VM_BUG_ON(new.frozen);
1993         new.frozen = 1;
1994
1995         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1996                         freelist, counters,
1997                         new.freelist, new.counters,
1998                         "acquire_slab"))
1999                 return NULL;
2000
2001         remove_partial(n, page);
2002         WARN_ON(!freelist);
2003         return freelist;
2004 }
2005
2006 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2007 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2008
2009 /*
2010  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2011  */
2012 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2013                               struct page **ret_page, gfp_t gfpflags)
2014 {
2015         struct page *page, *page2;
2016         void *object = NULL;
2017         unsigned int available = 0;
2018         unsigned long flags;
2019         int objects;
2020
2021         /*
2022          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2023          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2024          * partial slab and there is none available then get_partial()
2025          * will return NULL.
2026          */
2027         if (!n || !n->nr_partial)
2028                 return NULL;
2029
2030         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2031         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2032                 void *t;
2033
2034                 if (!pfmemalloc_match(page, gfpflags))
2035                         continue;
2036
2037                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2038                 if (!t)
2039                         break;
2040
2041                 available += objects;
2042                 if (!object) {
2043                         *ret_page = page;
2044                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2045                         object = t;
2046                 } else {
2047                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2048                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2049                 }
2050                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2051                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2052                         break;
2053
2054         }
2055         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2056         return object;
2057 }
2058
2059 /*
2060  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2061  */
2062 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2063                              struct page **ret_page)
2064 {
2065 #ifdef CONFIG_NUMA
2066         struct zonelist *zonelist;
2067         struct zoneref *z;
2068         struct zone *zone;
2069         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2070         void *object;
2071         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2072
2073         /*
2074          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2075          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2076          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2077          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2078          *
2079          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2080          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2081          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2082          * from other nodes and filled up.
2083          *
2084          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2085          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2086          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2087          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2088          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2089          * with available objects.
2090          */
2091         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2092                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2093                 return NULL;
2094
2095         do {
2096                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2097                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2098                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2099                         struct kmem_cache_node *n;
2100
2101                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2102
2103                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2104                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2105                                 object = get_partial_node(s, n, ret_page, flags);
2106                                 if (object) {
2107                                         /*
2108                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2109                                          * here - if mems_allowed was updated in
2110                                          * parallel, that was a harmless race
2111                                          * between allocation and the cpuset
2112                                          * update
2113                                          */
2114                                         return object;
2115                                 }
2116                         }
2117                 }
2118         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2119 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2120         return NULL;
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Get a partial page, lock it and return it.
2125  */
2126 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2127                          struct page **ret_page)
2128 {
2129         void *object;
2130         int searchnode = node;
2131
2132         if (node == NUMA_NO_NODE)
2133                 searchnode = numa_mem_id();
2134
2135         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_page, flags);
2136         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2137                 return object;
2138
2139         return get_any_partial(s, flags, ret_page);
2140 }
2141
2142 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2143 /*
2144  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2145  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2146  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2147  */
2148 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2149 #else
2150 /*
2151  * No preemption supported therefore also no need to check for
2152  * different cpus.
2153  */
2154 #define TID_STEP 1
2155 #endif
2156
2157 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2158 {
2159         return tid + TID_STEP;
2160 }
2161
2162 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2163 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2164 {
2165         return tid % TID_STEP;
2166 }
2167
2168 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2169 {
2170         return tid / TID_STEP;
2171 }
2172 #endif
2173
2174 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2175 {
2176         return cpu;
2177 }
2178
2179 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2180                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2181 {
2182 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2183         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2184
2185         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2186
2187 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2188         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2189                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2190                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2191         else
2192 #endif
2193         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2194                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2195                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2196         else
2197                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2198                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2199 #endif
2200         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2201 }
2202
2203 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2204 {
2205         int cpu;
2206
2207         for_each_possible_cpu(cpu)
2208                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with page's freelist,
2213  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2214  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2215  * by the caller.
2216  */
2217 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2218                             void *freelist)
2219 {
2220         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2221         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2222         int lock = 0, free_delta = 0;
2223         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2224         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2225         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2226         unsigned long flags = 0;
2227         struct page new;
2228         struct page old;
2229
2230         if (page->freelist) {
2231                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2232                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2233         }
2234
2235         /*
2236          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2237          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2238          */
2239         freelist_tail = NULL;
2240         freelist_iter = freelist;
2241         while (freelist_iter) {
2242                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2243
2244                 /*
2245                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2246                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2247                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2248                  */
2249                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2250                         break;
2251
2252                 freelist_tail = freelist_iter;
2253                 free_delta++;
2254
2255                 freelist_iter = nextfree;
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2260          * freelist to the head of page's freelist.
2261          *
2262          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2263          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2264          *
2265          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2266          * with the count. If there is a mismatch then the page
2267          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2268          *
2269          * Then we restart the process which may have to remove
2270          * the page from the list that we just put it on again
2271          * because the number of objects in the slab may have
2272          * changed.
2273          */
2274 redo:
2275
2276         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2277         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2278         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2279
2280         /* Determine target state of the slab */
2281         new.counters = old.counters;
2282         if (freelist_tail) {
2283                 new.inuse -= free_delta;
2284                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2285                 new.freelist = freelist;
2286         } else
2287                 new.freelist = old.freelist;
2288
2289         new.frozen = 0;
2290
2291         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2292                 m = M_FREE;
2293         else if (new.freelist) {
2294                 m = M_PARTIAL;
2295                 if (!lock) {
2296                         lock = 1;
2297                         /*
2298                          * Taking the spinlock removes the possibility
2299                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2300                          * is frozen
2301                          */
2302                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2303                 }
2304         } else {
2305                 m = M_FULL;
2306                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2307                         lock = 1;
2308                         /*
2309                          * This also ensures that the scanning of full
2310                          * slabs from diagnostic functions will not see
2311                          * any frozen slabs.
2312                          */
2313                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2314                 }
2315         }
2316
2317         if (l != m) {
2318                 if (l == M_PARTIAL)
2319                         remove_partial(n, page);
2320                 else if (l == M_FULL)
2321                         remove_full(s, n, page);
2322
2323                 if (m == M_PARTIAL)
2324                         add_partial(n, page, tail);
2325                 else if (m == M_FULL)
2326                         add_full(s, n, page);
2327         }
2328
2329         l = m;
2330         if (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2331                                 old.freelist, old.counters,
2332                                 new.freelist, new.counters,
2333                                 "unfreezing slab"))
2334                 goto redo;
2335
2336         if (lock)
2337                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2338
2339         if (m == M_PARTIAL)
2340                 stat(s, tail);
2341         else if (m == M_FULL)
2342                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2343         else if (m == M_FREE) {
2344                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2345                 discard_slab(s, page);
2346                 stat(s, FREE_SLAB);
2347         }
2348 }
2349
2350 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2351 static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct page *partial_page)
2352 {
2353         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2354         struct page *page, *discard_page = NULL;
2355         unsigned long flags = 0;
2356
2357         while (partial_page) {
2358                 struct page new;
2359                 struct page old;
2360
2361                 page = partial_page;
2362                 partial_page = page->next;
2363
2364                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2365                 if (n != n2) {
2366                         if (n)
2367                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2368
2369                         n = n2;
2370                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2371                 }
2372
2373                 do {
2374
2375                         old.freelist = page->freelist;
2376                         old.counters = page->counters;
2377                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2378
2379                         new.counters = old.counters;
2380                         new.freelist = old.freelist;
2381
2382                         new.frozen = 0;
2383
2384                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2385                                 old.freelist, old.counters,
2386                                 new.freelist, new.counters,
2387                                 "unfreezing slab"));
2388
2389                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2390                         page->next = discard_page;
2391                         discard_page = page;
2392                 } else {
2393                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2394                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2395                 }
2396         }
2397
2398         if (n)
2399                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2400
2401         while (discard_page) {
2402                 page = discard_page;
2403                 discard_page = discard_page->next;
2404
2405                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2406                 discard_slab(s, page);
2407                 stat(s, FREE_SLAB);
2408         }
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2413  */
2414 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
2415 {
2416         struct page *partial_page;
2417         unsigned long flags;
2418
2419         local_irq_save(flags);
2420         partial_page = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2421         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2422         local_irq_restore(flags);
2423
2424         if (partial_page)
2425                 __unfreeze_partials(s, partial_page);
2426 }
2427
2428 static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2429                                   struct kmem_cache_cpu *c)
2430 {
2431         struct page *partial_page;
2432
2433         partial_page = slub_percpu_partial(c);
2434         c->partial = NULL;
2435
2436         if (partial_page)
2437                 __unfreeze_partials(s, partial_page);
2438 }
2439
2440 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2441
2442 static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
2443 static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2444                                   struct kmem_cache_cpu *c) { }
2445
2446 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2447
2448 /*
2449  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2450  * partial page slot if available.
2451  *
2452  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2453  * per node partial list.
2454  */
2455 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2456 {
2457 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2458         struct page *oldpage;
2459         int pages;
2460         int pobjects;
2461
2462         preempt_disable();
2463         do {
2464                 pages = 0;
2465                 pobjects = 0;
2466                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2467
2468                 if (oldpage) {
2469                         pobjects = oldpage->pobjects;
2470                         pages = oldpage->pages;
2471                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2472                                 /*
2473                                  * partial array is full. Move the existing
2474                                  * set to the per node partial list.
2475                                  */
2476                                 unfreeze_partials(s);
2477                                 oldpage = NULL;
2478                                 pobjects = 0;
2479                                 pages = 0;
2480                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2481                         }
2482                 }
2483
2484                 pages++;
2485                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2486
2487                 page->pages = pages;
2488                 page->pobjects = pobjects;
2489                 page->next = oldpage;
2490
2491         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2492                                                                 != oldpage);
2493         preempt_enable();
2494 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2495 }
2496
2497 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2498 {
2499         unsigned long flags;
2500         struct page *page;
2501         void *freelist;
2502
2503         local_irq_save(flags);
2504
2505         page = c->page;
2506         freelist = c->freelist;
2507
2508         c->page = NULL;
2509         c->freelist = NULL;
2510         c->tid = next_tid(c->tid);
2511
2512         local_irq_restore(flags);
2513
2514         if (page) {
2515                 deactivate_slab(s, page, freelist);
2516                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2517         }
2518 }
2519
2520 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2521 {
2522         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2523         void *freelist = c->freelist;
2524         struct page *page = c->page;
2525
2526         c->page = NULL;
2527         c->freelist = NULL;
2528         c->tid = next_tid(c->tid);
2529
2530         if (page) {
2531                 deactivate_slab(s, page, freelist);
2532                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2533         }
2534
2535         unfreeze_partials_cpu(s, c);
2536 }
2537
2538 struct slub_flush_work {
2539         struct work_struct work;
2540         struct kmem_cache *s;
2541         bool skip;
2542 };
2543
2544 /*
2545  * Flush cpu slab.
2546  *
2547  * Called from CPU work handler with migration disabled.
2548  */
2549 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
2550 {
2551         struct kmem_cache *s;
2552         struct kmem_cache_cpu *c;
2553         struct slub_flush_work *sfw;
2554
2555         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
2556
2557         s = sfw->s;
2558         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2559
2560         if (c->page)
2561                 flush_slab(s, c);
2562
2563         unfreeze_partials(s);
2564 }
2565
2566 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
2567 {
2568         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2569
2570         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2571 }
2572
2573 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
2574 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
2575
2576 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
2577 {
2578         struct slub_flush_work *sfw;
2579         unsigned int cpu;
2580
2581         lockdep_assert_cpus_held();
2582         mutex_lock(&flush_lock);
2583
2584         for_each_online_cpu(cpu) {
2585                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2586                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
2587                         sfw->skip = true;
2588                         continue;
2589                 }
2590                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
2591                 sfw->skip = false;
2592                 sfw->s = s;
2593                 schedule_work_on(cpu, &sfw->work);
2594         }
2595
2596         for_each_online_cpu(cpu) {
2597                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2598                 if (sfw->skip)
2599                         continue;
2600                 flush_work(&sfw->work);
2601         }
2602
2603         mutex_unlock(&flush_lock);
2604 }
2605
2606 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2607 {
2608         cpus_read_lock();
2609         flush_all_cpus_locked(s);
2610         cpus_read_unlock();
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2615  * necessary.
2616  */
2617 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2618 {
2619         struct kmem_cache *s;
2620
2621         mutex_lock(&slab_mutex);
2622         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2623                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2624         mutex_unlock(&slab_mutex);
2625         return 0;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2630  * locality expectations.
2631  */
2632 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2633 {
2634 #ifdef CONFIG_NUMA
2635         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2636                 return 0;
2637 #endif
2638         return 1;
2639 }
2640
2641 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2642 static int count_free(struct page *page)
2643 {
2644         return page->objects - page->inuse;
2645 }
2646
2647 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2648 {
2649         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2650 }
2651 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2652
2653 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2654 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2655                                         int (*get_count)(struct page *))
2656 {
2657         unsigned long flags;
2658         unsigned long x = 0;
2659         struct page *page;
2660
2661         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2662         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2663                 x += get_count(page);
2664         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2665         return x;
2666 }
2667 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2668
2669 static noinline void
2670 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2671 {
2672 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2673         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2674                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2675         int node;
2676         struct kmem_cache_node *n;
2677
2678         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2679                 return;
2680
2681         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2682                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2683         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2684                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2685                 oo_order(s->min));
2686
2687         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2688                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2689                         s->name);
2690
2691         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2692                 unsigned long nr_slabs;
2693                 unsigned long nr_objs;
2694                 unsigned long nr_free;
2695
2696                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2697                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2698                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2699
2700                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2701                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2702         }
2703 #endif
2704 }
2705
2706 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2707 {
2708         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2709                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2710
2711         return true;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * A variant of pfmemalloc_match() that tests page flags without asserting
2716  * PageSlab. Intended for opportunistic checks before taking a lock and
2717  * rechecking that nobody else freed the page under us.
2718  */
2719 static inline bool pfmemalloc_match_unsafe(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2720 {
2721         if (unlikely(__PageSlabPfmemalloc(page)))
2722                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2723
2724         return true;
2725 }
2726
2727 /*
2728  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2729  * per cpu freelist or deactivate the page.
2730  *
2731  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2732  *
2733  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2734  *
2735  * This function must be called with interrupt disabled.
2736  */
2737 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2738 {
2739         struct page new;
2740         unsigned long counters;
2741         void *freelist;
2742
2743         do {
2744                 freelist = page->freelist;
2745                 counters = page->counters;
2746
2747                 new.counters = counters;
2748                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2749
2750                 new.inuse = page->objects;
2751                 new.frozen = freelist != NULL;
2752
2753         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2754                 freelist, counters,
2755                 NULL, new.counters,
2756                 "get_freelist"));
2757
2758         return freelist;
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2763  * debugging duties.
2764  *
2765  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2766  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2767  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2768  *
2769  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2770  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2771  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2772  *
2773  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2774  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2775  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2776  *
2777  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
2778  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2779  */
2780 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2781                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2782 {
2783         void *freelist;
2784         struct page *page;
2785         unsigned long flags;
2786
2787         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2788
2789 reread_page:
2790
2791         page = READ_ONCE(c->page);
2792         if (!page) {
2793                 /*
2794                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2795                  * ignore the node constraint
2796                  */
2797                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2798                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2799                         node = NUMA_NO_NODE;
2800                 goto new_slab;
2801         }
2802 redo:
2803
2804         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2805                 /*
2806                  * same as above but node_match() being false already
2807                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2808                  */
2809                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2810                         node = NUMA_NO_NODE;
2811                         goto redo;
2812                 } else {
2813                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2814                         goto deactivate_slab;
2815                 }
2816         }
2817
2818         /*
2819          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2820          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2821          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2822          */
2823         if (unlikely(!pfmemalloc_match_unsafe(page, gfpflags)))
2824                 goto deactivate_slab;
2825
2826         /* must check again c->page in case IRQ handler changed it */
2827         local_irq_save(flags);
2828         if (unlikely(page != c->page)) {
2829                 local_irq_restore(flags);
2830                 goto reread_page;
2831         }
2832         freelist = c->freelist;
2833         if (freelist)
2834                 goto load_freelist;
2835
2836         freelist = get_freelist(s, page);
2837
2838         if (!freelist) {
2839                 c->page = NULL;
2840                 local_irq_restore(flags);
2841                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2842                 goto new_slab;
2843         }
2844
2845         stat(s, ALLOC_REFILL);
2846
2847 load_freelist:
2848
2849         lockdep_assert_irqs_disabled();
2850
2851         /*
2852          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2853          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2854          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2855          */
2856         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2857         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2858         c->tid = next_tid(c->tid);
2859         local_irq_restore(flags);
2860         return freelist;
2861
2862 deactivate_slab:
2863
2864         local_irq_save(flags);
2865         if (page != c->page) {
2866                 local_irq_restore(flags);
2867                 goto reread_page;
2868         }
2869         freelist = c->freelist;
2870         c->page = NULL;
2871         c->freelist = NULL;
2872         local_irq_restore(flags);
2873         deactivate_slab(s, page, freelist);
2874
2875 new_slab:
2876
2877         if (slub_percpu_partial(c)) {
2878                 local_irq_save(flags);
2879                 if (unlikely(c->page)) {
2880                         local_irq_restore(flags);
2881                         goto reread_page;
2882                 }
2883                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
2884                         local_irq_restore(flags);
2885                         goto new_objects; /* stolen by an IRQ handler */
2886                 }
2887
2888                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2889                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2890                 local_irq_restore(flags);
2891                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2892                 goto redo;
2893         }
2894
2895 new_objects:
2896
2897         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &page);
2898         if (freelist)
2899                 goto check_new_page;
2900
2901         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2902         page = new_slab(s, gfpflags, node);
2903         c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2904
2905         if (unlikely(!page)) {
2906                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2907                 return NULL;
2908         }
2909
2910         /*
2911          * No other reference to the page yet so we can
2912          * muck around with it freely without cmpxchg
2913          */
2914         freelist = page->freelist;
2915         page->freelist = NULL;
2916
2917         stat(s, ALLOC_SLAB);
2918
2919 check_new_page:
2920
2921         if (kmem_cache_debug(s)) {
2922                 if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr)) {
2923                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
2924                         goto new_slab;
2925                 } else {
2926                         /*
2927                          * For debug case, we don't load freelist so that all
2928                          * allocations go through alloc_debug_processing()
2929                          */
2930                         goto return_single;
2931                 }
2932         }
2933
2934         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2935                 /*
2936                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
2937                  * we don't make further mismatched allocations easier.
2938                  */
2939                 goto return_single;
2940
2941 retry_load_page:
2942
2943         local_irq_save(flags);
2944         if (unlikely(c->page)) {
2945                 void *flush_freelist = c->freelist;
2946                 struct page *flush_page = c->page;
2947
2948                 c->page = NULL;
2949                 c->freelist = NULL;
2950                 c->tid = next_tid(c->tid);
2951
2952                 local_irq_restore(flags);
2953
2954                 deactivate_slab(s, flush_page, flush_freelist);
2955
2956                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2957
2958                 goto retry_load_page;
2959         }
2960         c->page = page;
2961
2962         goto load_freelist;
2963
2964 return_single:
2965
2966         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2967         return freelist;
2968 }
2969
2970 /*
2971  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
2972  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
2973  * pointer.
2974  */
2975 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2976                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2977 {
2978         void *p;
2979
2980 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
2981         /*
2982          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2983          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
2984          * pointer.
2985          */
2986         c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2987 #endif
2988
2989         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2990 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
2991         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2992 #endif
2993         return p;
2994 }
2995
2996 /*
2997  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2998  * zeroing out freelist pointer.
2999  */
3000 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3001                                                    void *obj)
3002 {
3003         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3004                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3005                         0, sizeof(void *));
3006 }
3007
3008 /*
3009  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3010  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3011  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3012  *
3013  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3014  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3015  *
3016  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3017  */
3018 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3019                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3020 {
3021         void *object;
3022         struct kmem_cache_cpu *c;
3023         struct page *page;
3024         unsigned long tid;
3025         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3026         bool init = false;
3027
3028         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
3029         if (!s)
3030                 return NULL;
3031
3032         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3033         if (unlikely(object))
3034                 goto out;
3035
3036 redo:
3037         /*
3038          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3039          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3040          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3041          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3042          *
3043          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3044          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3045          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3046          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3047          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3048          */
3049         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3050         tid = READ_ONCE(c->tid);
3051
3052         /*
3053          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3054          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3055          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
3056          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3057          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
3058          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3059          */
3060         barrier();
3061
3062         /*
3063          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3064          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3065          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3066          * linked list in between.
3067          */
3068
3069         object = c->freelist;
3070         page = c->page;
3071         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
3072                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3073         } else {
3074                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3075
3076                 /*
3077                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3078                  * operation and if we are on the right processor.
3079                  *
3080                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3081                  * semantics!)
3082                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3083                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3084                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3085                  *
3086                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3087                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3088                  * other cpus.
3089                  */
3090                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3091                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3092                                 object, tid,
3093                                 next_object, next_tid(tid)))) {
3094
3095                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3096                         goto redo;
3097                 }
3098                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3099                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3100         }
3101
3102         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3103         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3104
3105 out:
3106         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
3107
3108         return object;
3109 }
3110
3111 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
3112                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3113 {
3114         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3115 }
3116
3117 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3118 {
3119         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3120
3121         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
3122                                 s->size, gfpflags);
3123
3124         return ret;
3125 }
3126 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3127
3128 #ifdef CONFIG_TRACING
3129 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3130 {
3131         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
3132         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
3133         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3134         return ret;
3135 }
3136 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3137 #endif
3138
3139 #ifdef CONFIG_NUMA
3140 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3141 {
3142         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3143
3144         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3145                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3146
3147         return ret;
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3150
3151 #ifdef CONFIG_TRACING
3152 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3153                                     gfp_t gfpflags,
3154                                     int node, size_t size)
3155 {
3156         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3157
3158         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3159                            size, s->size, gfpflags, node);
3160
3161         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3162         return ret;
3163 }
3164 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3165 #endif
3166 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3167
3168 /*
3169  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3170  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3171  *
3172  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3173  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3174  * handling required then we can return immediately.
3175  */
3176 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3177                         void *head, void *tail, int cnt,
3178                         unsigned long addr)
3179
3180 {
3181         void *prior;
3182         int was_frozen;
3183         struct page new;
3184         unsigned long counters;
3185         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3186         unsigned long flags;
3187
3188         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3189
3190         if (kfence_free(head))
3191                 return;
3192
3193         if (kmem_cache_debug(s) &&
3194             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3195                 return;
3196
3197         do {
3198                 if (unlikely(n)) {
3199                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3200                         n = NULL;
3201                 }
3202                 prior = page->freelist;
3203                 counters = page->counters;
3204                 set_freepointer(s, tail, prior);
3205                 new.counters = counters;
3206                 was_frozen = new.frozen;
3207                 new.inuse -= cnt;
3208                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3209
3210                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3211
3212                                 /*
3213                                  * Slab was on no list before and will be
3214                                  * partially empty
3215                                  * We can defer the list move and instead
3216                                  * freeze it.
3217                                  */
3218                                 new.frozen = 1;
3219
3220                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3221
3222                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3223                                 /*
3224                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3225                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3226                                  * drop the list_lock without any processing.
3227                                  *
3228                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3229                                  * other processors updating the list of slabs.
3230                                  */
3231                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3232
3233                         }
3234                 }
3235
3236         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3237                 prior, counters,
3238                 head, new.counters,
3239                 "__slab_free"));
3240
3241         if (likely(!n)) {
3242
3243                 if (likely(was_frozen)) {
3244                         /*
3245                          * The list lock was not taken therefore no list
3246                          * activity can be necessary.
3247                          */
3248                         stat(s, FREE_FROZEN);
3249                 } else if (new.frozen) {
3250                         /*
3251                          * If we just froze the page then put it onto the
3252                          * per cpu partial list.
3253                          */
3254                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3255                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3256                 }
3257
3258                 return;
3259         }
3260
3261         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3262                 goto slab_empty;
3263
3264         /*
3265          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3266          * then add it.
3267          */
3268         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3269                 remove_full(s, n, page);
3270                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3271                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3272         }
3273         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3274         return;
3275
3276 slab_empty:
3277         if (prior) {
3278                 /*
3279                  * Slab on the partial list.
3280                  */
3281                 remove_partial(n, page);
3282                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3283         } else {
3284                 /* Slab must be on the full list */
3285                 remove_full(s, n, page);
3286         }
3287
3288         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3289         stat(s, FREE_SLAB);
3290         discard_slab(s, page);
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3295  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3296  *
3297  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3298  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3299  * the item before.
3300  *
3301  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3302  * with all sorts of special processing.
3303  *
3304  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3305  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3306  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3307  */
3308 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3309                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3310                                 int cnt, unsigned long addr)
3311 {
3312         void *tail_obj = tail ? : head;
3313         struct kmem_cache_cpu *c;
3314         unsigned long tid;
3315
3316         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3317 redo:
3318         /*
3319          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3320          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3321          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3322          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3323          */
3324         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3325         tid = READ_ONCE(c->tid);
3326
3327         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3328         barrier();
3329
3330         if (likely(page == c->page)) {
3331                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3332
3333                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3334
3335                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3336                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3337                                 freelist, tid,
3338                                 head, next_tid(tid)))) {
3339
3340                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3341                         goto redo;
3342                 }
3343                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3344         } else
3345                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3346
3347 }
3348
3349 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3350                                       void *head, void *tail, int cnt,
3351                                       unsigned long addr)
3352 {
3353         /*
3354          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3355          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3356          */
3357         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3358                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3359 }
3360
3361 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3362 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3363 {
3364         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3365 }
3366 #endif
3367
3368 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3369 {
3370         s = cache_from_obj(s, x);
3371         if (!s)
3372                 return;
3373         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3374         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3377
3378 struct detached_freelist {
3379         struct page *page;
3380         void *tail;
3381         void *freelist;
3382         int cnt;
3383         struct kmem_cache *s;
3384 };
3385
3386 static inline void free_nonslab_page(struct page *page, void *object)
3387 {
3388         unsigned int order = compound_order(page);
3389
3390         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3391         kfree_hook(object);
3392         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3393         __free_pages(page, order);
3394 }
3395
3396 /*
3397  * This function progressively scans the array with free objects (with
3398  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3399  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3400  * page/objects.  This can happen without any need for
3401  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3402  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3403  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3404  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3405  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3406  * to performance reasons.
3407  */
3408 static inline
3409 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3410                             void **p, struct detached_freelist *df)
3411 {
3412         size_t first_skipped_index = 0;
3413         int lookahead = 3;
3414         void *object;
3415         struct page *page;
3416
3417         /* Always re-init detached_freelist */
3418         df->page = NULL;
3419
3420         do {
3421                 object = p[--size];
3422                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3423         } while (!object && size);
3424
3425         if (!object)
3426                 return 0;
3427
3428         page = virt_to_head_page(object);
3429         if (!s) {
3430                 /* Handle kalloc'ed objects */
3431                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3432                         free_nonslab_page(page, object);
3433                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3434                         return size;
3435                 }
3436                 /* Derive kmem_cache from object */
3437                 df->s = page->slab_cache;
3438         } else {
3439                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3440         }
3441
3442         if (is_kfence_address(object)) {
3443                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3444                 __kfence_free(object);
3445                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3446                 return size;
3447         }
3448
3449         /* Start new detached freelist */
3450         df->page = page;
3451         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3452         df->tail = object;
3453         df->freelist = object;
3454         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3455         df->cnt = 1;
3456
3457         while (size) {
3458                 object = p[--size];
3459                 if (!object)
3460                         continue; /* Skip processed objects */
3461
3462                 /* df->page is always set at this point */
3463                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3464                         /* Opportunity build freelist */
3465                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3466                         df->freelist = object;
3467                         df->cnt++;
3468                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3469
3470                         continue;
3471                 }
3472
3473                 /* Limit look ahead search */
3474                 if (!--lookahead)
3475                         break;
3476
3477                 if (!first_skipped_index)
3478                         first_skipped_index = size + 1;
3479         }
3480
3481         return first_skipped_index;
3482 }
3483
3484 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3485 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3486 {
3487         if (WARN_ON(!size))
3488                 return;
3489
3490         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3491         do {
3492                 struct detached_freelist df;
3493
3494                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3495                 if (!df.page)
3496                         continue;
3497
3498                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3499         } while (likely(size));
3500 }
3501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3502
3503 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3504 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3505                           void **p)
3506 {
3507         struct kmem_cache_cpu *c;
3508         int i;
3509         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3510
3511         /* memcg and kmem_cache debug support */
3512         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3513         if (unlikely(!s))
3514                 return false;
3515         /*
3516          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3517          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3518          * handlers invoking normal fastpath.
3519          */
3520         c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3521         local_irq_disable();
3522
3523         for (i = 0; i < size; i++) {
3524                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3525
3526                 if (unlikely(object)) {
3527                         p[i] = object;
3528                         continue;
3529                 }
3530
3531                 object = c->freelist;
3532                 if (unlikely(!object)) {
3533                         /*
3534                          * We may have removed an object from c->freelist using
3535                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3536                          * c->tid has not been bumped yet.
3537                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3538                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3539                          */
3540                         c->tid = next_tid(c->tid);
3541
3542                         local_irq_enable();
3543
3544                         /*
3545                          * Invoking slow path likely have side-effect
3546                          * of re-populating per CPU c->freelist
3547                          */
3548                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3549                                             _RET_IP_, c);
3550                         if (unlikely(!p[i]))
3551                                 goto error;
3552
3553                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3554                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3555
3556                         local_irq_disable();
3557
3558                         continue; /* goto for-loop */
3559                 }
3560                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3561                 p[i] = object;
3562                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3563         }
3564         c->tid = next_tid(c->tid);
3565         local_irq_enable();
3566         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3567
3568         /*
3569          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3570          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3571          */
3572         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3573                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3574         return i;
3575 error:
3576         put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3577         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3578         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3579         return 0;
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3582
3583
3584 /*
3585  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3586  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3587  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3588  * another.
3589  *
3590  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3591  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3592  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3593  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3594  * locking overhead.
3595  */
3596
3597 /*
3598  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3599  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3600  * and increases the number of allocations possible without having to
3601  * take the list_lock.
3602  */
3603 static unsigned int slub_min_order;
3604 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3605 static unsigned int slub_min_objects;
3606
3607 /*
3608  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3609  *
3610  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3611  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3612  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3613  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3614  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3615  * would be wasted.
3616  *
3617  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3618  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3619  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3620  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3621  *
3622  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3623  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3624  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3625  * of space in favor of a small page order.
3626  *
3627  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3628  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3629  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3630  * the smallest order which will fit the object.
3631  */
3632 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3633                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3634                 unsigned int fract_leftover)
3635 {
3636         unsigned int min_order = slub_min_order;
3637         unsigned int order;
3638
3639         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3640                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3641
3642         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3643                         order <= max_order; order++) {
3644
3645                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3646                 unsigned int rem;
3647
3648                 rem = slab_size % size;
3649
3650                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3651                         break;
3652         }
3653
3654         return order;
3655 }
3656
3657 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3658 {
3659         unsigned int order;
3660         unsigned int min_objects;
3661         unsigned int max_objects;
3662         unsigned int nr_cpus;
3663
3664         /*
3665          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3666          * works by first attempting to generate a layout with
3667          * the best configuration and backing off gradually.
3668          *
3669          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3670          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3671          */
3672         min_objects = slub_min_objects;
3673         if (!min_objects) {
3674                 /*
3675                  * Some architectures will only update present cpus when
3676                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3677                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3678                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3679                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3680                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3681                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3682                  */
3683                 nr_cpus = num_present_cpus();
3684                 if (nr_cpus <= 1)
3685                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3686                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3687         }
3688         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3689         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3690
3691         while (min_objects > 1) {
3692                 unsigned int fraction;
3693
3694                 fraction = 16;
3695                 while (fraction >= 4) {
3696                         order = slab_order(size, min_objects,
3697                                         slub_max_order, fraction);
3698                         if (order <= slub_max_order)
3699                                 return order;
3700                         fraction /= 2;
3701                 }
3702                 min_objects--;
3703         }
3704
3705         /*
3706          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3707          * lets see if we can place a single object there.
3708          */
3709         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3710         if (order <= slub_max_order)
3711                 return order;
3712
3713         /*
3714          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3715          */
3716         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3717         if (order < MAX_ORDER)
3718                 return order;
3719         return -ENOSYS;
3720 }
3721
3722 static void
3723 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3724 {
3725         n->nr_partial = 0;
3726         spin_lock_init(&n->list_lock);
3727         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3728 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3729         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3730         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3731         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3732 #endif
3733 }
3734
3735 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3736 {
3737         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3738                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3739
3740         /*
3741          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3742          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3743          */
3744         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3745                                      2 * sizeof(void *));
3746
3747         if (!s->cpu_slab)
3748                 return 0;
3749
3750         init_kmem_cache_cpus(s);
3751
3752         return 1;
3753 }
3754
3755 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3756
3757 /*
3758  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3759  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3760  * possible.
3761  *
3762  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3763  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3764  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3765  */
3766 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3767 {
3768         struct page *page;
3769         struct kmem_cache_node *n;
3770
3771         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3772
3773         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3774
3775         BUG_ON(!page);
3776         if (page_to_nid(page) != node) {
3777                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3778                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3779         }
3780
3781         n = page->freelist;
3782         BUG_ON(!n);
3783 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3784         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3785         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3786 #endif
3787         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3788         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3789         page->inuse = 1;
3790         page->frozen = 0;
3791         kmem_cache_node->node[node] = n;
3792         init_kmem_cache_node(n);
3793         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3794
3795         /*
3796          * No locks need to be taken here as it has just been
3797          * initialized and there is no concurrent access.
3798          */
3799         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3800 }
3801
3802 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3803 {
3804         int node;
3805         struct kmem_cache_node *n;
3806
3807         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3808                 s->node[node] = NULL;
3809                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3810         }
3811 }
3812
3813 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3814 {
3815         cache_random_seq_destroy(s);
3816         free_percpu(s->cpu_slab);
3817         free_kmem_cache_nodes(s);
3818 }
3819
3820 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3821 {
3822         int node;
3823
3824         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3825                 struct kmem_cache_node *n;
3826
3827                 if (slab_state == DOWN) {
3828                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3829                         continue;
3830                 }
3831                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3832                                                 GFP_KERNEL, node);
3833
3834                 if (!n) {
3835                         free_kmem_cache_nodes(s);
3836                         return 0;
3837                 }
3838
3839                 init_kmem_cache_node(n);
3840                 s->node[node] = n;
3841         }
3842         return 1;
3843 }
3844
3845 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3846 {
3847         if (min < MIN_PARTIAL)
3848                 min = MIN_PARTIAL;
3849         else if (min > MAX_PARTIAL)
3850                 min = MAX_PARTIAL;
3851         s->min_partial = min;
3852 }
3853
3854 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3855 {
3856 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3857         /*
3858          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3859          * per cpu partial lists of a processor.
3860          *
3861          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3862          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3863          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3864          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3865          *
3866          * This setting also determines
3867          *
3868          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3869          *    per node list when we reach the limit.
3870          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3871          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3872          *    50% to keep some capacity around for frees.
3873          */
3874         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3875                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3876         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3877                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3878         else if (s->size >= 1024)
3879                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3880         else if (s->size >= 256)
3881                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3882         else
3883                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3884 #endif
3885 }
3886
3887 /*
3888  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3889  * a slab object.
3890  */
3891 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3892 {
3893         slab_flags_t flags = s->flags;
3894         unsigned int size = s->object_size;
3895         unsigned int order;
3896
3897         /*
3898          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3899          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3900          * the possible location of the free pointer.
3901          */
3902         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3903
3904 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3905         /*
3906          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3907          * the slab may touch the object after free or before allocation
3908          * then we should never poison the object itself.
3909          */
3910         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3911                         !s->ctor)
3912                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3913         else
3914                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3915
3916
3917         /*
3918          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3919          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3920          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3921          */
3922         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3923                 size += sizeof(void *);
3924 #endif
3925
3926         /*
3927          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3928          * by the object and redzoning.
3929          */
3930         s->inuse = size;
3931
3932         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3933             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3934             s->ctor) {
3935                 /*
3936                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3937                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3938                  * kmem_cache_free.
3939                  *
3940                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3941                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3942                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3943                  *
3944                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3945                  * pointer is outside of the object is used in the
3946                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3947                  * longer true, the function needs to be modified.
3948                  */
3949                 s->offset = size;
3950                 size += sizeof(void *);
3951         } else {
3952                 /*
3953                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3954                  * it away from the edges of the object to avoid small
3955                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3956                  */
3957                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3958         }
3959
3960 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3961         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3962                 /*
3963                  * Need to store information about allocs and frees after
3964                  * the object.
3965                  */
3966                 size += 2 * sizeof(struct track);
3967 #endif
3968
3969         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3970 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3971         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3972                 /*
3973                  * Add some empty padding so that we can catch
3974                  * overwrites from earlier objects rather than let
3975                  * tracking information or the free pointer be
3976                  * corrupted if a user writes before the start
3977                  * of the object.
3978                  */
3979                 size += sizeof(void *);
3980
3981                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3982                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3983                 size += s->red_left_pad;
3984         }
3985 #endif
3986
3987         /*
3988          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3989          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3990          * each object to conform to the alignment.
3991          */
3992         size = ALIGN(size, s->align);
3993         s->size = size;
3994         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3995         if (forced_order >= 0)
3996                 order = forced_order;
3997         else
3998                 order = calculate_order(size);
3999
4000         if ((int)order < 0)
4001                 return 0;
4002
4003         s->allocflags = 0;
4004         if (order)
4005                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
4006
4007         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4008                 s->allocflags |= GFP_DMA;
4009
4010         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
4011                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
4012
4013         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4014                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
4015
4016         /*
4017          * Determine the number of objects per slab
4018          */
4019         s->oo = oo_make(order, size);
4020         s->min = oo_make(get_order(size), size);
4021         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
4022                 s->max = s->oo;
4023
4024         return !!oo_objects(s->oo);
4025 }
4026
4027 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4028 {
4029         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
4030 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
4031         s->random = get_random_long();
4032 #endif
4033
4034         if (!calculate_sizes(s, -1))
4035                 goto error;
4036         if (disable_higher_order_debug) {
4037                 /*
4038                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
4039                  * order increased.
4040                  */
4041                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
4042                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
4043                         s->offset = 0;
4044                         if (!calculate_sizes(s, -1))
4045                                 goto error;
4046                 }
4047         }
4048
4049 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
4050     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
4051         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
4052                 /* Enable fast mode */
4053                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
4054 #endif
4055
4056         /*
4057          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
4058          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
4059          */
4060         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
4061
4062         set_cpu_partial(s);
4063
4064 #ifdef CONFIG_NUMA
4065         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
4066 #endif
4067
4068         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
4069         if (slab_state >= UP) {
4070                 if (init_cache_random_seq(s))
4071                         goto error;
4072         }
4073
4074         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
4075                 goto error;
4076
4077         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
4078                 return 0;
4079
4080         free_kmem_cache_nodes(s);
4081 error:
4082         return -EINVAL;
4083 }
4084
4085 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4086                               const char *text)
4087 {
4088 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4089         void *addr = page_address(page);
4090         unsigned long *map;
4091         void *p;
4092
4093         slab_err(s, page, text, s->name);
4094         slab_lock(page);
4095
4096         map = get_map(s, page);
4097         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4098
4099                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
4100                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
4101                         print_tracking(s, p);
4102                 }
4103         }
4104         put_map(map);
4105         slab_unlock(page);
4106 #endif
4107 }
4108
4109 /*
4110  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4111  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4112  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4113  */
4114 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4115 {
4116         LIST_HEAD(discard);
4117         struct page *page, *h;
4118
4119         BUG_ON(irqs_disabled());
4120         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4121         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
4122                 if (!page->inuse) {
4123                         remove_partial(n, page);
4124                         list_add(&page->slab_list, &discard);
4125                 } else {
4126                         list_slab_objects(s, page,
4127                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4128                 }
4129         }
4130         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4131
4132         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
4133                 discard_slab(s, page);
4134 }
4135
4136 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4137 {
4138         int node;
4139         struct kmem_cache_node *n;
4140
4141         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4142                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4143                         return false;
4144         return true;
4145 }
4146
4147 /*
4148  * Release all resources used by a slab cache.
4149  */
4150 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4151 {
4152         int node;
4153         struct kmem_cache_node *n;
4154
4155         flush_all_cpus_locked(s);
4156         /* Attempt to free all objects */
4157         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4158                 free_partial(s, n);
4159                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4160                         return 1;
4161         }
4162         return 0;
4163 }
4164
4165 #ifdef CONFIG_PRINTK
4166 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4167 {
4168         void *base;
4169         int __maybe_unused i;
4170         unsigned int objnr;
4171         void *objp;
4172         void *objp0;
4173         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4174         struct track __maybe_unused *trackp;
4175
4176         kpp->kp_ptr = object;
4177         kpp->kp_page = page;
4178         kpp->kp_slab_cache = s;
4179         base = page_address(page);
4180         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4182         objp = restore_red_left(s, objp0);
4183 #else
4184         objp = objp0;
4185 #endif
4186         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4187         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4188         objp = base + s->size * objnr;
4189         kpp->kp_objp = objp;
4190         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4191             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4192                 return;
4193 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4194         objp = fixup_red_left(s, objp);
4195         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4196         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4197 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4198         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4199                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4200                 if (!kpp->kp_stack[i])
4201                         break;
4202         }
4203
4204         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4205         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4206                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4207                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4208                         break;
4209         }
4210 #endif
4211 #endif
4212 }
4213 #endif
4214
4215 /********************************************************************
4216  *              Kmalloc subsystem
4217  *******************************************************************/
4218
4219 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4220 {
4221         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4222
4223         return 1;
4224 }
4225
4226 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4227
4228 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4229 {
4230         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4231         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4232
4233         return 1;
4234 }
4235
4236 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4237
4238 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4239 {
4240         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4241
4242         return 1;
4243 }
4244
4245 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4246
4247 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4248 {
4249         struct kmem_cache *s;
4250         void *ret;
4251
4252         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4253                 return kmalloc_large(size, flags);
4254
4255         s = kmalloc_slab(size, flags);
4256
4257         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4258                 return s;
4259
4260         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4261
4262         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4263
4264         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4265
4266         return ret;
4267 }
4268 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4269
4270 #ifdef CONFIG_NUMA
4271 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4272 {
4273         struct page *page;
4274         void *ptr = NULL;
4275         unsigned int order = get_order(size);
4276
4277         flags |= __GFP_COMP;
4278         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4279         if (page) {
4280                 ptr = page_address(page);
4281                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4282                                       PAGE_SIZE << order);
4283         }
4284
4285         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4286 }
4287
4288 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4289 {
4290         struct kmem_cache *s;
4291         void *ret;
4292
4293         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4294                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4295
4296                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4297                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4298                                    flags, node);
4299
4300                 return ret;
4301         }
4302
4303         s = kmalloc_slab(size, flags);
4304
4305         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4306                 return s;
4307
4308         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4309
4310         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4311
4312         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4313
4314         return ret;
4315 }
4316 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4317 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4318
4319 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4320 /*
4321  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4322  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4323  * cache's usercopy region.
4324  *
4325  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4326  * to indicate an error.
4327  */
4328 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4329                          bool to_user)
4330 {
4331         struct kmem_cache *s;
4332         unsigned int offset;
4333         size_t object_size;
4334         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4335
4336         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4337
4338         /* Find object and usable object size. */
4339         s = page->slab_cache;
4340
4341         /* Reject impossible pointers. */
4342         if (ptr < page_address(page))
4343                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4344                                to_user, 0, n);
4345
4346         /* Find offset within object. */
4347         if (is_kfence)
4348                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4349         else
4350                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4351
4352         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4353         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4354                 if (offset < s->red_left_pad)
4355                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4356                                        s->name, to_user, offset, n);
4357                 offset -= s->red_left_pad;
4358         }
4359
4360         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4361         if (offset >= s->useroffset &&
4362             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4363             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4364                 return;
4365
4366         /*
4367          * If the copy is still within the allocated object, produce
4368          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4369          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4370          * whitelists.
4371          */
4372         object_size = slab_ksize(s);
4373         if (usercopy_fallback &&
4374             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4375                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4376                 return;
4377         }
4378
4379         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4380 }
4381 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4382
4383 size_t __ksize(const void *object)
4384 {
4385         struct page *page;
4386
4387         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4388                 return 0;
4389
4390         page = virt_to_head_page(object);
4391
4392         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4393                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4394                 return page_size(page);
4395         }
4396
4397         return slab_ksize(page->slab_cache);
4398 }
4399 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4400
4401 void kfree(const void *x)
4402 {
4403         struct page *page;
4404         void *object = (void *)x;
4405
4406         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4407
4408         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4409                 return;
4410
4411         page = virt_to_head_page(x);
4412         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4413                 free_nonslab_page(page, object);
4414                 return;
4415         }
4416         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4417 }
4418 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4419
4420 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4421
4422 /*
4423  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4424  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4425  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4426  *
4427  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4428  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4429  * are freed in them.
4430  */
4431 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
4432 {
4433         int node;
4434         int i;
4435         struct kmem_cache_node *n;
4436         struct page *page;
4437         struct page *t;
4438         struct list_head discard;
4439         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4440         unsigned long flags;
4441         int ret = 0;
4442
4443         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4444                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4445                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4446                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4447
4448                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4449
4450                 /*
4451                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4452                  *
4453                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4454                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4455                  */
4456                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4457                         int free = page->objects - page->inuse;
4458
4459                         /* Do not reread page->inuse */
4460                         barrier();
4461
4462                         /* We do not keep full slabs on the list */
4463                         BUG_ON(free <= 0);
4464
4465                         if (free == page->objects) {
4466                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4467                                 n->nr_partial--;
4468                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4469                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4470                 }
4471
4472                 /*
4473                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4474                  * partial list.
4475                  */
4476                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4477                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4478
4479                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4480
4481                 /* Release empty slabs */
4482                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4483                         discard_slab(s, page);
4484
4485                 if (slabs_node(s, node))
4486                         ret = 1;
4487         }
4488
4489         return ret;
4490 }
4491
4492 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4493 {
4494         flush_all(s);
4495         return __kmem_cache_do_shrink(s);
4496 }
4497
4498 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4499 {
4500         struct kmem_cache *s;
4501
4502         mutex_lock(&slab_mutex);
4503         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4504                 flush_all_cpus_locked(s);
4505                 __kmem_cache_do_shrink(s);
4506         }
4507         mutex_unlock(&slab_mutex);
4508
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4513 {
4514         struct memory_notify *marg = arg;
4515         int offline_node;
4516
4517         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4518
4519         /*
4520          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4521          * for it yet.
4522          */
4523         if (offline_node < 0)
4524                 return;
4525
4526         mutex_lock(&slab_mutex);
4527         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4528         /*
4529          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4530          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4531          * slab_mutex.
4532          */
4533         mutex_unlock(&slab_mutex);
4534 }
4535
4536 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4537 {
4538         struct kmem_cache_node *n;
4539         struct kmem_cache *s;
4540         struct memory_notify *marg = arg;
4541         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4542         int ret = 0;
4543
4544         /*
4545          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4546          * already created. Nothing to do.
4547          */
4548         if (nid < 0)
4549                 return 0;
4550
4551         /*
4552          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4553          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4554          * online.
4555          */
4556         mutex_lock(&slab_mutex);
4557         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4558                 /*
4559                  * The structure may already exist if the node was previously
4560                  * onlined and offlined.
4561                  */
4562                 if (get_node(s, nid))
4563                         continue;
4564                 /*
4565                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4566                  *      since memory is not yet available from the node that
4567                  *      is brought up.
4568                  */
4569                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4570                 if (!n) {
4571                         ret = -ENOMEM;
4572                         goto out;
4573                 }
4574                 init_kmem_cache_node(n);
4575                 s->node[nid] = n;
4576         }
4577         /*
4578          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4579          * initialized for the new node.
4580          */
4581         node_set(nid, slab_nodes);
4582 out:
4583         mutex_unlock(&slab_mutex);
4584         return ret;
4585 }
4586
4587 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4588                                 unsigned long action, void *arg)
4589 {
4590         int ret = 0;
4591
4592         switch (action) {
4593         case MEM_GOING_ONLINE:
4594                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4595                 break;
4596         case MEM_GOING_OFFLINE:
4597                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4598                 break;
4599         case MEM_OFFLINE:
4600         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4601                 slab_mem_offline_callback(arg);
4602                 break;
4603         case MEM_ONLINE:
4604         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4605                 break;
4606         }
4607         if (ret)
4608                 ret = notifier_from_errno(ret);
4609         else
4610                 ret = NOTIFY_OK;
4611         return ret;
4612 }
4613
4614 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4615         .notifier_call = slab_memory_callback,
4616         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4617 };
4618
4619 /********************************************************************
4620  *                      Basic setup of slabs
4621  *******************************************************************/
4622
4623 /*
4624  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4625  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4626  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4627  */
4628
4629 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4630 {
4631         int node;
4632         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4633         struct kmem_cache_node *n;
4634
4635         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4636
4637         /*
4638          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4639          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4640          * IPIs around.
4641          */
4642         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4643         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4644                 struct page *p;
4645
4646                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4647                         p->slab_cache = s;
4648
4649 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4650                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4651                         p->slab_cache = s;
4652 #endif
4653         }
4654         list_add(&s->list, &slab_caches);
4655         return s;
4656 }
4657
4658 void __init kmem_cache_init(void)
4659 {
4660         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4661                 boot_kmem_cache_node;
4662         int node;
4663
4664         if (debug_guardpage_minorder())
4665                 slub_max_order = 0;
4666
4667         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4668         if (__slub_debug_enabled())
4669                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4670
4671         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4672         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4673
4674         /*
4675          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4676          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4677          */
4678         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4679                 node_set(node, slab_nodes);
4680
4681         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4682                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4683
4684         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4685
4686         /* Able to allocate the per node structures */
4687         slab_state = PARTIAL;
4688
4689         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4690                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4691                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4692                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4693
4694         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4695         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4696
4697         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4698         setup_kmalloc_cache_index_table();
4699         create_kmalloc_caches(0);
4700
4701         /* Setup random freelists for each cache */
4702         init_freelist_randomization();
4703
4704         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4705                                   slub_cpu_dead);
4706
4707         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4708                 cache_line_size(),
4709                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4710                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4711 }
4712
4713 void __init kmem_cache_init_late(void)
4714 {
4715 }
4716
4717 struct kmem_cache *
4718 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4719                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4720 {
4721         struct kmem_cache *s;
4722
4723         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4724         if (s) {
4725                 s->refcount++;
4726
4727                 /*
4728                  * Adjust the object sizes so that we clear
4729                  * the complete object on kzalloc.
4730                  */
4731                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4732                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4733
4734                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4735                         s->refcount--;
4736                         s = NULL;
4737                 }
4738         }
4739
4740         return s;
4741 }
4742
4743 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4744 {
4745         int err;
4746
4747         err = kmem_cache_open(s, flags);
4748         if (err)
4749                 return err;
4750
4751         /* Mutex is not taken during early boot */
4752         if (slab_state <= UP)
4753                 return 0;
4754
4755         err = sysfs_slab_add(s);
4756         if (err)
4757                 __kmem_cache_release(s);
4758
4759         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4760                 debugfs_slab_add(s);
4761
4762         return err;
4763 }
4764
4765 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4766 {
4767         struct kmem_cache *s;
4768         void *ret;
4769
4770         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4771                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4772
4773         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4774
4775         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4776                 return s;
4777
4778         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4779
4780         /* Honor the call site pointer we received. */
4781         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4782
4783         return ret;
4784 }
4785 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4786
4787 #ifdef CONFIG_NUMA
4788 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4789                                         int node, unsigned long caller)
4790 {
4791         struct kmem_cache *s;
4792         void *ret;
4793
4794         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4795                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4796
4797                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4798                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4799                                    gfpflags, node);
4800
4801                 return ret;
4802         }
4803
4804         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4805
4806         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4807                 return s;
4808
4809         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4810
4811         /* Honor the call site pointer we received. */
4812         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4813
4814         return ret;
4815 }
4816 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4817 #endif
4818
4819 #ifdef CONFIG_SYSFS
4820 static int count_inuse(struct page *page)
4821 {
4822         return page->inuse;
4823 }
4824
4825 static int count_total(struct page *page)
4826 {
4827         return page->objects;
4828 }
4829 #endif
4830
4831 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4832 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4833                           unsigned long *obj_map)
4834 {
4835         void *p;
4836         void *addr = page_address(page);
4837
4838         slab_lock(page);
4839
4840         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4841                 goto unlock;
4842
4843         /* Now we know that a valid freelist exists */
4844         __fill_map(obj_map, s, page);
4845         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4846                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4847                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4848
4849                 if (!check_object(s, page, p, val))
4850                         break;
4851         }
4852 unlock:
4853         slab_unlock(page);
4854 }
4855
4856 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4857                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
4858 {
4859         unsigned long count = 0;
4860         struct page *page;
4861         unsigned long flags;
4862
4863         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4864
4865         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4866                 validate_slab(s, page, obj_map);
4867                 count++;
4868         }
4869         if (count != n->nr_partial) {
4870                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4871                        s->name, count, n->nr_partial);
4872                 slab_add_kunit_errors();
4873         }
4874
4875         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4876                 goto out;
4877
4878         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4879                 validate_slab(s, page, obj_map);
4880                 count++;
4881         }
4882         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4883                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4884                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4885                 slab_add_kunit_errors();
4886         }
4887
4888 out:
4889         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4890         return count;
4891 }
4892
4893 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4894 {
4895         int node;
4896         unsigned long count = 0;
4897         struct kmem_cache_node *n;
4898         unsigned long *obj_map;
4899
4900         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
4901         if (!obj_map)
4902                 return -ENOMEM;
4903
4904         flush_all(s);
4905         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4906                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
4907
4908         bitmap_free(obj_map);
4909
4910         return count;
4911 }
4912 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4913
4914 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4915 /*
4916  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4917  * and freed.
4918  */
4919
4920 struct location {
4921         unsigned long count;
4922         unsigned long addr;
4923         long long sum_time;
4924         long min_time;
4925         long max_time;
4926         long min_pid;
4927         long max_pid;
4928         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4929         nodemask_t nodes;
4930 };
4931
4932 struct loc_track {
4933         unsigned long max;
4934         unsigned long count;
4935         struct location *loc;
4936 };
4937
4938 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4939
4940 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4941 {
4942         if (t->max)
4943                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4944                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4945 }
4946
4947 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4948 {
4949         struct location *l;
4950         int order;
4951
4952         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4953
4954         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4955         if (!l)
4956                 return 0;
4957
4958         if (t->count) {
4959                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4960                 free_loc_track(t);
4961         }
4962         t->max = max;
4963         t->loc = l;
4964         return 1;
4965 }
4966
4967 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4968                                 const struct track *track)
4969 {
4970         long start, end, pos;
4971         struct location *l;
4972         unsigned long caddr;
4973         unsigned long age = jiffies - track->when;
4974
4975         start = -1;
4976         end = t->count;
4977
4978         for ( ; ; ) {
4979                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4980
4981                 /*
4982                  * There is nothing at "end". If we end up there
4983                  * we need to add something to before end.
4984                  */
4985                 if (pos == end)
4986                         break;
4987
4988                 caddr = t->loc[pos].addr;
4989                 if (track->addr == caddr) {
4990
4991                         l = &t->loc[pos];
4992                         l->count++;
4993                         if (track->when) {
4994                                 l->sum_time += age;
4995                                 if (age < l->min_time)
4996                                         l->min_time = age;
4997                                 if (age > l->max_time)
4998                                         l->max_time = age;
4999
5000                                 if (track->pid < l->min_pid)
5001                                         l->min_pid = track->pid;
5002                                 if (track->pid > l->max_pid)
5003                                         l->max_pid = track->pid;
5004
5005                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5006                                                 to_cpumask(l->cpus));
5007                         }
5008                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5009                         return 1;
5010                 }
5011
5012                 if (track->addr < caddr)
5013                         end = pos;
5014                 else
5015                         start = pos;
5016         }
5017
5018         /*
5019          * Not found. Insert new tracking element.
5020          */
5021         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5022                 return 0;
5023
5024         l = t->loc + pos;
5025         if (pos < t->count)
5026                 memmove(l + 1, l,
5027                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5028         t->count++;
5029         l->count = 1;
5030         l->addr = track->addr;
5031         l->sum_time = age;
5032         l->min_time = age;
5033         l->max_time = age;
5034         l->min_pid = track->pid;
5035         l->max_pid = track->pid;
5036         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5037         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5038         nodes_clear(l->nodes);
5039         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5040         return 1;
5041 }
5042
5043 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5044                 struct page *page, enum track_item alloc,
5045                 unsigned long *obj_map)
5046 {
5047         void *addr = page_address(page);
5048         void *p;
5049
5050         __fill_map(obj_map, s, page);
5051
5052         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
5053                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5054                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
5055 }
5056 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5057 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5058
5059 #ifdef CONFIG_SYSFS
5060 enum slab_stat_type {
5061         SL_ALL,                 /* All slabs */
5062         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5063         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5064         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5065         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5066 };
5067
5068 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5069 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5070 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5071 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5072 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5073
5074 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5075                                  char *buf, unsigned long flags)
5076 {
5077         unsigned long total = 0;
5078         int node;
5079         int x;
5080         unsigned long *nodes;
5081         int len = 0;
5082
5083         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
5084         if (!nodes)
5085                 return -ENOMEM;
5086
5087         if (flags & SO_CPU) {
5088                 int cpu;
5089
5090                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5091                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5092                                                                cpu);
5093                         int node;
5094                         struct page *page;
5095
5096                         page = READ_ONCE(c->page);
5097                         if (!page)
5098                                 continue;
5099
5100                         node = page_to_nid(page);
5101                         if (flags & SO_TOTAL)
5102                                 x = page->objects;
5103                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5104                                 x = page->inuse;
5105                         else
5106                                 x = 1;
5107
5108                         total += x;
5109                         nodes[node] += x;
5110
5111                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
5112                         if (page) {
5113                                 node = page_to_nid(page);
5114                                 if (flags & SO_TOTAL)
5115                                         WARN_ON_ONCE(1);
5116                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5117                                         WARN_ON_ONCE(1);
5118                                 else
5119                                         x = page->pages;
5120                                 total += x;
5121                                 nodes[node] += x;
5122                         }
5123                 }
5124         }
5125
5126         /*
5127          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5128          * already held which will conflict with an existing lock order:
5129          *
5130          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5131          *
5132          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5133          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5134          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5135          */
5136
5137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5138         if (flags & SO_ALL) {
5139                 struct kmem_cache_node *n;
5140
5141                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5142
5143                         if (flags & SO_TOTAL)
5144                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5145                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5146                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5147                                         count_partial(n, count_free);
5148                         else
5149                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5150                         total += x;
5151                         nodes[node] += x;
5152                 }
5153
5154         } else
5155 #endif
5156         if (flags & SO_PARTIAL) {
5157                 struct kmem_cache_node *n;
5158
5159                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5160                         if (flags & SO_TOTAL)
5161                                 x = count_partial(n, count_total);
5162                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5163                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5164                         else
5165                                 x = n->nr_partial;
5166                         total += x;
5167                         nodes[node] += x;
5168                 }
5169         }
5170
5171         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5172 #ifdef CONFIG_NUMA
5173         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5174                 if (nodes[node])
5175                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5176                                              node, nodes[node]);
5177         }
5178 #endif
5179         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5180         kfree(nodes);
5181
5182         return len;
5183 }
5184
5185 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5186 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5187
5188 struct slab_attribute {
5189         struct attribute attr;
5190         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5191         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5192 };
5193
5194 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5195         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5196         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5197
5198 #define SLAB_ATTR(_name) \
5199         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5200         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5201
5202 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5203 {
5204         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5205 }
5206 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5207
5208 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5209 {
5210         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5211 }
5212 SLAB_ATTR_RO(align);
5213
5214 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5215 {
5216         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5217 }
5218 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5219
5220 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5221 {
5222         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5223 }
5224 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5225
5226 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5227 {
5228         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5229 }
5230 SLAB_ATTR_RO(order);
5231
5232 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5235 }
5236
5237 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5238                                  size_t length)
5239 {
5240         unsigned long min;
5241         int err;
5242
5243         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5244         if (err)
5245                 return err;
5246
5247         set_min_partial(s, min);
5248         return length;
5249 }
5250 SLAB_ATTR(min_partial);
5251
5252 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5255 }
5256
5257 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5258                                  size_t length)
5259 {
5260         unsigned int objects;
5261         int err;
5262
5263         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5264         if (err)
5265                 return err;
5266         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5267                 return -EINVAL;
5268
5269         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5270         flush_all(s);
5271         return length;
5272 }
5273 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5274
5275 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5276 {
5277         if (!s->ctor)
5278                 return 0;
5279         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5280 }
5281 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5282
5283 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5284 {
5285         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5286 }
5287 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5288
5289 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5290 {
5291         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5292 }
5293 SLAB_ATTR_RO(partial);
5294
5295 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5296 {
5297         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5298 }
5299 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5300
5301 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5302 {
5303         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5304 }
5305 SLAB_ATTR_RO(objects);
5306
5307 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5308 {
5309         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5310 }
5311 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5312
5313 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5314 {
5315         int objects = 0;
5316         int pages = 0;
5317         int cpu;
5318         int len = 0;
5319
5320         for_each_online_cpu(cpu) {
5321                 struct page *page;
5322
5323                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5324
5325                 if (page) {
5326                         pages += page->pages;
5327                         objects += page->pobjects;
5328                 }
5329         }
5330
5331         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5332
5333 #ifdef CONFIG_SMP
5334         for_each_online_cpu(cpu) {
5335                 struct page *page;
5336
5337                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5338                 if (page)
5339                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5340                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5341         }
5342 #endif
5343         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5344
5345         return len;
5346 }
5347 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5348
5349 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5350 {
5351         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5352 }
5353 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5354
5355 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5356 {
5357         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5358 }
5359 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5360
5361 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5362 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5363 {
5364         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5365 }
5366 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5367 #endif
5368
5369 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5370 {
5371         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5372 }
5373 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5374
5375 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5376 {
5377         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5378 }
5379 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5380
5381 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5382 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5383 {
5384         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5385 }
5386 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5387
5388 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5389 {
5390         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5391 }
5392 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5393
5394 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5395 {
5396         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5397 }
5398 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5399
5400 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5401 {
5402         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5403 }
5404 SLAB_ATTR_RO(trace);
5405
5406 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5407 {
5408         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5409 }
5410
5411 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5412
5413 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5414 {
5415         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5416 }
5417
5418 SLAB_ATTR_RO(poison);
5419
5420 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5421 {
5422         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5423 }
5424
5425 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5426
5427 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5428 {
5429         return 0;
5430 }
5431
5432 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5433                         const char *buf, size_t length)
5434 {
5435         int ret = -EINVAL;
5436
5437         if (buf[0] == '1') {
5438                 ret = validate_slab_cache(s);
5439                 if (ret >= 0)
5440                         ret = length;
5441         }
5442         return ret;
5443 }
5444 SLAB_ATTR(validate);
5445
5446 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5447
5448 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5449 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5450 {
5451         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5452 }
5453 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5454 #endif
5455
5456 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5457 {
5458         return 0;
5459 }
5460
5461 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5462                         const char *buf, size_t length)
5463 {
5464         if (buf[0] == '1')
5465                 kmem_cache_shrink(s);
5466         else
5467                 return -EINVAL;
5468         return length;
5469 }
5470 SLAB_ATTR(shrink);
5471
5472 #ifdef CONFIG_NUMA
5473 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5474 {
5475         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5476 }
5477
5478 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5479                                 const char *buf, size_t length)
5480 {
5481         unsigned int ratio;
5482         int err;
5483
5484         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5485         if (err)
5486                 return err;
5487         if (ratio > 100)
5488                 return -ERANGE;
5489
5490         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5491
5492         return length;
5493 }
5494 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5495 #endif
5496
5497 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5498 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5499 {
5500         unsigned long sum  = 0;
5501         int cpu;
5502         int len = 0;
5503         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5504
5505         if (!data)
5506                 return -ENOMEM;
5507
5508         for_each_online_cpu(cpu) {
5509                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5510
5511                 data[cpu] = x;
5512                 sum += x;
5513         }
5514
5515         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5516
5517 #ifdef CONFIG_SMP
5518         for_each_online_cpu(cpu) {
5519                 if (data[cpu])
5520                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5521                                              cpu, data[cpu]);
5522         }
5523 #endif
5524         kfree(data);
5525         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5526
5527         return len;
5528 }
5529
5530 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5531 {
5532         int cpu;
5533
5534         for_each_online_cpu(cpu)
5535                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5536 }
5537
5538 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5539 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5540 {                                                               \
5541         return show_stat(s, buf, si);                           \
5542 }                                                               \
5543 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5544                                 const char *buf, size_t length) \
5545 {                                                               \
5546         if (buf[0] != '0')                                      \
5547                 return -EINVAL;                                 \
5548         clear_stat(s, si);                                      \
5549         return length;                                          \
5550 }                                                               \
5551 SLAB_ATTR(text);                                                \
5552
5553 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5554 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5555 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5556 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5557 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5558 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5559 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5560 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5561 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5562 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5563 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5564 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5565 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5566 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5567 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5568 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5569 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5570 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5571 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5572 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5573 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5574 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5575 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5576 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5577 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5578 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5579 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5580
5581 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5582         &slab_size_attr.attr,
5583         &object_size_attr.attr,
5584         &objs_per_slab_attr.attr,
5585         &order_attr.attr,
5586         &min_partial_attr.attr,
5587         &cpu_partial_attr.attr,
5588         &objects_attr.attr,
5589         &objects_partial_attr.attr,
5590         &partial_attr.attr,
5591         &cpu_slabs_attr.attr,
5592         &ctor_attr.attr,
5593         &aliases_attr.attr,
5594         &align_attr.attr,
5595         &hwcache_align_attr.attr,
5596         &reclaim_account_attr.attr,
5597         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5598         &shrink_attr.attr,
5599         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5600 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5601         &total_objects_attr.attr,
5602         &slabs_attr.attr,
5603         &sanity_checks_attr.attr,
5604         &trace_attr.attr,
5605         &red_zone_attr.attr,
5606         &poison_attr.attr,
5607         &store_user_attr.attr,
5608         &validate_attr.attr,
5609 #endif
5610 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5611         &cache_dma_attr.attr,
5612 #endif
5613 #ifdef CONFIG_NUMA
5614         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5615 #endif
5616 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5617         &alloc_fastpath_attr.attr,
5618         &alloc_slowpath_attr.attr,
5619         &free_fastpath_attr.attr,
5620         &free_slowpath_attr.attr,
5621         &free_frozen_attr.attr,
5622         &free_add_partial_attr.attr,
5623         &free_remove_partial_attr.attr,
5624         &alloc_from_partial_attr.attr,
5625         &alloc_slab_attr.attr,
5626         &alloc_refill_attr.attr,
5627         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5628         &free_slab_attr.attr,
5629         &cpuslab_flush_attr.attr,
5630         &deactivate_full_attr.attr,
5631         &deactivate_empty_attr.attr,
5632         &deactivate_to_head_attr.attr,
5633         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5634         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5635         &deactivate_bypass_attr.attr,
5636         &order_fallback_attr.attr,
5637         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5638         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5639         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5640         &cpu_partial_free_attr.attr,
5641         &cpu_partial_node_attr.attr,
5642         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5643 #endif
5644 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5645         &failslab_attr.attr,
5646 #endif
5647         &usersize_attr.attr,
5648
5649         NULL
5650 };
5651
5652 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5653         .attrs = slab_attrs,
5654 };
5655
5656 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5657                                 struct attribute *attr,
5658                                 char *buf)
5659 {
5660         struct slab_attribute *attribute;
5661         struct kmem_cache *s;
5662         int err;
5663
5664         attribute = to_slab_attr(attr);
5665         s = to_slab(kobj);
5666
5667         if (!attribute->show)
5668                 return -EIO;
5669
5670         err = attribute->show(s, buf);
5671
5672         return err;
5673 }
5674
5675 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5676                                 struct attribute *attr,
5677                                 const char *buf, size_t len)
5678 {
5679         struct slab_attribute *attribute;
5680         struct kmem_cache *s;
5681         int err;
5682
5683         attribute = to_slab_attr(attr);
5684         s = to_slab(kobj);
5685
5686         if (!attribute->store)
5687                 return -EIO;
5688
5689         err = attribute->store(s, buf, len);
5690         return err;
5691 }
5692
5693 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5694 {
5695         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5696 }
5697
5698 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5699         .show = slab_attr_show,
5700         .store = slab_attr_store,
5701 };
5702
5703 static struct kobj_type slab_ktype = {
5704         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5705         .release = kmem_cache_release,
5706 };
5707
5708 static struct kset *slab_kset;
5709
5710 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5711 {
5712         return slab_kset;
5713 }
5714
5715 #define ID_STR_LENGTH 64
5716
5717 /* Create a unique string id for a slab cache:
5718  *
5719  * Format       :[flags-]size
5720  */
5721 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5722 {
5723         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5724         char *p = name;
5725
5726         BUG_ON(!name);
5727
5728         *p++ = ':';
5729         /*
5730          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5731          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5732          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5733          * are matched during merging to guarantee that the id is
5734          * unique.
5735          */
5736         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5737                 *p++ = 'd';
5738         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5739                 *p++ = 'D';
5740         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5741                 *p++ = 'a';
5742         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5743                 *p++ = 'F';
5744         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5745                 *p++ = 'A';
5746         if (p != name + 1)
5747                 *p++ = '-';
5748         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5749
5750         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5751         return name;
5752 }
5753
5754 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5755 {
5756         int err;
5757         const char *name;
5758         struct kset *kset = cache_kset(s);
5759         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5760
5761         if (!kset) {
5762                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5763                 return 0;
5764         }
5765
5766         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5767                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5768                 unmergeable = 1;
5769
5770         if (unmergeable) {
5771                 /*
5772                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5773                  * This is typically the case for debug situations. In that
5774                  * case we can catch duplicate names easily.
5775                  */
5776                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5777                 name = s->name;
5778         } else {
5779                 /*
5780                  * Create a unique name for the slab as a target
5781                  * for the symlinks.
5782                  */
5783                 name = create_unique_id(s);
5784         }
5785
5786         s->kobj.kset = kset;
5787         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5788         if (err)
5789                 goto out;
5790
5791         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5792         if (err)
5793                 goto out_del_kobj;
5794
5795         if (!unmergeable) {
5796                 /* Setup first alias */
5797                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5798         }
5799 out:
5800         if (!unmergeable)
5801                 kfree(name);
5802         return err;
5803 out_del_kobj:
5804         kobject_del(&s->kobj);
5805         goto out;
5806 }
5807
5808 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5809 {
5810         if (slab_state >= FULL)
5811                 kobject_del(&s->kobj);
5812 }
5813
5814 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5815 {
5816         if (slab_state >= FULL)
5817                 kobject_put(&s->kobj);
5818 }
5819
5820 /*
5821  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5822  * available lest we lose that information.
5823  */
5824 struct saved_alias {
5825         struct kmem_cache *s;
5826         const char *name;
5827         struct saved_alias *next;
5828 };
5829
5830 static struct saved_alias *alias_list;
5831
5832 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5833 {
5834         struct saved_alias *al;
5835
5836         if (slab_state == FULL) {
5837                 /*
5838                  * If we have a leftover link then remove it.
5839                  */
5840                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5841                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5842         }
5843
5844         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5845         if (!al)
5846                 return -ENOMEM;
5847
5848         al->s = s;
5849         al->name = name;
5850         al->next = alias_list;
5851         alias_list = al;
5852         return 0;
5853 }
5854
5855 static int __init slab_sysfs_init(void)
5856 {
5857         struct kmem_cache *s;
5858         int err;
5859
5860         mutex_lock(&slab_mutex);
5861
5862         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5863         if (!slab_kset) {
5864                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5865                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5866                 return -ENOSYS;
5867         }
5868
5869         slab_state = FULL;
5870
5871         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5872                 err = sysfs_slab_add(s);
5873                 if (err)
5874                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5875                                s->name);
5876         }
5877
5878         while (alias_list) {
5879                 struct saved_alias *al = alias_list;
5880
5881                 alias_list = alias_list->next;
5882                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5883                 if (err)
5884                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5885                                al->name);
5886                 kfree(al);
5887         }
5888
5889         mutex_unlock(&slab_mutex);
5890         return 0;
5891 }
5892
5893 __initcall(slab_sysfs_init);
5894 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5895
5896 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5897 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5898 {
5899
5900         struct location *l;
5901         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5902         struct loc_track *t = seq->private;
5903
5904         if (idx < t->count) {
5905                 l = &t->loc[idx];
5906
5907                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5908
5909                 if (l->addr)
5910                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5911                 else
5912                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5913
5914                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5915                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5916                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5917                                 l->max_time);
5918                 } else
5919                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5920
5921                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5922                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5923                 else
5924                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5925                                 l->min_pid);
5926
5927                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5928                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5929                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5930
5931                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5932                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5933                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5934
5935                 seq_puts(seq, "\n");
5936         }
5937
5938         if (!idx && !t->count)
5939                 seq_puts(seq, "No data\n");
5940
5941         return 0;
5942 }
5943
5944 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5945 {
5946 }
5947
5948 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5949 {
5950         struct loc_track *t = seq->private;
5951
5952         v = ppos;
5953         ++*ppos;
5954         if (*ppos <= t->count)
5955                 return v;
5956
5957         return NULL;
5958 }
5959
5960 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5961 {
5962         return ppos;
5963 }
5964
5965 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5966         .start  = slab_debugfs_start,
5967         .next   = slab_debugfs_next,
5968         .stop   = slab_debugfs_stop,
5969         .show   = slab_debugfs_show,
5970 };
5971
5972 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5973 {
5974
5975         struct kmem_cache_node *n;
5976         enum track_item alloc;
5977         int node;
5978         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5979                                                 sizeof(struct loc_track));
5980         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5981         unsigned long *obj_map;
5982
5983         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5984         if (!obj_map)
5985                 return -ENOMEM;
5986
5987         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5988                 alloc = TRACK_ALLOC;
5989         else
5990                 alloc = TRACK_FREE;
5991
5992         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
5993                 bitmap_free(obj_map);
5994                 return -ENOMEM;
5995         }
5996
5997         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5998                 unsigned long flags;
5999                 struct page *page;
6000
6001                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
6002                         continue;
6003
6004                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6005                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
6006                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
6007                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
6008                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
6009                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6010         }
6011
6012         bitmap_free(obj_map);
6013         return 0;
6014 }
6015
6016 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
6017 {
6018         struct seq_file *seq = file->private_data;
6019         struct loc_track *t = seq->private;
6020
6021         free_loc_track(t);
6022         return seq_release_private(inode, file);
6023 }
6024
6025 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
6026         .open    = slab_debug_trace_open,
6027         .read    = seq_read,
6028         .llseek  = seq_lseek,
6029         .release = slab_debug_trace_release,
6030 };
6031
6032 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6033 {
6034         struct dentry *slab_cache_dir;
6035
6036         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
6037                 return;
6038
6039         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
6040
6041         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
6042                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6043
6044         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
6045                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6046 }
6047
6048 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6049 {
6050         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
6051 }
6052
6053 static int __init slab_debugfs_init(void)
6054 {
6055         struct kmem_cache *s;
6056
6057         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
6058
6059         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
6060                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6061                         debugfs_slab_add(s);
6062
6063         return 0;
6064
6065 }
6066 __initcall(slab_debugfs_init);
6067 #endif
6068 /*
6069  * The /proc/slabinfo ABI
6070  */
6071 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6072 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
6073 {
6074         unsigned long nr_slabs = 0;
6075         unsigned long nr_objs = 0;
6076         unsigned long nr_free = 0;
6077         int node;
6078         struct kmem_cache_node *n;
6079
6080         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6081                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
6082                 nr_objs += node_nr_objs(n);
6083                 nr_free += count_partial(n, count_free);
6084         }
6085
6086         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
6087         sinfo->num_objs = nr_objs;
6088         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
6089         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
6090         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
6091         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
6092 }
6093
6094 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
6095 {
6096 }
6097
6098 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
6099                        size_t count, loff_t *ppos)
6100 {
6101         return -EIO;
6102 }
6103 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */