c0dc5968223c5c880210929b1faab0357cc87410
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         page->counters = counters_new;
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         page->counters = counters_new;
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
458                        struct page *page)
459 {
460         void *addr = page_address(page);
461         void *p;
462
463         bitmap_zero(obj_map, page->objects);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
467 }
468
469 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
470 static bool slab_add_kunit_errors(void)
471 {
472         struct kunit_resource *resource;
473
474         if (likely(!current->kunit_test))
475                 return false;
476
477         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
478         if (!resource)
479                 return false;
480
481         (*(int *)resource->data)++;
482         kunit_put_resource(resource);
483         return true;
484 }
485 #else
486 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
487 #endif
488
489 /*
490  * Determine a map of object in use on a page.
491  *
492  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
493  * not vanish from under us.
494  */
495 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
496         __acquires(&object_map_lock)
497 {
498         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
499
500         spin_lock(&object_map_lock);
501
502         __fill_map(object_map, s, page);
503
504         return object_map;
505 }
506
507 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
508 {
509         VM_BUG_ON(map != object_map);
510         spin_unlock(&object_map_lock);
511 }
512
513 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
514 {
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
516                 return s->size - s->red_left_pad;
517
518         return s->size;
519 }
520
521 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
522 {
523         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
524                 p -= s->red_left_pad;
525
526         return p;
527 }
528
529 /*
530  * Debug settings:
531  */
532 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
533 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
534 #else
535 static slab_flags_t slub_debug;
536 #endif
537
538 static char *slub_debug_string;
539 static int disable_higher_order_debug;
540
541 /*
542  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
543  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
544  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
545  * to tell kasan that these accesses are OK.
546  */
547 static inline void metadata_access_enable(void)
548 {
549         kasan_disable_current();
550 }
551
552 static inline void metadata_access_disable(void)
553 {
554         kasan_enable_current();
555 }
556
557 /*
558  * Object debugging
559  */
560
561 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
562 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
563                                 struct page *page, void *object)
564 {
565         void *base;
566
567         if (!object)
568                 return 1;
569
570         base = page_address(page);
571         object = kasan_reset_tag(object);
572         object = restore_red_left(s, object);
573         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
574                 (object - base) % s->size) {
575                 return 0;
576         }
577
578         return 1;
579 }
580
581 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
582                           unsigned int length)
583 {
584         metadata_access_enable();
585         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
586                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
587         metadata_access_disable();
588 }
589
590 /*
591  * See comment in calculate_sizes().
592  */
593 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
594 {
595         return s->offset >= s->inuse;
596 }
597
598 /*
599  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
600  * not overlapping with object.
601  */
602 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
603 {
604         if (freeptr_outside_object(s))
605                 return s->inuse + sizeof(void *);
606         else
607                 return s->inuse;
608 }
609
610 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
611         enum track_item alloc)
612 {
613         struct track *p;
614
615         p = object + get_info_end(s);
616
617         return kasan_reset_tag(p + alloc);
618 }
619
620 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
621                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
622 {
623         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
624
625         if (addr) {
626 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
627                 unsigned int nr_entries;
628
629                 metadata_access_enable();
630                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
631                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
632                 metadata_access_disable();
633
634                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
635                         p->addrs[nr_entries] = 0;
636 #endif
637                 p->addr = addr;
638                 p->cpu = smp_processor_id();
639                 p->pid = current->pid;
640                 p->when = jiffies;
641         } else {
642                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
643         }
644 }
645
646 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
647 {
648         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
649                 return;
650
651         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
652         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
653 }
654
655 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
656 {
657         if (!t->addr)
658                 return;
659
660         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
661                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
662 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
663         {
664                 int i;
665                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
666                         if (t->addrs[i])
667                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
668                         else
669                                 break;
670         }
671 #endif
672 }
673
674 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
675 {
676         unsigned long pr_time = jiffies;
677         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
678                 return;
679
680         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
681         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
682 }
683
684 static void print_page_info(struct page *page)
685 {
686         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
687                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
688                page->flags, &page->flags);
689
690 }
691
692 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
693 {
694         struct va_format vaf;
695         va_list args;
696
697         va_start(args, fmt);
698         vaf.fmt = fmt;
699         vaf.va = &args;
700         pr_err("=============================================================================\n");
701         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
702         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
703         va_end(args);
704 }
705
706 __printf(2, 3)
707 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
708 {
709         struct va_format vaf;
710         va_list args;
711
712         if (slab_add_kunit_errors())
713                 return;
714
715         va_start(args, fmt);
716         vaf.fmt = fmt;
717         vaf.va = &args;
718         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
719         va_end(args);
720 }
721
722 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
723                                void **freelist, void *nextfree)
724 {
725         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
726             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
727                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
728                 *freelist = NULL;
729                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
730                 return true;
731         }
732
733         return false;
734 }
735
736 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
737 {
738         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
739         u8 *addr = page_address(page);
740
741         print_tracking(s, p);
742
743         print_page_info(page);
744
745         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
746                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
747
748         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
749                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
750                               s->red_left_pad);
751         else if (p > addr + 16)
752                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
753
754         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
755                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
756         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
757                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
758                         s->inuse - s->object_size);
759
760         off = get_info_end(s);
761
762         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
763                 off += 2 * sizeof(struct track);
764
765         off += kasan_metadata_size(s);
766
767         if (off != size_from_object(s))
768                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
769                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
770                               size_from_object(s) - off);
771
772         dump_stack();
773 }
774
775 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
776                         u8 *object, char *reason)
777 {
778         if (slab_add_kunit_errors())
779                 return;
780
781         slab_bug(s, "%s", reason);
782         print_trailer(s, page, object);
783         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
784 }
785
786 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                         const char *fmt, ...)
788 {
789         va_list args;
790         char buf[100];
791
792         if (slab_add_kunit_errors())
793                 return;
794
795         va_start(args, fmt);
796         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
797         va_end(args);
798         slab_bug(s, "%s", buf);
799         print_page_info(page);
800         dump_stack();
801         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
802 }
803
804 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
805 {
806         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
807
808         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
809                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
810
811         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
812                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
813                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
814         }
815
816         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
817                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
818 }
819
820 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
821                                                 void *from, void *to)
822 {
823         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
824         memset(from, data, to - from);
825 }
826
827 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
828                         u8 *object, char *what,
829                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
830 {
831         u8 *fault;
832         u8 *end;
833         u8 *addr = page_address(page);
834
835         metadata_access_enable();
836         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
837         metadata_access_disable();
838         if (!fault)
839                 return 1;
840
841         end = start + bytes;
842         while (end > fault && end[-1] == value)
843                 end--;
844
845         if (slab_add_kunit_errors())
846                 goto skip_bug_print;
847
848         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
849         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
850                                         fault, end - 1, fault - addr,
851                                         fault[0], value);
852         print_trailer(s, page, object);
853         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
854
855 skip_bug_print:
856         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
857         return 0;
858 }
859
860 /*
861  * Object layout:
862  *
863  * object address
864  *      Bytes of the object to be managed.
865  *      If the freepointer may overlay the object then the free
866  *      pointer is at the middle of the object.
867  *
868  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
869  *      0xa5 (POISON_END)
870  *
871  * object + s->object_size
872  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
873  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
874  *      object_size == inuse.
875  *
876  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
877  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
878  *
879  * object + s->inuse
880  *      Meta data starts here.
881  *
882  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
883  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
884  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
885  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
886  *              before the word boundary.
887  *
888  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
889  *
890  * object + s->size
891  *      Nothing is used beyond s->size.
892  *
893  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
894  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
895  * may be used with merged slabcaches.
896  */
897
898 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
899 {
900         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
901
902         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
903                 /* We also have user information there */
904                 off += 2 * sizeof(struct track);
905
906         off += kasan_metadata_size(s);
907
908         if (size_from_object(s) == off)
909                 return 1;
910
911         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
912                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
913 }
914
915 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
916 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
917 {
918         u8 *start;
919         u8 *fault;
920         u8 *end;
921         u8 *pad;
922         int length;
923         int remainder;
924
925         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
926                 return 1;
927
928         start = page_address(page);
929         length = page_size(page);
930         end = start + length;
931         remainder = length % s->size;
932         if (!remainder)
933                 return 1;
934
935         pad = end - remainder;
936         metadata_access_enable();
937         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
938         metadata_access_disable();
939         if (!fault)
940                 return 1;
941         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
942                 end--;
943
944         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
945                         fault, end - 1, fault - start);
946         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
947
948         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
949         return 0;
950 }
951
952 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
953                                         void *object, u8 val)
954 {
955         u8 *p = object;
956         u8 *endobject = object + s->object_size;
957
958         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
959                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
960                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
961                         return 0;
962
963                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
964                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
965                         return 0;
966         } else {
967                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
968                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
969                                 endobject, POISON_INUSE,
970                                 s->inuse - s->object_size);
971                 }
972         }
973
974         if (s->flags & SLAB_POISON) {
975                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
976                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
977                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
978                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
979                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
980                         return 0;
981                 /*
982                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
983                  */
984                 check_pad_bytes(s, page, p);
985         }
986
987         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
988                 /*
989                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
990                  * freepointer while object is allocated.
991                  */
992                 return 1;
993
994         /* Check free pointer validity */
995         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
996                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
997                 /*
998                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
999                  * of the free objects in this slab. May cause
1000                  * another error because the object count is now wrong.
1001                  */
1002                 set_freepointer(s, p, NULL);
1003                 return 0;
1004         }
1005         return 1;
1006 }
1007
1008 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1009 {
1010         int maxobj;
1011
1012         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1013
1014         if (!PageSlab(page)) {
1015                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1016                 return 0;
1017         }
1018
1019         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1020         if (page->objects > maxobj) {
1021                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1022                         page->objects, maxobj);
1023                 return 0;
1024         }
1025         if (page->inuse > page->objects) {
1026                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1027                         page->inuse, page->objects);
1028                 return 0;
1029         }
1030         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1031         slab_pad_check(s, page);
1032         return 1;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1037  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1038  */
1039 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1040 {
1041         int nr = 0;
1042         void *fp;
1043         void *object = NULL;
1044         int max_objects;
1045
1046         fp = page->freelist;
1047         while (fp && nr <= page->objects) {
1048                 if (fp == search)
1049                         return 1;
1050                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1051                         if (object) {
1052                                 object_err(s, page, object,
1053                                         "Freechain corrupt");
1054                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1055                         } else {
1056                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1057                                 page->freelist = NULL;
1058                                 page->inuse = page->objects;
1059                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1060                                 return 0;
1061                         }
1062                         break;
1063                 }
1064                 object = fp;
1065                 fp = get_freepointer(s, object);
1066                 nr++;
1067         }
1068
1069         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1070         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1071                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1072
1073         if (page->objects != max_objects) {
1074                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1075                          page->objects, max_objects);
1076                 page->objects = max_objects;
1077                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1078         }
1079         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1080                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1081                          page->inuse, page->objects - nr);
1082                 page->inuse = page->objects - nr;
1083                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1084         }
1085         return search == NULL;
1086 }
1087
1088 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1089                                                                 int alloc)
1090 {
1091         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1092                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1093                         s->name,
1094                         alloc ? "alloc" : "free",
1095                         object, page->inuse,
1096                         page->freelist);
1097
1098                 if (!alloc)
1099                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1100                                         s->object_size);
1101
1102                 dump_stack();
1103         }
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1108  */
1109 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1110         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1111 {
1112         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1113                 return;
1114
1115         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1116         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1117 }
1118
1119 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1120 {
1121         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1122                 return;
1123
1124         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1125         list_del(&page->slab_list);
1126 }
1127
1128 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1129 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1130 {
1131         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1132
1133         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1134 }
1135
1136 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1137 {
1138         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1139 }
1140
1141 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1142 {
1143         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1144
1145         /*
1146          * May be called early in order to allocate a slab for the
1147          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1148          * dilemma by deferring the increment of the count during
1149          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1150          */
1151         if (likely(n)) {
1152                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1153                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1154         }
1155 }
1156 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1157 {
1158         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1159
1160         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1161         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1162 }
1163
1164 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1165 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1166                                                                 void *object)
1167 {
1168         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1169                 return;
1170
1171         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1172         init_tracking(s, object);
1173 }
1174
1175 static
1176 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1177 {
1178         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1179                 return;
1180
1181         metadata_access_enable();
1182         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1183         metadata_access_disable();
1184 }
1185
1186 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1187                                         struct page *page, void *object)
1188 {
1189         if (!check_slab(s, page))
1190                 return 0;
1191
1192         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1193                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1194                 return 0;
1195         }
1196
1197         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1198                 return 0;
1199
1200         return 1;
1201 }
1202
1203 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1204                                         struct page *page,
1205                                         void *object, unsigned long addr)
1206 {
1207         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1208                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1209                         goto bad;
1210         }
1211
1212         /* Success perform special debug activities for allocs */
1213         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1214                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1215         trace(s, page, object, 1);
1216         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1217         return 1;
1218
1219 bad:
1220         if (PageSlab(page)) {
1221                 /*
1222                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1223                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1224                  * as used avoids touching the remaining objects.
1225                  */
1226                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1227                 page->inuse = page->objects;
1228                 page->freelist = NULL;
1229         }
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1234                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1235 {
1236         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1237                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1238                 return 0;
1239         }
1240
1241         if (on_freelist(s, page, object)) {
1242                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1243                 return 0;
1244         }
1245
1246         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1247                 return 0;
1248
1249         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1250                 if (!PageSlab(page)) {
1251                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1252                                  object);
1253                 } else if (!page->slab_cache) {
1254                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1255                                object);
1256                         dump_stack();
1257                 } else
1258                         object_err(s, page, object,
1259                                         "page slab pointer corrupt.");
1260                 return 0;
1261         }
1262         return 1;
1263 }
1264
1265 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1266 static noinline int free_debug_processing(
1267         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1268         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1269         unsigned long addr)
1270 {
1271         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1272         void *object = head;
1273         int cnt = 0;
1274         unsigned long flags;
1275         int ret = 0;
1276
1277         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1278         slab_lock(page);
1279
1280         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1281                 if (!check_slab(s, page))
1282                         goto out;
1283         }
1284
1285 next_object:
1286         cnt++;
1287
1288         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1289                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1290                         goto out;
1291         }
1292
1293         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1294                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1295         trace(s, page, object, 0);
1296         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1297         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1298
1299         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1300         if (object != tail) {
1301                 object = get_freepointer(s, object);
1302                 goto next_object;
1303         }
1304         ret = 1;
1305
1306 out:
1307         if (cnt != bulk_cnt)
1308                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1309                          bulk_cnt, cnt);
1310
1311         slab_unlock(page);
1312         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1313         if (!ret)
1314                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1320  *
1321  * @str:    start of block
1322  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1323  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1324  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1325  *
1326  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1327  */
1328 static char *
1329 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1330 {
1331         bool higher_order_disable = false;
1332
1333         /* Skip any completely empty blocks */
1334         while (*str && *str == ';')
1335                 str++;
1336
1337         if (*str == ',') {
1338                 /*
1339                  * No options but restriction on slabs. This means full
1340                  * debugging for slabs matching a pattern.
1341                  */
1342                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1343                 goto check_slabs;
1344         }
1345         *flags = 0;
1346
1347         /* Determine which debug features should be switched on */
1348         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1349                 switch (tolower(*str)) {
1350                 case '-':
1351                         *flags = 0;
1352                         break;
1353                 case 'f':
1354                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1355                         break;
1356                 case 'z':
1357                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1358                         break;
1359                 case 'p':
1360                         *flags |= SLAB_POISON;
1361                         break;
1362                 case 'u':
1363                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1364                         break;
1365                 case 't':
1366                         *flags |= SLAB_TRACE;
1367                         break;
1368                 case 'a':
1369                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1370                         break;
1371                 case 'o':
1372                         /*
1373                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1374                          * order would increase as a result.
1375                          */
1376                         higher_order_disable = true;
1377                         break;
1378                 default:
1379                         if (init)
1380                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1381                 }
1382         }
1383 check_slabs:
1384         if (*str == ',')
1385                 *slabs = ++str;
1386         else
1387                 *slabs = NULL;
1388
1389         /* Skip over the slab list */
1390         while (*str && *str != ';')
1391                 str++;
1392
1393         /* Skip any completely empty blocks */
1394         while (*str && *str == ';')
1395                 str++;
1396
1397         if (init && higher_order_disable)
1398                 disable_higher_order_debug = 1;
1399
1400         if (*str)
1401                 return str;
1402         else
1403                 return NULL;
1404 }
1405
1406 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1407 {
1408         slab_flags_t flags;
1409         slab_flags_t global_flags;
1410         char *saved_str;
1411         char *slab_list;
1412         bool global_slub_debug_changed = false;
1413         bool slab_list_specified = false;
1414
1415         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1416         if (*str++ != '=' || !*str)
1417                 /*
1418                  * No options specified. Switch on full debugging.
1419                  */
1420                 goto out;
1421
1422         saved_str = str;
1423         while (str) {
1424                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1425
1426                 if (!slab_list) {
1427                         global_flags = flags;
1428                         global_slub_debug_changed = true;
1429                 } else {
1430                         slab_list_specified = true;
1431                 }
1432         }
1433
1434         /*
1435          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1436          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1437          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1438          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1439          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1440          */
1441         if (slab_list_specified) {
1442                 if (!global_slub_debug_changed)
1443                         global_flags = slub_debug;
1444                 slub_debug_string = saved_str;
1445         }
1446 out:
1447         slub_debug = global_flags;
1448         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1449                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1450         else
1451                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1452         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1453              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1454             (slub_debug & SLAB_POISON))
1455                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1456         return 1;
1457 }
1458
1459 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1460
1461 /*
1462  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1463  * @object_size:        the size of an object without meta data
1464  * @flags:              flags to set
1465  * @name:               name of the cache
1466  *
1467  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1468  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1469  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1470  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1471  */
1472 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1473         slab_flags_t flags, const char *name)
1474 {
1475         char *iter;
1476         size_t len;
1477         char *next_block;
1478         slab_flags_t block_flags;
1479         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1480
1481         /*
1482          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1483          * don't store user (stack trace) information by default,
1484          * but let the user enable it via the command line below.
1485          */
1486         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1487                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1488
1489         len = strlen(name);
1490         next_block = slub_debug_string;
1491         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1492         while (next_block) {
1493                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1494                 if (!iter)
1495                         continue;
1496                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1497                 while (*iter) {
1498                         char *end, *glob;
1499                         size_t cmplen;
1500
1501                         end = strchrnul(iter, ',');
1502                         if (next_block && next_block < end)
1503                                 end = next_block - 1;
1504
1505                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1506                         if (glob)
1507                                 cmplen = glob - iter;
1508                         else
1509                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1510
1511                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1512                                 flags |= block_flags;
1513                                 return flags;
1514                         }
1515
1516                         if (!*end || *end == ';')
1517                                 break;
1518                         iter = end + 1;
1519                 }
1520         }
1521
1522         return flags | slub_debug_local;
1523 }
1524 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1525 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1526                         struct page *page, void *object) {}
1527 static inline
1528 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1529
1530 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1531         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1532
1533 static inline int free_debug_processing(
1534         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1535         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1536         unsigned long addr) { return 0; }
1537
1538 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1539                         { return 1; }
1540 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1541                         void *object, u8 val) { return 1; }
1542 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1543                                         struct page *page) {}
1544 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1545                                         struct page *page) {}
1546 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1547         slab_flags_t flags, const char *name)
1548 {
1549         return flags;
1550 }
1551 #define slub_debug 0
1552
1553 #define disable_higher_order_debug 0
1554
1555 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1556                                                         { return 0; }
1557 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1558                                                         { return 0; }
1559 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1560                                                         int objects) {}
1561 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1562                                                         int objects) {}
1563
1564 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1565                                void **freelist, void *nextfree)
1566 {
1567         return false;
1568 }
1569 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1570
1571 /*
1572  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1573  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1574  */
1575 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1576 {
1577         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1578         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1579         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1580         return ptr;
1581 }
1582
1583 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1584 {
1585         kmemleak_free(x);
1586         kasan_kfree_large(x);
1587 }
1588
1589 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1590                                                 void *x, bool init)
1591 {
1592         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1593
1594         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1595
1596         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1597                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1598
1599         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1600         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1601                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1602                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1603
1604         /*
1605          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1606          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1607          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1608          *
1609          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1610          * but don't touch the SLAB redzone.
1611          */
1612         if (init) {
1613                 int rsize;
1614
1615                 if (!kasan_has_integrated_init())
1616                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1617                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1618                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1619                        s->size - s->inuse - rsize);
1620         }
1621         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1622         return kasan_slab_free(s, x, init);
1623 }
1624
1625 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1626                                            void **head, void **tail)
1627 {
1628
1629         void *object;
1630         void *next = *head;
1631         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1632
1633         if (is_kfence_address(next)) {
1634                 slab_free_hook(s, next, false);
1635                 return true;
1636         }
1637
1638         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1639         *head = NULL;
1640         *tail = NULL;
1641
1642         do {
1643                 object = next;
1644                 next = get_freepointer(s, object);
1645
1646                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1647                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1648                         /* Move object to the new freelist */
1649                         set_freepointer(s, object, *head);
1650                         *head = object;
1651                         if (!*tail)
1652                                 *tail = object;
1653                 }
1654         } while (object != old_tail);
1655
1656         if (*head == *tail)
1657                 *tail = NULL;
1658
1659         return *head != NULL;
1660 }
1661
1662 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1663                                 void *object)
1664 {
1665         setup_object_debug(s, page, object);
1666         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1667         if (unlikely(s->ctor)) {
1668                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1669                 s->ctor(object);
1670                 kasan_poison_object_data(s, object);
1671         }
1672         return object;
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Slab allocation and freeing
1677  */
1678 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1679                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1680 {
1681         struct page *page;
1682         unsigned int order = oo_order(oo);
1683
1684         if (node == NUMA_NO_NODE)
1685                 page = alloc_pages(flags, order);
1686         else
1687                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1688
1689         return page;
1690 }
1691
1692 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1693 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1694 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1695 {
1696         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1697         int err;
1698
1699         /* Bailout if already initialised */
1700         if (s->random_seq)
1701                 return 0;
1702
1703         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1704         if (err) {
1705                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1706                         s->name);
1707                 return err;
1708         }
1709
1710         /* Transform to an offset on the set of pages */
1711         if (s->random_seq) {
1712                 unsigned int i;
1713
1714                 for (i = 0; i < count; i++)
1715                         s->random_seq[i] *= s->size;
1716         }
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1721 static void __init init_freelist_randomization(void)
1722 {
1723         struct kmem_cache *s;
1724
1725         mutex_lock(&slab_mutex);
1726
1727         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1728                 init_cache_random_seq(s);
1729
1730         mutex_unlock(&slab_mutex);
1731 }
1732
1733 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1734 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1735                                 unsigned long *pos, void *start,
1736                                 unsigned long page_limit,
1737                                 unsigned long freelist_count)
1738 {
1739         unsigned int idx;
1740
1741         /*
1742          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1743          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1744          */
1745         do {
1746                 idx = s->random_seq[*pos];
1747                 *pos += 1;
1748                 if (*pos >= freelist_count)
1749                         *pos = 0;
1750         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1751
1752         return (char *)start + idx;
1753 }
1754
1755 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1756 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1757 {
1758         void *start;
1759         void *cur;
1760         void *next;
1761         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1762
1763         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1764                 return false;
1765
1766         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1767         pos = get_random_int() % freelist_count;
1768
1769         page_limit = page->objects * s->size;
1770         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1771
1772         /* First entry is used as the base of the freelist */
1773         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1774                                 freelist_count);
1775         cur = setup_object(s, page, cur);
1776         page->freelist = cur;
1777
1778         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1779                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1780                         freelist_count);
1781                 next = setup_object(s, page, next);
1782                 set_freepointer(s, cur, next);
1783                 cur = next;
1784         }
1785         set_freepointer(s, cur, NULL);
1786
1787         return true;
1788 }
1789 #else
1790 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1791 {
1792         return 0;
1793 }
1794 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1795 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1796 {
1797         return false;
1798 }
1799 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1800
1801 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1802 {
1803         struct page *page;
1804         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1805         gfp_t alloc_gfp;
1806         void *start, *p, *next;
1807         int idx;
1808         bool shuffle;
1809
1810         flags &= gfp_allowed_mask;
1811
1812         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1813                 local_irq_enable();
1814
1815         flags |= s->allocflags;
1816
1817         /*
1818          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1819          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1820          */
1821         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1822         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1823                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1824
1825         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1826         if (unlikely(!page)) {
1827                 oo = s->min;
1828                 alloc_gfp = flags;
1829                 /*
1830                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1831                  * Try a lower order alloc if possible
1832                  */
1833                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1834                 if (unlikely(!page))
1835                         goto out;
1836                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1837         }
1838
1839         page->objects = oo_objects(oo);
1840
1841         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1842
1843         page->slab_cache = s;
1844         __SetPageSlab(page);
1845         if (page_is_pfmemalloc(page))
1846                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1847
1848         kasan_poison_slab(page);
1849
1850         start = page_address(page);
1851
1852         setup_page_debug(s, page, start);
1853
1854         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1855
1856         if (!shuffle) {
1857                 start = fixup_red_left(s, start);
1858                 start = setup_object(s, page, start);
1859                 page->freelist = start;
1860                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1861                         next = p + s->size;
1862                         next = setup_object(s, page, next);
1863                         set_freepointer(s, p, next);
1864                         p = next;
1865                 }
1866                 set_freepointer(s, p, NULL);
1867         }
1868
1869         page->inuse = page->objects;
1870         page->frozen = 1;
1871
1872 out:
1873         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1874                 local_irq_disable();
1875         if (!page)
1876                 return NULL;
1877
1878         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1879
1880         return page;
1881 }
1882
1883 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1884 {
1885         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1886                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1887
1888         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
1889
1890         return allocate_slab(s,
1891                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1892 }
1893
1894 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1895 {
1896         int order = compound_order(page);
1897         int pages = 1 << order;
1898
1899         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1900                 void *p;
1901
1902                 slab_pad_check(s, page);
1903                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1904                                                 page->objects)
1905                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1906         }
1907
1908         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1909         __ClearPageSlab(page);
1910         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1911         page->slab_cache = NULL;
1912         if (current->reclaim_state)
1913                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1914         unaccount_slab_page(page, order, s);
1915         __free_pages(page, order);
1916 }
1917
1918 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1919 {
1920         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1921
1922         __free_slab(page->slab_cache, page);
1923 }
1924
1925 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1926 {
1927         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1928                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1929         } else
1930                 __free_slab(s, page);
1931 }
1932
1933 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1934 {
1935         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1936         free_slab(s, page);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Management of partially allocated slabs.
1941  */
1942 static inline void
1943 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1944 {
1945         n->nr_partial++;
1946         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1947                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1948         else
1949                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1950 }
1951
1952 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1953                                 struct page *page, int tail)
1954 {
1955         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1956         __add_partial(n, page, tail);
1957 }
1958
1959 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1960                                         struct page *page)
1961 {
1962         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1963         list_del(&page->slab_list);
1964         n->nr_partial--;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1969  * return the pointer to the freelist.
1970  *
1971  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1972  */
1973 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1974                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1975                 int mode, int *objects)
1976 {
1977         void *freelist;
1978         unsigned long counters;
1979         struct page new;
1980
1981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1982
1983         /*
1984          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1985          * The old freelist is the list of objects for the
1986          * per cpu allocation list.
1987          */
1988         freelist = page->freelist;
1989         counters = page->counters;
1990         new.counters = counters;
1991         *objects = new.objects - new.inuse;
1992         if (mode) {
1993                 new.inuse = page->objects;
1994                 new.freelist = NULL;
1995         } else {
1996                 new.freelist = freelist;
1997         }
1998
1999         VM_BUG_ON(new.frozen);
2000         new.frozen = 1;
2001
2002         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2003                         freelist, counters,
2004                         new.freelist, new.counters,
2005                         "acquire_slab"))
2006                 return NULL;
2007
2008         remove_partial(n, page);
2009         WARN_ON(!freelist);
2010         return freelist;
2011 }
2012
2013 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2014 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2015
2016 /*
2017  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2018  */
2019 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2020                               struct page **ret_page, gfp_t flags)
2021 {
2022         struct page *page, *page2;
2023         void *object = NULL;
2024         unsigned int available = 0;
2025         int objects;
2026
2027         /*
2028          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2029          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2030          * partial slab and there is none available then get_partial()
2031          * will return NULL.
2032          */
2033         if (!n || !n->nr_partial)
2034                 return NULL;
2035
2036         spin_lock(&n->list_lock);
2037         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2038                 void *t;
2039
2040                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2041                         continue;
2042
2043                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2044                 if (!t)
2045                         break;
2046
2047                 available += objects;
2048                 if (!object) {
2049                         *ret_page = page;
2050                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2051                         object = t;
2052                 } else {
2053                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2054                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2055                 }
2056                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2057                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2058                         break;
2059
2060         }
2061         spin_unlock(&n->list_lock);
2062         return object;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2067  */
2068 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2069                              struct page **ret_page)
2070 {
2071 #ifdef CONFIG_NUMA
2072         struct zonelist *zonelist;
2073         struct zoneref *z;
2074         struct zone *zone;
2075         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2076         void *object;
2077         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2078
2079         /*
2080          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2081          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2082          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2083          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2084          *
2085          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2086          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2087          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2088          * from other nodes and filled up.
2089          *
2090          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2091          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2092          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2093          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2094          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2095          * with available objects.
2096          */
2097         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2098                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2099                 return NULL;
2100
2101         do {
2102                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2103                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2104                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2105                         struct kmem_cache_node *n;
2106
2107                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2108
2109                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2110                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2111                                 object = get_partial_node(s, n, ret_page, flags);
2112                                 if (object) {
2113                                         /*
2114                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2115                                          * here - if mems_allowed was updated in
2116                                          * parallel, that was a harmless race
2117                                          * between allocation and the cpuset
2118                                          * update
2119                                          */
2120                                         return object;
2121                                 }
2122                         }
2123                 }
2124         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2125 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2126         return NULL;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Get a partial page, lock it and return it.
2131  */
2132 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2133                          struct page **ret_page)
2134 {
2135         void *object;
2136         int searchnode = node;
2137
2138         if (node == NUMA_NO_NODE)
2139                 searchnode = numa_mem_id();
2140
2141         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_page, flags);
2142         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2143                 return object;
2144
2145         return get_any_partial(s, flags, ret_page);
2146 }
2147
2148 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2149 /*
2150  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2151  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2152  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2153  */
2154 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2155 #else
2156 /*
2157  * No preemption supported therefore also no need to check for
2158  * different cpus.
2159  */
2160 #define TID_STEP 1
2161 #endif
2162
2163 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2164 {
2165         return tid + TID_STEP;
2166 }
2167
2168 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2169 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2170 {
2171         return tid % TID_STEP;
2172 }
2173
2174 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2175 {
2176         return tid / TID_STEP;
2177 }
2178 #endif
2179
2180 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2181 {
2182         return cpu;
2183 }
2184
2185 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2186                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2187 {
2188 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2189         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2190
2191         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2192
2193 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2194         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2195                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2196                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2197         else
2198 #endif
2199         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2200                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2201                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2202         else
2203                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2204                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2205 #endif
2206         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2207 }
2208
2209 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2210 {
2211         int cpu;
2212
2213         for_each_possible_cpu(cpu)
2214                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Remove the cpu slab
2219  */
2220 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2221                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2222 {
2223         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2224         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2225         int lock = 0, free_delta = 0;
2226         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2227         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2228         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2229         struct page new;
2230         struct page old;
2231
2232         if (page->freelist) {
2233                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2234                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2239          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2240          */
2241         freelist_tail = NULL;
2242         freelist_iter = freelist;
2243         while (freelist_iter) {
2244                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2245
2246                 /*
2247                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2248                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2249                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2250                  */
2251                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2252                         break;
2253
2254                 freelist_tail = freelist_iter;
2255                 free_delta++;
2256
2257                 freelist_iter = nextfree;
2258         }
2259
2260         /*
2261          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2262          * freelist to the head of page's freelist.
2263          *
2264          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2265          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2266          *
2267          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2268          * with the count. If there is a mismatch then the page
2269          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2270          *
2271          * Then we restart the process which may have to remove
2272          * the page from the list that we just put it on again
2273          * because the number of objects in the slab may have
2274          * changed.
2275          */
2276 redo:
2277
2278         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2279         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2280         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2281
2282         /* Determine target state of the slab */
2283         new.counters = old.counters;
2284         if (freelist_tail) {
2285                 new.inuse -= free_delta;
2286                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2287                 new.freelist = freelist;
2288         } else
2289                 new.freelist = old.freelist;
2290
2291         new.frozen = 0;
2292
2293         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2294                 m = M_FREE;
2295         else if (new.freelist) {
2296                 m = M_PARTIAL;
2297                 if (!lock) {
2298                         lock = 1;
2299                         /*
2300                          * Taking the spinlock removes the possibility
2301                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2302                          * is frozen
2303                          */
2304                         spin_lock(&n->list_lock);
2305                 }
2306         } else {
2307                 m = M_FULL;
2308                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2309                         lock = 1;
2310                         /*
2311                          * This also ensures that the scanning of full
2312                          * slabs from diagnostic functions will not see
2313                          * any frozen slabs.
2314                          */
2315                         spin_lock(&n->list_lock);
2316                 }
2317         }
2318
2319         if (l != m) {
2320                 if (l == M_PARTIAL)
2321                         remove_partial(n, page);
2322                 else if (l == M_FULL)
2323                         remove_full(s, n, page);
2324
2325                 if (m == M_PARTIAL)
2326                         add_partial(n, page, tail);
2327                 else if (m == M_FULL)
2328                         add_full(s, n, page);
2329         }
2330
2331         l = m;
2332         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2333                                 old.freelist, old.counters,
2334                                 new.freelist, new.counters,
2335                                 "unfreezing slab"))
2336                 goto redo;
2337
2338         if (lock)
2339                 spin_unlock(&n->list_lock);
2340
2341         if (m == M_PARTIAL)
2342                 stat(s, tail);
2343         else if (m == M_FULL)
2344                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2345         else if (m == M_FREE) {
2346                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2347                 discard_slab(s, page);
2348                 stat(s, FREE_SLAB);
2349         }
2350
2351         c->page = NULL;
2352         c->freelist = NULL;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2357  *
2358  * This function must be called with interrupts disabled
2359  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2360  * to guarantee no concurrent accesses).
2361  */
2362 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2363                 struct kmem_cache_cpu *c)
2364 {
2365 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2366         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2367         struct page *page, *discard_page = NULL;
2368
2369         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2370                 struct page new;
2371                 struct page old;
2372
2373                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2374
2375                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2376                 if (n != n2) {
2377                         if (n)
2378                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2379
2380                         n = n2;
2381                         spin_lock(&n->list_lock);
2382                 }
2383
2384                 do {
2385
2386                         old.freelist = page->freelist;
2387                         old.counters = page->counters;
2388                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2389
2390                         new.counters = old.counters;
2391                         new.freelist = old.freelist;
2392
2393                         new.frozen = 0;
2394
2395                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2396                                 old.freelist, old.counters,
2397                                 new.freelist, new.counters,
2398                                 "unfreezing slab"));
2399
2400                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2401                         page->next = discard_page;
2402                         discard_page = page;
2403                 } else {
2404                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2405                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2406                 }
2407         }
2408
2409         if (n)
2410                 spin_unlock(&n->list_lock);
2411
2412         while (discard_page) {
2413                 page = discard_page;
2414                 discard_page = discard_page->next;
2415
2416                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2417                 discard_slab(s, page);
2418                 stat(s, FREE_SLAB);
2419         }
2420 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2421 }
2422
2423 /*
2424  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2425  * partial page slot if available.
2426  *
2427  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2428  * per node partial list.
2429  */
2430 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2431 {
2432 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2433         struct page *oldpage;
2434         int pages;
2435         int pobjects;
2436
2437         preempt_disable();
2438         do {
2439                 pages = 0;
2440                 pobjects = 0;
2441                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2442
2443                 if (oldpage) {
2444                         pobjects = oldpage->pobjects;
2445                         pages = oldpage->pages;
2446                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2447                                 unsigned long flags;
2448                                 /*
2449                                  * partial array is full. Move the existing
2450                                  * set to the per node partial list.
2451                                  */
2452                                 local_irq_save(flags);
2453                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2454                                 local_irq_restore(flags);
2455                                 oldpage = NULL;
2456                                 pobjects = 0;
2457                                 pages = 0;
2458                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2459                         }
2460                 }
2461
2462                 pages++;
2463                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2464
2465                 page->pages = pages;
2466                 page->pobjects = pobjects;
2467                 page->next = oldpage;
2468
2469         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2470                                                                 != oldpage);
2471         preempt_enable();
2472 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2473 }
2474
2475 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2476 {
2477         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2478         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2479
2480         c->tid = next_tid(c->tid);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Flush cpu slab.
2485  *
2486  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2487  */
2488 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2489 {
2490         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2491
2492         if (c->page)
2493                 flush_slab(s, c);
2494
2495         unfreeze_partials(s, c);
2496 }
2497
2498 static void flush_cpu_slab(void *d)
2499 {
2500         struct kmem_cache *s = d;
2501
2502         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2503 }
2504
2505 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2506 {
2507         struct kmem_cache *s = info;
2508         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2509
2510         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2511 }
2512
2513 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2514 {
2515         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2520  * necessary.
2521  */
2522 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2523 {
2524         struct kmem_cache *s;
2525         unsigned long flags;
2526
2527         mutex_lock(&slab_mutex);
2528         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2529                 local_irq_save(flags);
2530                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2531                 local_irq_restore(flags);
2532         }
2533         mutex_unlock(&slab_mutex);
2534         return 0;
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2539  * locality expectations.
2540  */
2541 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2542 {
2543 #ifdef CONFIG_NUMA
2544         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2545                 return 0;
2546 #endif
2547         return 1;
2548 }
2549
2550 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2551 static int count_free(struct page *page)
2552 {
2553         return page->objects - page->inuse;
2554 }
2555
2556 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2557 {
2558         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2559 }
2560 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2561
2562 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2563 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2564                                         int (*get_count)(struct page *))
2565 {
2566         unsigned long flags;
2567         unsigned long x = 0;
2568         struct page *page;
2569
2570         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2571         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2572                 x += get_count(page);
2573         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2574         return x;
2575 }
2576 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2577
2578 static noinline void
2579 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2580 {
2581 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2582         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2583                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2584         int node;
2585         struct kmem_cache_node *n;
2586
2587         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2588                 return;
2589
2590         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2591                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2592         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2593                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2594                 oo_order(s->min));
2595
2596         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2597                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2598                         s->name);
2599
2600         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2601                 unsigned long nr_slabs;
2602                 unsigned long nr_objs;
2603                 unsigned long nr_free;
2604
2605                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2606                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2607                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2608
2609                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2610                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2611         }
2612 #endif
2613 }
2614
2615 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2616 {
2617         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2618                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2619
2620         return true;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2625  * per cpu freelist or deactivate the page.
2626  *
2627  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2628  *
2629  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2630  *
2631  * This function must be called with interrupt disabled.
2632  */
2633 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2634 {
2635         struct page new;
2636         unsigned long counters;
2637         void *freelist;
2638
2639         do {
2640                 freelist = page->freelist;
2641                 counters = page->counters;
2642
2643                 new.counters = counters;
2644                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2645
2646                 new.inuse = page->objects;
2647                 new.frozen = freelist != NULL;
2648
2649         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2650                 freelist, counters,
2651                 NULL, new.counters,
2652                 "get_freelist"));
2653
2654         return freelist;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2659  * debugging duties.
2660  *
2661  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2662  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2663  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2664  *
2665  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2666  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2667  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2668  *
2669  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2670  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2671  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2672  *
2673  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2674  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2675  */
2676 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2677                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2678 {
2679         void *freelist;
2680         struct page *page;
2681
2682         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2683
2684         page = c->page;
2685         if (!page) {
2686                 /*
2687                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2688                  * ignore the node constraint
2689                  */
2690                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2691                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2692                         node = NUMA_NO_NODE;
2693                 goto new_slab;
2694         }
2695 redo:
2696
2697         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2698                 /*
2699                  * same as above but node_match() being false already
2700                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2701                  */
2702                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2703                         node = NUMA_NO_NODE;
2704                         goto redo;
2705                 } else {
2706                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2707                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2708                         goto new_slab;
2709                 }
2710         }
2711
2712         /*
2713          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2714          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2715          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2716          */
2717         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2718                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2719                 goto new_slab;
2720         }
2721
2722         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2723         freelist = c->freelist;
2724         if (freelist)
2725                 goto load_freelist;
2726
2727         freelist = get_freelist(s, page);
2728
2729         if (!freelist) {
2730                 c->page = NULL;
2731                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2732                 goto new_slab;
2733         }
2734
2735         stat(s, ALLOC_REFILL);
2736
2737 load_freelist:
2738         /*
2739          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2740          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2741          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2742          */
2743         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2744         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2745         c->tid = next_tid(c->tid);
2746         return freelist;
2747
2748 new_slab:
2749
2750         if (slub_percpu_partial(c)) {
2751                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2752                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2753                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2754                 goto redo;
2755         }
2756
2757         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &page);
2758         if (freelist) {
2759                 c->page = page;
2760                 goto check_new_page;
2761         }
2762
2763         page = new_slab(s, gfpflags, node);
2764
2765         if (unlikely(!page)) {
2766                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2767                 return NULL;
2768         }
2769
2770         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2771         if (c->page)
2772                 flush_slab(s, c);
2773
2774         /*
2775          * No other reference to the page yet so we can
2776          * muck around with it freely without cmpxchg
2777          */
2778         freelist = page->freelist;
2779         page->freelist = NULL;
2780
2781         stat(s, ALLOC_SLAB);
2782         c->page = page;
2783
2784 check_new_page:
2785
2786         if (kmem_cache_debug(s)) {
2787                 if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2788                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
2789                         goto new_slab;
2790                 else
2791                         /*
2792                          * For debug case, we don't load freelist so that all
2793                          * allocations go through alloc_debug_processing()
2794                          */
2795                         goto return_single;
2796         }
2797
2798         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2799                 /*
2800                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
2801                  * we don't make further mismatched allocations easier.
2802                  */
2803                 goto return_single;
2804
2805         goto load_freelist;
2806
2807 return_single:
2808
2809         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2810         return freelist;
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2815  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2816  */
2817 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2818                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2819 {
2820         void *p;
2821         unsigned long flags;
2822
2823         local_irq_save(flags);
2824 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2825         /*
2826          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2827          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2828          * pointer.
2829          */
2830         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2831 #endif
2832
2833         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2834         local_irq_restore(flags);
2835         return p;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2840  * zeroing out freelist pointer.
2841  */
2842 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2843                                                    void *obj)
2844 {
2845         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2846                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2847                         0, sizeof(void *));
2848 }
2849
2850 /*
2851  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2852  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2853  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2854  *
2855  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2856  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2857  *
2858  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2859  */
2860 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2861                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2862 {
2863         void *object;
2864         struct kmem_cache_cpu *c;
2865         struct page *page;
2866         unsigned long tid;
2867         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2868         bool init = false;
2869
2870         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2871         if (!s)
2872                 return NULL;
2873
2874         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2875         if (unlikely(object))
2876                 goto out;
2877
2878 redo:
2879         /*
2880          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2881          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2882          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2883          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2884          *
2885          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
2886          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
2887          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
2888          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
2889          * and cmpxchg later will validate the cpu.
2890          */
2891         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2892         tid = READ_ONCE(c->tid);
2893
2894         /*
2895          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2896          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2897          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2898          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2899          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2900          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2901          */
2902         barrier();
2903
2904         /*
2905          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2906          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2907          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2908          * linked list in between.
2909          */
2910
2911         object = c->freelist;
2912         page = c->page;
2913         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2914                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2915         } else {
2916                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2917
2918                 /*
2919                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2920                  * operation and if we are on the right processor.
2921                  *
2922                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2923                  * semantics!)
2924                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2925                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2926                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2927                  *
2928                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2929                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2930                  * other cpus.
2931                  */
2932                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2933                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2934                                 object, tid,
2935                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2936
2937                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2938                         goto redo;
2939                 }
2940                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2941                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2942         }
2943
2944         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2945         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2946
2947 out:
2948         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2949
2950         return object;
2951 }
2952
2953 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2954                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2955 {
2956         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2957 }
2958
2959 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2960 {
2961         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2962
2963         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2964                                 s->size, gfpflags);
2965
2966         return ret;
2967 }
2968 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2969
2970 #ifdef CONFIG_TRACING
2971 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2972 {
2973         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2974         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2975         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2976         return ret;
2977 }
2978 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2979 #endif
2980
2981 #ifdef CONFIG_NUMA
2982 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2983 {
2984         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2985
2986         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2987                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2988
2989         return ret;
2990 }
2991 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2992
2993 #ifdef CONFIG_TRACING
2994 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2995                                     gfp_t gfpflags,
2996                                     int node, size_t size)
2997 {
2998         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
2999
3000         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3001                            size, s->size, gfpflags, node);
3002
3003         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3004         return ret;
3005 }
3006 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3007 #endif
3008 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3009
3010 /*
3011  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3012  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3013  *
3014  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3015  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3016  * handling required then we can return immediately.
3017  */
3018 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3019                         void *head, void *tail, int cnt,
3020                         unsigned long addr)
3021
3022 {
3023         void *prior;
3024         int was_frozen;
3025         struct page new;
3026         unsigned long counters;
3027         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3028         unsigned long flags;
3029
3030         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3031
3032         if (kfence_free(head))
3033                 return;
3034
3035         if (kmem_cache_debug(s) &&
3036             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3037                 return;
3038
3039         do {
3040                 if (unlikely(n)) {
3041                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3042                         n = NULL;
3043                 }
3044                 prior = page->freelist;
3045                 counters = page->counters;
3046                 set_freepointer(s, tail, prior);
3047                 new.counters = counters;
3048                 was_frozen = new.frozen;
3049                 new.inuse -= cnt;
3050                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3051
3052                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3053
3054                                 /*
3055                                  * Slab was on no list before and will be
3056                                  * partially empty
3057                                  * We can defer the list move and instead
3058                                  * freeze it.
3059                                  */
3060                                 new.frozen = 1;
3061
3062                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3063
3064                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3065                                 /*
3066                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3067                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3068                                  * drop the list_lock without any processing.
3069                                  *
3070                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3071                                  * other processors updating the list of slabs.
3072                                  */
3073                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3074
3075                         }
3076                 }
3077
3078         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3079                 prior, counters,
3080                 head, new.counters,
3081                 "__slab_free"));
3082
3083         if (likely(!n)) {
3084
3085                 if (likely(was_frozen)) {
3086                         /*
3087                          * The list lock was not taken therefore no list
3088                          * activity can be necessary.
3089                          */
3090                         stat(s, FREE_FROZEN);
3091                 } else if (new.frozen) {
3092                         /*
3093                          * If we just froze the page then put it onto the
3094                          * per cpu partial list.
3095                          */
3096                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3097                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3098                 }
3099
3100                 return;
3101         }
3102
3103         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3104                 goto slab_empty;
3105
3106         /*
3107          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3108          * then add it.
3109          */
3110         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3111                 remove_full(s, n, page);
3112                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3113                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3114         }
3115         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3116         return;
3117
3118 slab_empty:
3119         if (prior) {
3120                 /*
3121                  * Slab on the partial list.
3122                  */
3123                 remove_partial(n, page);
3124                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3125         } else {
3126                 /* Slab must be on the full list */
3127                 remove_full(s, n, page);
3128         }
3129
3130         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3131         stat(s, FREE_SLAB);
3132         discard_slab(s, page);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3137  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3138  *
3139  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3140  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3141  * the item before.
3142  *
3143  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3144  * with all sorts of special processing.
3145  *
3146  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3147  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3148  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3149  */
3150 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3151                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3152                                 int cnt, unsigned long addr)
3153 {
3154         void *tail_obj = tail ? : head;
3155         struct kmem_cache_cpu *c;
3156         unsigned long tid;
3157
3158         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3159 redo:
3160         /*
3161          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3162          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3163          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3164          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3165          */
3166         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3167         tid = READ_ONCE(c->tid);
3168
3169         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3170         barrier();
3171
3172         if (likely(page == c->page)) {
3173                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3174
3175                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3176
3177                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3178                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3179                                 freelist, tid,
3180                                 head, next_tid(tid)))) {
3181
3182                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3183                         goto redo;
3184                 }
3185                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3186         } else
3187                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3188
3189 }
3190
3191 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3192                                       void *head, void *tail, int cnt,
3193                                       unsigned long addr)
3194 {
3195         /*
3196          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3197          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3198          */
3199         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3200                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3201 }
3202
3203 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3204 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3205 {
3206         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3207 }
3208 #endif
3209
3210 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3211 {
3212         s = cache_from_obj(s, x);
3213         if (!s)
3214                 return;
3215         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3216         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3217 }
3218 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3219
3220 struct detached_freelist {
3221         struct page *page;
3222         void *tail;
3223         void *freelist;
3224         int cnt;
3225         struct kmem_cache *s;
3226 };
3227
3228 static inline void free_nonslab_page(struct page *page, void *object)
3229 {
3230         unsigned int order = compound_order(page);
3231
3232         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3233         kfree_hook(object);
3234         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3235         __free_pages(page, order);
3236 }
3237
3238 /*
3239  * This function progressively scans the array with free objects (with
3240  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3241  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3242  * page/objects.  This can happen without any need for
3243  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3244  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3245  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3246  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3247  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3248  * to performance reasons.
3249  */
3250 static inline
3251 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3252                             void **p, struct detached_freelist *df)
3253 {
3254         size_t first_skipped_index = 0;
3255         int lookahead = 3;
3256         void *object;
3257         struct page *page;
3258
3259         /* Always re-init detached_freelist */
3260         df->page = NULL;
3261
3262         do {
3263                 object = p[--size];
3264                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3265         } while (!object && size);
3266
3267         if (!object)
3268                 return 0;
3269
3270         page = virt_to_head_page(object);
3271         if (!s) {
3272                 /* Handle kalloc'ed objects */
3273                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3274                         free_nonslab_page(page, object);
3275                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3276                         return size;
3277                 }
3278                 /* Derive kmem_cache from object */
3279                 df->s = page->slab_cache;
3280         } else {
3281                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3282         }
3283
3284         if (is_kfence_address(object)) {
3285                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3286                 __kfence_free(object);
3287                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3288                 return size;
3289         }
3290
3291         /* Start new detached freelist */
3292         df->page = page;
3293         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3294         df->tail = object;
3295         df->freelist = object;
3296         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3297         df->cnt = 1;
3298
3299         while (size) {
3300                 object = p[--size];
3301                 if (!object)
3302                         continue; /* Skip processed objects */
3303
3304                 /* df->page is always set at this point */
3305                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3306                         /* Opportunity build freelist */
3307                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3308                         df->freelist = object;
3309                         df->cnt++;
3310                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3311
3312                         continue;
3313                 }
3314
3315                 /* Limit look ahead search */
3316                 if (!--lookahead)
3317                         break;
3318
3319                 if (!first_skipped_index)
3320                         first_skipped_index = size + 1;
3321         }
3322
3323         return first_skipped_index;
3324 }
3325
3326 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3327 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3328 {
3329         if (WARN_ON(!size))
3330                 return;
3331
3332         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3333         do {
3334                 struct detached_freelist df;
3335
3336                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3337                 if (!df.page)
3338                         continue;
3339
3340                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3341         } while (likely(size));
3342 }
3343 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3344
3345 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3346 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3347                           void **p)
3348 {
3349         struct kmem_cache_cpu *c;
3350         int i;
3351         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3352
3353         /* memcg and kmem_cache debug support */
3354         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3355         if (unlikely(!s))
3356                 return false;
3357         /*
3358          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3359          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3360          * handlers invoking normal fastpath.
3361          */
3362         local_irq_disable();
3363         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3364
3365         for (i = 0; i < size; i++) {
3366                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3367
3368                 if (unlikely(object)) {
3369                         p[i] = object;
3370                         continue;
3371                 }
3372
3373                 object = c->freelist;
3374                 if (unlikely(!object)) {
3375                         /*
3376                          * We may have removed an object from c->freelist using
3377                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3378                          * c->tid has not been bumped yet.
3379                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3380                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3381                          */
3382                         c->tid = next_tid(c->tid);
3383
3384                         /*
3385                          * Invoking slow path likely have side-effect
3386                          * of re-populating per CPU c->freelist
3387                          */
3388                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3389                                             _RET_IP_, c);
3390                         if (unlikely(!p[i]))
3391                                 goto error;
3392
3393                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3394                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3395
3396                         continue; /* goto for-loop */
3397                 }
3398                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3399                 p[i] = object;
3400                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3401         }
3402         c->tid = next_tid(c->tid);
3403         local_irq_enable();
3404
3405         /*
3406          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3407          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3408          */
3409         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3410                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3411         return i;
3412 error:
3413         local_irq_enable();
3414         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3415         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3416         return 0;
3417 }
3418 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3419
3420
3421 /*
3422  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3423  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3424  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3425  * another.
3426  *
3427  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3428  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3429  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3430  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3431  * locking overhead.
3432  */
3433
3434 /*
3435  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3436  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3437  * and increases the number of allocations possible without having to
3438  * take the list_lock.
3439  */
3440 static unsigned int slub_min_order;
3441 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3442 static unsigned int slub_min_objects;
3443
3444 /*
3445  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3446  *
3447  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3448  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3449  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3450  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3451  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3452  * would be wasted.
3453  *
3454  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3455  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3456  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3457  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3458  *
3459  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3460  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3461  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3462  * of space in favor of a small page order.
3463  *
3464  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3465  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3466  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3467  * the smallest order which will fit the object.
3468  */
3469 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3470                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3471                 unsigned int fract_leftover)
3472 {
3473         unsigned int min_order = slub_min_order;
3474         unsigned int order;
3475
3476         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3477                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3478
3479         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3480                         order <= max_order; order++) {
3481
3482                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3483                 unsigned int rem;
3484
3485                 rem = slab_size % size;
3486
3487                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3488                         break;
3489         }
3490
3491         return order;
3492 }
3493
3494 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3495 {
3496         unsigned int order;
3497         unsigned int min_objects;
3498         unsigned int max_objects;
3499         unsigned int nr_cpus;
3500
3501         /*
3502          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3503          * works by first attempting to generate a layout with
3504          * the best configuration and backing off gradually.
3505          *
3506          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3507          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3508          */
3509         min_objects = slub_min_objects;
3510         if (!min_objects) {
3511                 /*
3512                  * Some architectures will only update present cpus when
3513                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3514                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3515                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3516                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3517                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3518                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3519                  */
3520                 nr_cpus = num_present_cpus();
3521                 if (nr_cpus <= 1)
3522                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3523                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3524         }
3525         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3526         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3527
3528         while (min_objects > 1) {
3529                 unsigned int fraction;
3530
3531                 fraction = 16;
3532                 while (fraction >= 4) {
3533                         order = slab_order(size, min_objects,
3534                                         slub_max_order, fraction);
3535                         if (order <= slub_max_order)
3536                                 return order;
3537                         fraction /= 2;
3538                 }
3539                 min_objects--;
3540         }
3541
3542         /*
3543          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3544          * lets see if we can place a single object there.
3545          */
3546         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3547         if (order <= slub_max_order)
3548                 return order;
3549
3550         /*
3551          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3552          */
3553         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3554         if (order < MAX_ORDER)
3555                 return order;
3556         return -ENOSYS;
3557 }
3558
3559 static void
3560 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3561 {
3562         n->nr_partial = 0;
3563         spin_lock_init(&n->list_lock);
3564         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3565 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3566         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3567         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3568         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3569 #endif
3570 }
3571
3572 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3573 {
3574         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3575                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3576
3577         /*
3578          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3579          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3580          */
3581         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3582                                      2 * sizeof(void *));
3583
3584         if (!s->cpu_slab)
3585                 return 0;
3586
3587         init_kmem_cache_cpus(s);
3588
3589         return 1;
3590 }
3591
3592 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3593
3594 /*
3595  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3596  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3597  * possible.
3598  *
3599  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3600  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3601  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3602  */
3603 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3604 {
3605         struct page *page;
3606         struct kmem_cache_node *n;
3607
3608         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3609
3610         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3611
3612         BUG_ON(!page);
3613         if (page_to_nid(page) != node) {
3614                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3615                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3616         }
3617
3618         n = page->freelist;
3619         BUG_ON(!n);
3620 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3621         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3622         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3623 #endif
3624         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3625         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3626         page->inuse = 1;
3627         page->frozen = 0;
3628         kmem_cache_node->node[node] = n;
3629         init_kmem_cache_node(n);
3630         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3631
3632         /*
3633          * No locks need to be taken here as it has just been
3634          * initialized and there is no concurrent access.
3635          */
3636         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3637 }
3638
3639 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3640 {
3641         int node;
3642         struct kmem_cache_node *n;
3643
3644         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3645                 s->node[node] = NULL;
3646                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3647         }
3648 }
3649
3650 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3651 {
3652         cache_random_seq_destroy(s);
3653         free_percpu(s->cpu_slab);
3654         free_kmem_cache_nodes(s);
3655 }
3656
3657 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3658 {
3659         int node;
3660
3661         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3662                 struct kmem_cache_node *n;
3663
3664                 if (slab_state == DOWN) {
3665                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3666                         continue;
3667                 }
3668                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3669                                                 GFP_KERNEL, node);
3670
3671                 if (!n) {
3672                         free_kmem_cache_nodes(s);
3673                         return 0;
3674                 }
3675
3676                 init_kmem_cache_node(n);
3677                 s->node[node] = n;
3678         }
3679         return 1;
3680 }
3681
3682 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3683 {
3684         if (min < MIN_PARTIAL)
3685                 min = MIN_PARTIAL;
3686         else if (min > MAX_PARTIAL)
3687                 min = MAX_PARTIAL;
3688         s->min_partial = min;
3689 }
3690
3691 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3692 {
3693 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3694         /*
3695          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3696          * per cpu partial lists of a processor.
3697          *
3698          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3699          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3700          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3701          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3702          *
3703          * This setting also determines
3704          *
3705          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3706          *    per node list when we reach the limit.
3707          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3708          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3709          *    50% to keep some capacity around for frees.
3710          */
3711         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3712                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3713         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3714                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3715         else if (s->size >= 1024)
3716                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3717         else if (s->size >= 256)
3718                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3719         else
3720                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3721 #endif
3722 }
3723
3724 /*
3725  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3726  * a slab object.
3727  */
3728 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3729 {
3730         slab_flags_t flags = s->flags;
3731         unsigned int size = s->object_size;
3732         unsigned int order;
3733
3734         /*
3735          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3736          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3737          * the possible location of the free pointer.
3738          */
3739         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3740
3741 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3742         /*
3743          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3744          * the slab may touch the object after free or before allocation
3745          * then we should never poison the object itself.
3746          */
3747         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3748                         !s->ctor)
3749                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3750         else
3751                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3752
3753
3754         /*
3755          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3756          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3757          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3758          */
3759         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3760                 size += sizeof(void *);
3761 #endif
3762
3763         /*
3764          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3765          * by the object and redzoning.
3766          */
3767         s->inuse = size;
3768
3769         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3770             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3771             s->ctor) {
3772                 /*
3773                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3774                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3775                  * kmem_cache_free.
3776                  *
3777                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3778                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3779                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3780                  *
3781                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3782                  * pointer is outside of the object is used in the
3783                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3784                  * longer true, the function needs to be modified.
3785                  */
3786                 s->offset = size;
3787                 size += sizeof(void *);
3788         } else {
3789                 /*
3790                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3791                  * it away from the edges of the object to avoid small
3792                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3793                  */
3794                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3795         }
3796
3797 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3798         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3799                 /*
3800                  * Need to store information about allocs and frees after
3801                  * the object.
3802                  */
3803                 size += 2 * sizeof(struct track);
3804 #endif
3805
3806         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3807 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3808         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3809                 /*
3810                  * Add some empty padding so that we can catch
3811                  * overwrites from earlier objects rather than let
3812                  * tracking information or the free pointer be
3813                  * corrupted if a user writes before the start
3814                  * of the object.
3815                  */
3816                 size += sizeof(void *);
3817
3818                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3819                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3820                 size += s->red_left_pad;
3821         }
3822 #endif
3823
3824         /*
3825          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3826          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3827          * each object to conform to the alignment.
3828          */
3829         size = ALIGN(size, s->align);
3830         s->size = size;
3831         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3832         if (forced_order >= 0)
3833                 order = forced_order;
3834         else
3835                 order = calculate_order(size);
3836
3837         if ((int)order < 0)
3838                 return 0;
3839
3840         s->allocflags = 0;
3841         if (order)
3842                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3843
3844         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3845                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3846
3847         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3848                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3849
3850         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3851                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3852
3853         /*
3854          * Determine the number of objects per slab
3855          */
3856         s->oo = oo_make(order, size);
3857         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3858         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3859                 s->max = s->oo;
3860
3861         return !!oo_objects(s->oo);
3862 }
3863
3864 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3865 {
3866         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3867 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3868         s->random = get_random_long();
3869 #endif
3870
3871         if (!calculate_sizes(s, -1))
3872                 goto error;
3873         if (disable_higher_order_debug) {
3874                 /*
3875                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3876                  * order increased.
3877                  */
3878                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3879                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3880                         s->offset = 0;
3881                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3882                                 goto error;
3883                 }
3884         }
3885
3886 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3887     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3888         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3889                 /* Enable fast mode */
3890                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3891 #endif
3892
3893         /*
3894          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3895          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3896          */
3897         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3898
3899         set_cpu_partial(s);
3900
3901 #ifdef CONFIG_NUMA
3902         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3903 #endif
3904
3905         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3906         if (slab_state >= UP) {
3907                 if (init_cache_random_seq(s))
3908                         goto error;
3909         }
3910
3911         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3912                 goto error;
3913
3914         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3915                 return 0;
3916
3917         free_kmem_cache_nodes(s);
3918 error:
3919         return -EINVAL;
3920 }
3921
3922 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3923                               const char *text)
3924 {
3925 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3926         void *addr = page_address(page);
3927         unsigned long *map;
3928         void *p;
3929
3930         slab_err(s, page, text, s->name);
3931         slab_lock(page);
3932
3933         map = get_map(s, page);
3934         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3935
3936                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3937                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3938                         print_tracking(s, p);
3939                 }
3940         }
3941         put_map(map);
3942         slab_unlock(page);
3943 #endif
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3948  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3949  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3950  */
3951 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3952 {
3953         LIST_HEAD(discard);
3954         struct page *page, *h;
3955
3956         BUG_ON(irqs_disabled());
3957         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3958         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3959                 if (!page->inuse) {
3960                         remove_partial(n, page);
3961                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3962                 } else {
3963                         list_slab_objects(s, page,
3964                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3965                 }
3966         }
3967         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3968
3969         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3970                 discard_slab(s, page);
3971 }
3972
3973 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3974 {
3975         int node;
3976         struct kmem_cache_node *n;
3977
3978         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3979                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3980                         return false;
3981         return true;
3982 }
3983
3984 /*
3985  * Release all resources used by a slab cache.
3986  */
3987 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3988 {
3989         int node;
3990         struct kmem_cache_node *n;
3991
3992         flush_all(s);
3993         /* Attempt to free all objects */
3994         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3995                 free_partial(s, n);
3996                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3997                         return 1;
3998         }
3999         return 0;
4000 }
4001
4002 #ifdef CONFIG_PRINTK
4003 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4004 {
4005         void *base;
4006         int __maybe_unused i;
4007         unsigned int objnr;
4008         void *objp;
4009         void *objp0;
4010         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4011         struct track __maybe_unused *trackp;
4012
4013         kpp->kp_ptr = object;
4014         kpp->kp_page = page;
4015         kpp->kp_slab_cache = s;
4016         base = page_address(page);
4017         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4018 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4019         objp = restore_red_left(s, objp0);
4020 #else
4021         objp = objp0;
4022 #endif
4023         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4024         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4025         objp = base + s->size * objnr;
4026         kpp->kp_objp = objp;
4027         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4028             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4029                 return;
4030 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4031         objp = fixup_red_left(s, objp);
4032         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4033         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4034 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4035         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4036                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4037                 if (!kpp->kp_stack[i])
4038                         break;
4039         }
4040
4041         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4042         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4043                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4044                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4045                         break;
4046         }
4047 #endif
4048 #endif
4049 }
4050 #endif
4051
4052 /********************************************************************
4053  *              Kmalloc subsystem
4054  *******************************************************************/
4055
4056 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4057 {
4058         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4059
4060         return 1;
4061 }
4062
4063 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4064
4065 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4066 {
4067         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4068         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4069
4070         return 1;
4071 }
4072
4073 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4074
4075 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4076 {
4077         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4078
4079         return 1;
4080 }
4081
4082 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4083
4084 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4085 {
4086         struct kmem_cache *s;
4087         void *ret;
4088
4089         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4090                 return kmalloc_large(size, flags);
4091
4092         s = kmalloc_slab(size, flags);
4093
4094         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4095                 return s;
4096
4097         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4098
4099         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4100
4101         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4102
4103         return ret;
4104 }
4105 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4106
4107 #ifdef CONFIG_NUMA
4108 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4109 {
4110         struct page *page;
4111         void *ptr = NULL;
4112         unsigned int order = get_order(size);
4113
4114         flags |= __GFP_COMP;
4115         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4116         if (page) {
4117                 ptr = page_address(page);
4118                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4119                                       PAGE_SIZE << order);
4120         }
4121
4122         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4123 }
4124
4125 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4126 {
4127         struct kmem_cache *s;
4128         void *ret;
4129
4130         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4131                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4132
4133                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4134                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4135                                    flags, node);
4136
4137                 return ret;
4138         }
4139
4140         s = kmalloc_slab(size, flags);
4141
4142         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4143                 return s;
4144
4145         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4146
4147         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4148
4149         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4150
4151         return ret;
4152 }
4153 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4154 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4155
4156 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4157 /*
4158  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4159  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4160  * cache's usercopy region.
4161  *
4162  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4163  * to indicate an error.
4164  */
4165 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4166                          bool to_user)
4167 {
4168         struct kmem_cache *s;
4169         unsigned int offset;
4170         size_t object_size;
4171         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4172
4173         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4174
4175         /* Find object and usable object size. */
4176         s = page->slab_cache;
4177
4178         /* Reject impossible pointers. */
4179         if (ptr < page_address(page))
4180                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4181                                to_user, 0, n);
4182
4183         /* Find offset within object. */
4184         if (is_kfence)
4185                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4186         else
4187                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4188
4189         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4190         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4191                 if (offset < s->red_left_pad)
4192                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4193                                        s->name, to_user, offset, n);
4194                 offset -= s->red_left_pad;
4195         }
4196
4197         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4198         if (offset >= s->useroffset &&
4199             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4200             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4201                 return;
4202
4203         /*
4204          * If the copy is still within the allocated object, produce
4205          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4206          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4207          * whitelists.
4208          */
4209         object_size = slab_ksize(s);
4210         if (usercopy_fallback &&
4211             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4212                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4213                 return;
4214         }
4215
4216         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4217 }
4218 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4219
4220 size_t __ksize(const void *object)
4221 {
4222         struct page *page;
4223
4224         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4225                 return 0;
4226
4227         page = virt_to_head_page(object);
4228
4229         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4230                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4231                 return page_size(page);
4232         }
4233
4234         return slab_ksize(page->slab_cache);
4235 }
4236 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4237
4238 void kfree(const void *x)
4239 {
4240         struct page *page;
4241         void *object = (void *)x;
4242
4243         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4244
4245         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4246                 return;
4247
4248         page = virt_to_head_page(x);
4249         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4250                 free_nonslab_page(page, object);
4251                 return;
4252         }
4253         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4254 }
4255 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4256
4257 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4258
4259 /*
4260  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4261  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4262  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4263  *
4264  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4265  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4266  * are freed in them.
4267  */
4268 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4269 {
4270         int node;
4271         int i;
4272         struct kmem_cache_node *n;
4273         struct page *page;
4274         struct page *t;
4275         struct list_head discard;
4276         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4277         unsigned long flags;
4278         int ret = 0;
4279
4280         flush_all(s);
4281         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4282                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4283                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4284                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4285
4286                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4287
4288                 /*
4289                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4290                  *
4291                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4292                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4293                  */
4294                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4295                         int free = page->objects - page->inuse;
4296
4297                         /* Do not reread page->inuse */
4298                         barrier();
4299
4300                         /* We do not keep full slabs on the list */
4301                         BUG_ON(free <= 0);
4302
4303                         if (free == page->objects) {
4304                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4305                                 n->nr_partial--;
4306                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4307                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4308                 }
4309
4310                 /*
4311                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4312                  * partial list.
4313                  */
4314                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4315                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4316
4317                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4318
4319                 /* Release empty slabs */
4320                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4321                         discard_slab(s, page);
4322
4323                 if (slabs_node(s, node))
4324                         ret = 1;
4325         }
4326
4327         return ret;
4328 }
4329
4330 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4331 {
4332         struct kmem_cache *s;
4333
4334         mutex_lock(&slab_mutex);
4335         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4336                 __kmem_cache_shrink(s);
4337         mutex_unlock(&slab_mutex);
4338
4339         return 0;
4340 }
4341
4342 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4343 {
4344         struct memory_notify *marg = arg;
4345         int offline_node;
4346
4347         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4348
4349         /*
4350          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4351          * for it yet.
4352          */
4353         if (offline_node < 0)
4354                 return;
4355
4356         mutex_lock(&slab_mutex);
4357         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4358         /*
4359          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4360          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4361          * slab_mutex.
4362          */
4363         mutex_unlock(&slab_mutex);
4364 }
4365
4366 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4367 {
4368         struct kmem_cache_node *n;
4369         struct kmem_cache *s;
4370         struct memory_notify *marg = arg;
4371         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4372         int ret = 0;
4373
4374         /*
4375          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4376          * already created. Nothing to do.
4377          */
4378         if (nid < 0)
4379                 return 0;
4380
4381         /*
4382          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4383          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4384          * online.
4385          */
4386         mutex_lock(&slab_mutex);
4387         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4388                 /*
4389                  * The structure may already exist if the node was previously
4390                  * onlined and offlined.
4391                  */
4392                 if (get_node(s, nid))
4393                         continue;
4394                 /*
4395                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4396                  *      since memory is not yet available from the node that
4397                  *      is brought up.
4398                  */
4399                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4400                 if (!n) {
4401                         ret = -ENOMEM;
4402                         goto out;
4403                 }
4404                 init_kmem_cache_node(n);
4405                 s->node[nid] = n;
4406         }
4407         /*
4408          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4409          * initialized for the new node.
4410          */
4411         node_set(nid, slab_nodes);
4412 out:
4413         mutex_unlock(&slab_mutex);
4414         return ret;
4415 }
4416
4417 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4418                                 unsigned long action, void *arg)
4419 {
4420         int ret = 0;
4421
4422         switch (action) {
4423         case MEM_GOING_ONLINE:
4424                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4425                 break;
4426         case MEM_GOING_OFFLINE:
4427                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4428                 break;
4429         case MEM_OFFLINE:
4430         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4431                 slab_mem_offline_callback(arg);
4432                 break;
4433         case MEM_ONLINE:
4434         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4435                 break;
4436         }
4437         if (ret)
4438                 ret = notifier_from_errno(ret);
4439         else
4440                 ret = NOTIFY_OK;
4441         return ret;
4442 }
4443
4444 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4445         .notifier_call = slab_memory_callback,
4446         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4447 };
4448
4449 /********************************************************************
4450  *                      Basic setup of slabs
4451  *******************************************************************/
4452
4453 /*
4454  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4455  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4456  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4457  */
4458
4459 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4460 {
4461         int node;
4462         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4463         struct kmem_cache_node *n;
4464
4465         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4466
4467         /*
4468          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4469          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4470          * IPIs around.
4471          */
4472         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4473         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4474                 struct page *p;
4475
4476                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4477                         p->slab_cache = s;
4478
4479 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4480                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4481                         p->slab_cache = s;
4482 #endif
4483         }
4484         list_add(&s->list, &slab_caches);
4485         return s;
4486 }
4487
4488 void __init kmem_cache_init(void)
4489 {
4490         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4491                 boot_kmem_cache_node;
4492         int node;
4493
4494         if (debug_guardpage_minorder())
4495                 slub_max_order = 0;
4496
4497         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4498         if (__slub_debug_enabled())
4499                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4500
4501         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4502         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4503
4504         /*
4505          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4506          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4507          */
4508         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4509                 node_set(node, slab_nodes);
4510
4511         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4512                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4513
4514         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4515
4516         /* Able to allocate the per node structures */
4517         slab_state = PARTIAL;
4518
4519         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4520                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4521                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4522                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4523
4524         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4525         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4526
4527         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4528         setup_kmalloc_cache_index_table();
4529         create_kmalloc_caches(0);
4530
4531         /* Setup random freelists for each cache */
4532         init_freelist_randomization();
4533
4534         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4535                                   slub_cpu_dead);
4536
4537         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4538                 cache_line_size(),
4539                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4540                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4541 }
4542
4543 void __init kmem_cache_init_late(void)
4544 {
4545 }
4546
4547 struct kmem_cache *
4548 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4549                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4550 {
4551         struct kmem_cache *s;
4552
4553         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4554         if (s) {
4555                 s->refcount++;
4556
4557                 /*
4558                  * Adjust the object sizes so that we clear
4559                  * the complete object on kzalloc.
4560                  */
4561                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4562                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4563
4564                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4565                         s->refcount--;
4566                         s = NULL;
4567                 }
4568         }
4569
4570         return s;
4571 }
4572
4573 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4574 {
4575         int err;
4576
4577         err = kmem_cache_open(s, flags);
4578         if (err)
4579                 return err;
4580
4581         /* Mutex is not taken during early boot */
4582         if (slab_state <= UP)
4583                 return 0;
4584
4585         err = sysfs_slab_add(s);
4586         if (err)
4587                 __kmem_cache_release(s);
4588
4589         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4590                 debugfs_slab_add(s);
4591
4592         return err;
4593 }
4594
4595 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4596 {
4597         struct kmem_cache *s;
4598         void *ret;
4599
4600         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4601                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4602
4603         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4604
4605         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4606                 return s;
4607
4608         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4609
4610         /* Honor the call site pointer we received. */
4611         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4612
4613         return ret;
4614 }
4615 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4616
4617 #ifdef CONFIG_NUMA
4618 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4619                                         int node, unsigned long caller)
4620 {
4621         struct kmem_cache *s;
4622         void *ret;
4623
4624         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4625                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4626
4627                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4628                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4629                                    gfpflags, node);
4630
4631                 return ret;
4632         }
4633
4634         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4635
4636         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4637                 return s;
4638
4639         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4640
4641         /* Honor the call site pointer we received. */
4642         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4643
4644         return ret;
4645 }
4646 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4647 #endif
4648
4649 #ifdef CONFIG_SYSFS
4650 static int count_inuse(struct page *page)
4651 {
4652         return page->inuse;
4653 }
4654
4655 static int count_total(struct page *page)
4656 {
4657         return page->objects;
4658 }
4659 #endif
4660
4661 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4662 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4663                           unsigned long *obj_map)
4664 {
4665         void *p;
4666         void *addr = page_address(page);
4667
4668         slab_lock(page);
4669
4670         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4671                 goto unlock;
4672
4673         /* Now we know that a valid freelist exists */
4674         __fill_map(obj_map, s, page);
4675         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4676                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4677                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4678
4679                 if (!check_object(s, page, p, val))
4680                         break;
4681         }
4682 unlock:
4683         slab_unlock(page);
4684 }
4685
4686 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4687                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
4688 {
4689         unsigned long count = 0;
4690         struct page *page;
4691         unsigned long flags;
4692
4693         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4694
4695         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4696                 validate_slab(s, page, obj_map);
4697                 count++;
4698         }
4699         if (count != n->nr_partial) {
4700                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4701                        s->name, count, n->nr_partial);
4702                 slab_add_kunit_errors();
4703         }
4704
4705         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4706                 goto out;
4707
4708         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4709                 validate_slab(s, page, obj_map);
4710                 count++;
4711         }
4712         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4713                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4714                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4715                 slab_add_kunit_errors();
4716         }
4717
4718 out:
4719         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4720         return count;
4721 }
4722
4723 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4724 {
4725         int node;
4726         unsigned long count = 0;
4727         struct kmem_cache_node *n;
4728         unsigned long *obj_map;
4729
4730         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
4731         if (!obj_map)
4732                 return -ENOMEM;
4733
4734         flush_all(s);
4735         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4736                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
4737
4738         bitmap_free(obj_map);
4739
4740         return count;
4741 }
4742 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4743
4744 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4745 /*
4746  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4747  * and freed.
4748  */
4749
4750 struct location {
4751         unsigned long count;
4752         unsigned long addr;
4753         long long sum_time;
4754         long min_time;
4755         long max_time;
4756         long min_pid;
4757         long max_pid;
4758         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4759         nodemask_t nodes;
4760 };
4761
4762 struct loc_track {
4763         unsigned long max;
4764         unsigned long count;
4765         struct location *loc;
4766 };
4767
4768 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4769
4770 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4771 {
4772         if (t->max)
4773                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4774                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4775 }
4776
4777 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4778 {
4779         struct location *l;
4780         int order;
4781
4782         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4783
4784         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4785         if (!l)
4786                 return 0;
4787
4788         if (t->count) {
4789                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4790                 free_loc_track(t);
4791         }
4792         t->max = max;
4793         t->loc = l;
4794         return 1;
4795 }
4796
4797 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4798                                 const struct track *track)
4799 {
4800         long start, end, pos;
4801         struct location *l;
4802         unsigned long caddr;
4803         unsigned long age = jiffies - track->when;
4804
4805         start = -1;
4806         end = t->count;
4807
4808         for ( ; ; ) {
4809                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4810
4811                 /*
4812                  * There is nothing at "end". If we end up there
4813                  * we need to add something to before end.
4814                  */
4815                 if (pos == end)
4816                         break;
4817
4818                 caddr = t->loc[pos].addr;
4819                 if (track->addr == caddr) {
4820
4821                         l = &t->loc[pos];
4822                         l->count++;
4823                         if (track->when) {
4824                                 l->sum_time += age;
4825                                 if (age < l->min_time)
4826                                         l->min_time = age;
4827                                 if (age > l->max_time)
4828                                         l->max_time = age;
4829
4830                                 if (track->pid < l->min_pid)
4831                                         l->min_pid = track->pid;
4832                                 if (track->pid > l->max_pid)
4833                                         l->max_pid = track->pid;
4834
4835                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4836                                                 to_cpumask(l->cpus));
4837                         }
4838                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4839                         return 1;
4840                 }
4841
4842                 if (track->addr < caddr)
4843                         end = pos;
4844                 else
4845                         start = pos;
4846         }
4847
4848         /*
4849          * Not found. Insert new tracking element.
4850          */
4851         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4852                 return 0;
4853
4854         l = t->loc + pos;
4855         if (pos < t->count)
4856                 memmove(l + 1, l,
4857                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4858         t->count++;
4859         l->count = 1;
4860         l->addr = track->addr;
4861         l->sum_time = age;
4862         l->min_time = age;
4863         l->max_time = age;
4864         l->min_pid = track->pid;
4865         l->max_pid = track->pid;
4866         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4867         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4868         nodes_clear(l->nodes);
4869         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4870         return 1;
4871 }
4872
4873 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4874                 struct page *page, enum track_item alloc,
4875                 unsigned long *obj_map)
4876 {
4877         void *addr = page_address(page);
4878         void *p;
4879
4880         __fill_map(obj_map, s, page);
4881
4882         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4883                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
4884                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4885 }
4886 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4887 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4888
4889 #ifdef CONFIG_SYSFS
4890 enum slab_stat_type {
4891         SL_ALL,                 /* All slabs */
4892         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4893         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4894         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4895         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4896 };
4897
4898 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4899 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4900 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4901 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4902 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4903
4904 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4905                                  char *buf, unsigned long flags)
4906 {
4907         unsigned long total = 0;
4908         int node;
4909         int x;
4910         unsigned long *nodes;
4911         int len = 0;
4912
4913         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4914         if (!nodes)
4915                 return -ENOMEM;
4916
4917         if (flags & SO_CPU) {
4918                 int cpu;
4919
4920                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4921                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4922                                                                cpu);
4923                         int node;
4924                         struct page *page;
4925
4926                         page = READ_ONCE(c->page);
4927                         if (!page)
4928                                 continue;
4929
4930                         node = page_to_nid(page);
4931                         if (flags & SO_TOTAL)
4932                                 x = page->objects;
4933                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4934                                 x = page->inuse;
4935                         else
4936                                 x = 1;
4937
4938                         total += x;
4939                         nodes[node] += x;
4940
4941                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4942                         if (page) {
4943                                 node = page_to_nid(page);
4944                                 if (flags & SO_TOTAL)
4945                                         WARN_ON_ONCE(1);
4946                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4947                                         WARN_ON_ONCE(1);
4948                                 else
4949                                         x = page->pages;
4950                                 total += x;
4951                                 nodes[node] += x;
4952                         }
4953                 }
4954         }
4955
4956         /*
4957          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4958          * already held which will conflict with an existing lock order:
4959          *
4960          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4961          *
4962          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4963          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4964          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4965          */
4966
4967 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4968         if (flags & SO_ALL) {
4969                 struct kmem_cache_node *n;
4970
4971                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4972
4973                         if (flags & SO_TOTAL)
4974                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4975                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4976                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4977                                         count_partial(n, count_free);
4978                         else
4979                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4980                         total += x;
4981                         nodes[node] += x;
4982                 }
4983
4984         } else
4985 #endif
4986         if (flags & SO_PARTIAL) {
4987                 struct kmem_cache_node *n;
4988
4989                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4990                         if (flags & SO_TOTAL)
4991                                 x = count_partial(n, count_total);
4992                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4993                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4994                         else
4995                                 x = n->nr_partial;
4996                         total += x;
4997                         nodes[node] += x;
4998                 }
4999         }
5000
5001         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5002 #ifdef CONFIG_NUMA
5003         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5004                 if (nodes[node])
5005                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5006                                              node, nodes[node]);
5007         }
5008 #endif
5009         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5010         kfree(nodes);
5011
5012         return len;
5013 }
5014
5015 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5016 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5017
5018 struct slab_attribute {
5019         struct attribute attr;
5020         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5021         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5022 };
5023
5024 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5025         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5026         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5027
5028 #define SLAB_ATTR(_name) \
5029         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5030         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5031
5032 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5033 {
5034         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5035 }
5036 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5037
5038 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5039 {
5040         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5041 }
5042 SLAB_ATTR_RO(align);
5043
5044 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5045 {
5046         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5047 }
5048 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5049
5050 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5051 {
5052         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5053 }
5054 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5055
5056 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5057 {
5058         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5059 }
5060 SLAB_ATTR_RO(order);
5061
5062 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5063 {
5064         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5065 }
5066
5067 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5068                                  size_t length)
5069 {
5070         unsigned long min;
5071         int err;
5072
5073         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5074         if (err)
5075                 return err;
5076
5077         set_min_partial(s, min);
5078         return length;
5079 }
5080 SLAB_ATTR(min_partial);
5081
5082 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5083 {
5084         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5085 }
5086
5087 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5088                                  size_t length)
5089 {
5090         unsigned int objects;
5091         int err;
5092
5093         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5094         if (err)
5095                 return err;
5096         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5097                 return -EINVAL;
5098
5099         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5100         flush_all(s);
5101         return length;
5102 }
5103 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5104
5105 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5106 {
5107         if (!s->ctor)
5108                 return 0;
5109         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5110 }
5111 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5112
5113 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5114 {
5115         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5116 }
5117 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5118
5119 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5120 {
5121         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5122 }
5123 SLAB_ATTR_RO(partial);
5124
5125 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5126 {
5127         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5128 }
5129 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5130
5131 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5132 {
5133         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5134 }
5135 SLAB_ATTR_RO(objects);
5136
5137 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5138 {
5139         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5140 }
5141 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5142
5143 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5144 {
5145         int objects = 0;
5146         int pages = 0;
5147         int cpu;
5148         int len = 0;
5149
5150         for_each_online_cpu(cpu) {
5151                 struct page *page;
5152
5153                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5154
5155                 if (page) {
5156                         pages += page->pages;
5157                         objects += page->pobjects;
5158                 }
5159         }
5160
5161         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5162
5163 #ifdef CONFIG_SMP
5164         for_each_online_cpu(cpu) {
5165                 struct page *page;
5166
5167                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5168                 if (page)
5169                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5170                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5171         }
5172 #endif
5173         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5174
5175         return len;
5176 }
5177 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5178
5179 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5180 {
5181         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5182 }
5183 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5184
5185 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5186 {
5187         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5188 }
5189 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5190
5191 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5192 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5193 {
5194         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5195 }
5196 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5197 #endif
5198
5199 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5200 {
5201         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5202 }
5203 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5204
5205 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5206 {
5207         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5208 }
5209 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5210
5211 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5212 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5215 }
5216 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5217
5218 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5219 {
5220         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5221 }
5222 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5223
5224 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5225 {
5226         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5227 }
5228 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5229
5230 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5231 {
5232         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5233 }
5234 SLAB_ATTR_RO(trace);
5235
5236 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5237 {
5238         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5239 }
5240
5241 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5242
5243 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5244 {
5245         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5246 }
5247
5248 SLAB_ATTR_RO(poison);
5249
5250 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5251 {
5252         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5253 }
5254
5255 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5256
5257 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5258 {
5259         return 0;
5260 }
5261
5262 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5263                         const char *buf, size_t length)
5264 {
5265         int ret = -EINVAL;
5266
5267         if (buf[0] == '1') {
5268                 ret = validate_slab_cache(s);
5269                 if (ret >= 0)
5270                         ret = length;
5271         }
5272         return ret;
5273 }
5274 SLAB_ATTR(validate);
5275
5276 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5277
5278 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5279 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5282 }
5283 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5284 #endif
5285
5286 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5287 {
5288         return 0;
5289 }
5290
5291 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5292                         const char *buf, size_t length)
5293 {
5294         if (buf[0] == '1')
5295                 kmem_cache_shrink(s);
5296         else
5297                 return -EINVAL;
5298         return length;
5299 }
5300 SLAB_ATTR(shrink);
5301
5302 #ifdef CONFIG_NUMA
5303 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5304 {
5305         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5306 }
5307
5308 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5309                                 const char *buf, size_t length)
5310 {
5311         unsigned int ratio;
5312         int err;
5313
5314         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5315         if (err)
5316                 return err;
5317         if (ratio > 100)
5318                 return -ERANGE;
5319
5320         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5321
5322         return length;
5323 }
5324 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5325 #endif
5326
5327 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5328 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5329 {
5330         unsigned long sum  = 0;
5331         int cpu;
5332         int len = 0;
5333         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5334
5335         if (!data)
5336                 return -ENOMEM;
5337
5338         for_each_online_cpu(cpu) {
5339                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5340
5341                 data[cpu] = x;
5342                 sum += x;
5343         }
5344
5345         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5346
5347 #ifdef CONFIG_SMP
5348         for_each_online_cpu(cpu) {
5349                 if (data[cpu])
5350                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5351                                              cpu, data[cpu]);
5352         }
5353 #endif
5354         kfree(data);
5355         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5356
5357         return len;
5358 }
5359
5360 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5361 {
5362         int cpu;
5363
5364         for_each_online_cpu(cpu)
5365                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5366 }
5367
5368 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5369 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5370 {                                                               \
5371         return show_stat(s, buf, si);                           \
5372 }                                                               \
5373 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5374                                 const char *buf, size_t length) \
5375 {                                                               \
5376         if (buf[0] != '0')                                      \
5377                 return -EINVAL;                                 \
5378         clear_stat(s, si);                                      \
5379         return length;                                          \
5380 }                                                               \
5381 SLAB_ATTR(text);                                                \
5382
5383 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5384 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5385 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5386 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5387 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5388 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5389 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5390 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5391 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5392 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5394 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5395 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5396 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5397 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5398 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5399 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5402 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5403 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5404 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5405 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5406 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5407 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5408 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5409 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5410
5411 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5412         &slab_size_attr.attr,
5413         &object_size_attr.attr,
5414         &objs_per_slab_attr.attr,
5415         &order_attr.attr,
5416         &min_partial_attr.attr,
5417         &cpu_partial_attr.attr,
5418         &objects_attr.attr,
5419         &objects_partial_attr.attr,
5420         &partial_attr.attr,
5421         &cpu_slabs_attr.attr,
5422         &ctor_attr.attr,
5423         &aliases_attr.attr,
5424         &align_attr.attr,
5425         &hwcache_align_attr.attr,
5426         &reclaim_account_attr.attr,
5427         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5428         &shrink_attr.attr,
5429         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5430 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5431         &total_objects_attr.attr,
5432         &slabs_attr.attr,
5433         &sanity_checks_attr.attr,
5434         &trace_attr.attr,
5435         &red_zone_attr.attr,
5436         &poison_attr.attr,
5437         &store_user_attr.attr,
5438         &validate_attr.attr,
5439 #endif
5440 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5441         &cache_dma_attr.attr,
5442 #endif
5443 #ifdef CONFIG_NUMA
5444         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5445 #endif
5446 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5447         &alloc_fastpath_attr.attr,
5448         &alloc_slowpath_attr.attr,
5449         &free_fastpath_attr.attr,
5450         &free_slowpath_attr.attr,
5451         &free_frozen_attr.attr,
5452         &free_add_partial_attr.attr,
5453         &free_remove_partial_attr.attr,
5454         &alloc_from_partial_attr.attr,
5455         &alloc_slab_attr.attr,
5456         &alloc_refill_attr.attr,
5457         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5458         &free_slab_attr.attr,
5459         &cpuslab_flush_attr.attr,
5460         &deactivate_full_attr.attr,
5461         &deactivate_empty_attr.attr,
5462         &deactivate_to_head_attr.attr,
5463         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5464         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5465         &deactivate_bypass_attr.attr,
5466         &order_fallback_attr.attr,
5467         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5468         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5469         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5470         &cpu_partial_free_attr.attr,
5471         &cpu_partial_node_attr.attr,
5472         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5473 #endif
5474 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5475         &failslab_attr.attr,
5476 #endif
5477         &usersize_attr.attr,
5478
5479         NULL
5480 };
5481
5482 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5483         .attrs = slab_attrs,
5484 };
5485
5486 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5487                                 struct attribute *attr,
5488                                 char *buf)
5489 {
5490         struct slab_attribute *attribute;
5491         struct kmem_cache *s;
5492         int err;
5493
5494         attribute = to_slab_attr(attr);
5495         s = to_slab(kobj);
5496
5497         if (!attribute->show)
5498                 return -EIO;
5499
5500         err = attribute->show(s, buf);
5501
5502         return err;
5503 }
5504
5505 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5506                                 struct attribute *attr,
5507                                 const char *buf, size_t len)
5508 {
5509         struct slab_attribute *attribute;
5510         struct kmem_cache *s;
5511         int err;
5512
5513         attribute = to_slab_attr(attr);
5514         s = to_slab(kobj);
5515
5516         if (!attribute->store)
5517                 return -EIO;
5518
5519         err = attribute->store(s, buf, len);
5520         return err;
5521 }
5522
5523 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5524 {
5525         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5526 }
5527
5528 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5529         .show = slab_attr_show,
5530         .store = slab_attr_store,
5531 };
5532
5533 static struct kobj_type slab_ktype = {
5534         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5535         .release = kmem_cache_release,
5536 };
5537
5538 static struct kset *slab_kset;
5539
5540 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5541 {
5542         return slab_kset;
5543 }
5544
5545 #define ID_STR_LENGTH 64
5546
5547 /* Create a unique string id for a slab cache:
5548  *
5549  * Format       :[flags-]size
5550  */
5551 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5552 {
5553         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5554         char *p = name;
5555
5556         BUG_ON(!name);
5557
5558         *p++ = ':';
5559         /*
5560          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5561          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5562          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5563          * are matched during merging to guarantee that the id is
5564          * unique.
5565          */
5566         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5567                 *p++ = 'd';
5568         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5569                 *p++ = 'D';
5570         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5571                 *p++ = 'a';
5572         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5573                 *p++ = 'F';
5574         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5575                 *p++ = 'A';
5576         if (p != name + 1)
5577                 *p++ = '-';
5578         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5579
5580         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5581         return name;
5582 }
5583
5584 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5585 {
5586         int err;
5587         const char *name;
5588         struct kset *kset = cache_kset(s);
5589         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5590
5591         if (!kset) {
5592                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5593                 return 0;
5594         }
5595
5596         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5597                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5598                 unmergeable = 1;
5599
5600         if (unmergeable) {
5601                 /*
5602                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5603                  * This is typically the case for debug situations. In that
5604                  * case we can catch duplicate names easily.
5605                  */
5606                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5607                 name = s->name;
5608         } else {
5609                 /*
5610                  * Create a unique name for the slab as a target
5611                  * for the symlinks.
5612                  */
5613                 name = create_unique_id(s);
5614         }
5615
5616         s->kobj.kset = kset;
5617         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5618         if (err)
5619                 goto out;
5620
5621         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5622         if (err)
5623                 goto out_del_kobj;
5624
5625         if (!unmergeable) {
5626                 /* Setup first alias */
5627                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5628         }
5629 out:
5630         if (!unmergeable)
5631                 kfree(name);
5632         return err;
5633 out_del_kobj:
5634         kobject_del(&s->kobj);
5635         goto out;
5636 }
5637
5638 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5639 {
5640         if (slab_state >= FULL)
5641                 kobject_del(&s->kobj);
5642 }
5643
5644 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5645 {
5646         if (slab_state >= FULL)
5647                 kobject_put(&s->kobj);
5648 }
5649
5650 /*
5651  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5652  * available lest we lose that information.
5653  */
5654 struct saved_alias {
5655         struct kmem_cache *s;
5656         const char *name;
5657         struct saved_alias *next;
5658 };
5659
5660 static struct saved_alias *alias_list;
5661
5662 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5663 {
5664         struct saved_alias *al;
5665
5666         if (slab_state == FULL) {
5667                 /*
5668                  * If we have a leftover link then remove it.
5669                  */
5670                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5671                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5672         }
5673
5674         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5675         if (!al)
5676                 return -ENOMEM;
5677
5678         al->s = s;
5679         al->name = name;
5680         al->next = alias_list;
5681         alias_list = al;
5682         return 0;
5683 }
5684
5685 static int __init slab_sysfs_init(void)
5686 {
5687         struct kmem_cache *s;
5688         int err;
5689
5690         mutex_lock(&slab_mutex);
5691
5692         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5693         if (!slab_kset) {
5694                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5695                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5696                 return -ENOSYS;
5697         }
5698
5699         slab_state = FULL;
5700
5701         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5702                 err = sysfs_slab_add(s);
5703                 if (err)
5704                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5705                                s->name);
5706         }
5707
5708         while (alias_list) {
5709                 struct saved_alias *al = alias_list;
5710
5711                 alias_list = alias_list->next;
5712                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5713                 if (err)
5714                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5715                                al->name);
5716                 kfree(al);
5717         }
5718
5719         mutex_unlock(&slab_mutex);
5720         return 0;
5721 }
5722
5723 __initcall(slab_sysfs_init);
5724 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5725
5726 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5727 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5728 {
5729
5730         struct location *l;
5731         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5732         struct loc_track *t = seq->private;
5733
5734         if (idx < t->count) {
5735                 l = &t->loc[idx];
5736
5737                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5738
5739                 if (l->addr)
5740                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5741                 else
5742                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5743
5744                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5745                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5746                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5747                                 l->max_time);
5748                 } else
5749                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5750
5751                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5752                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5753                 else
5754                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5755                                 l->min_pid);
5756
5757                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5758                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5759                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5760
5761                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5762                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5763                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5764
5765                 seq_puts(seq, "\n");
5766         }
5767
5768         if (!idx && !t->count)
5769                 seq_puts(seq, "No data\n");
5770
5771         return 0;
5772 }
5773
5774 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5775 {
5776 }
5777
5778 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5779 {
5780         struct loc_track *t = seq->private;
5781
5782         v = ppos;
5783         ++*ppos;
5784         if (*ppos <= t->count)
5785                 return v;
5786
5787         return NULL;
5788 }
5789
5790 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5791 {
5792         return ppos;
5793 }
5794
5795 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5796         .start  = slab_debugfs_start,
5797         .next   = slab_debugfs_next,
5798         .stop   = slab_debugfs_stop,
5799         .show   = slab_debugfs_show,
5800 };
5801
5802 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5803 {
5804
5805         struct kmem_cache_node *n;
5806         enum track_item alloc;
5807         int node;
5808         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5809                                                 sizeof(struct loc_track));
5810         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5811         unsigned long *obj_map;
5812
5813         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5814         if (!obj_map)
5815                 return -ENOMEM;
5816
5817         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5818                 alloc = TRACK_ALLOC;
5819         else
5820                 alloc = TRACK_FREE;
5821
5822         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
5823                 bitmap_free(obj_map);
5824                 return -ENOMEM;
5825         }
5826
5827         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5828                 unsigned long flags;
5829                 struct page *page;
5830
5831                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5832                         continue;
5833
5834                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5835                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5836                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5837                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5838                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5839                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5840         }
5841
5842         bitmap_free(obj_map);
5843         return 0;
5844 }
5845
5846 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5847 {
5848         struct seq_file *seq = file->private_data;
5849         struct loc_track *t = seq->private;
5850
5851         free_loc_track(t);
5852         return seq_release_private(inode, file);
5853 }
5854
5855 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5856         .open    = slab_debug_trace_open,
5857         .read    = seq_read,
5858         .llseek  = seq_lseek,
5859         .release = slab_debug_trace_release,
5860 };
5861
5862 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5863 {
5864         struct dentry *slab_cache_dir;
5865
5866         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5867                 return;
5868
5869         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5870
5871         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5872                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5873
5874         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5875                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5876 }
5877
5878 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5879 {
5880         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5881 }
5882
5883 static int __init slab_debugfs_init(void)
5884 {
5885         struct kmem_cache *s;
5886
5887         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5888
5889         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5890                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5891                         debugfs_slab_add(s);
5892
5893         return 0;
5894
5895 }
5896 __initcall(slab_debugfs_init);
5897 #endif
5898 /*
5899  * The /proc/slabinfo ABI
5900  */
5901 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5902 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5903 {
5904         unsigned long nr_slabs = 0;
5905         unsigned long nr_objs = 0;
5906         unsigned long nr_free = 0;
5907         int node;
5908         struct kmem_cache_node *n;
5909
5910         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5911                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5912                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5913                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5914         }
5915
5916         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5917         sinfo->num_objs = nr_objs;
5918         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5919         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5920         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5921         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5922 }
5923
5924 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5925 {
5926 }
5927
5928 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5929                        size_t count, loff_t *ppos)
5930 {
5931         return -EIO;
5932 }
5933 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */