mm/hmm: add new helper to hotplug CDM memory region
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.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/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
56  *   double word in the page struct. Meaning
57  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
58  *      B. page->counters       -> Counters of objects
59  *      C. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
196 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
197
198 /*
199  * Tracking user of a slab.
200  */
201 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
202 struct track {
203         unsigned long addr;     /* Called from address */
204 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
205         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
206 #endif
207         int cpu;                /* Was running on cpu */
208         int pid;                /* Pid context */
209         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
210 };
211
212 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
213
214 #ifdef CONFIG_SYSFS
215 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
216 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
217 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
218 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
219 #else
220 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
221 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
222                                                         { return 0; }
223 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
224 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
252 #else
253         return ptr;
254 #endif
255 }
256
257 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
258 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
259                                          void *ptr_addr)
260 {
261         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
262                             (unsigned long)ptr_addr);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
268 }
269
270 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
271 {
272         if (object)
273                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         unsigned long freepointer_addr;
279         void *p;
280
281         if (!debug_pagealloc_enabled())
282                 return get_freepointer(s, object);
283
284         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
285         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
286         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
292
293 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
294         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
295 #endif
296
297         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
298 }
299
300 /* Loop over all objects in a slab */
301 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
302         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
303                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
304                 __p += (__s)->size)
305
306 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
307         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
308                 __idx <= __objects; \
309                 __p += (__s)->size, __idx++)
310
311 /* Determine object index from a given position */
312 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
358 {
359         struct page tmp;
360         tmp.counters = counters_new;
361         /*
362          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
363          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
364          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
365          * be careful and only assign to the fields we need.
366          */
367         page->frozen  = tmp.frozen;
368         page->inuse   = tmp.inuse;
369         page->objects = tmp.objects;
370 }
371
372 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
373 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
374                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
375                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
376                 const char *n)
377 {
378         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
379 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
380     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
381         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
382                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
383                                    freelist_old, counters_old,
384                                    freelist_new, counters_new))
385                         return true;
386         } else
387 #endif
388         {
389                 slab_lock(page);
390                 if (page->freelist == freelist_old &&
391                                         page->counters == counters_old) {
392                         page->freelist = freelist_new;
393                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
394                         slab_unlock(page);
395                         return true;
396                 }
397                 slab_unlock(page);
398         }
399
400         cpu_relax();
401         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
402
403 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
404         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
405 #endif
406
407         return false;
408 }
409
410 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
411                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
412                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
413                 const char *n)
414 {
415 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
416     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
417         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
418                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
419                                    freelist_old, counters_old,
420                                    freelist_new, counters_new))
421                         return true;
422         } else
423 #endif
424         {
425                 unsigned long flags;
426
427                 local_irq_save(flags);
428                 slab_lock(page);
429                 if (page->freelist == freelist_old &&
430                                         page->counters == counters_old) {
431                         page->freelist = freelist_new;
432                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
433                         slab_unlock(page);
434                         local_irq_restore(flags);
435                         return true;
436                 }
437                 slab_unlock(page);
438                 local_irq_restore(flags);
439         }
440
441         cpu_relax();
442         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
443
444 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
445         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
446 #endif
447
448         return false;
449 }
450
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
452 /*
453  * Determine a map of object in use on a page.
454  *
455  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
456  * not vanish from under us.
457  */
458 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
459 {
460         void *p;
461         void *addr = page_address(page);
462
463         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
464                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
465 }
466
467 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 return s->size - s->red_left_pad;
471
472         return s->size;
473 }
474
475 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
476 {
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 p -= s->red_left_pad;
479
480         return p;
481 }
482
483 /*
484  * Debug settings:
485  */
486 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
487 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
488 #else
489 static int slub_debug;
490 #endif
491
492 static char *slub_debug_slabs;
493 static int disable_higher_order_debug;
494
495 /*
496  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
497  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
498  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
499  * to tell kasan that these accesses are OK.
500  */
501 static inline void metadata_access_enable(void)
502 {
503         kasan_disable_current();
504 }
505
506 static inline void metadata_access_disable(void)
507 {
508         kasan_enable_current();
509 }
510
511 /*
512  * Object debugging
513  */
514
515 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
516 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
517                                 struct page *page, void *object)
518 {
519         void *base;
520
521         if (!object)
522                 return 1;
523
524         base = page_address(page);
525         object = restore_red_left(s, object);
526         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
527                 (object - base) % s->size) {
528                 return 0;
529         }
530
531         return 1;
532 }
533
534 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
535                           unsigned int length)
536 {
537         metadata_access_enable();
538         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
539                         length, 1);
540         metadata_access_disable();
541 }
542
543 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
544         enum track_item alloc)
545 {
546         struct track *p;
547
548         if (s->offset)
549                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
550         else
551                 p = object + s->inuse;
552
553         return p + alloc;
554 }
555
556 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
557                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
558 {
559         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
560
561         if (addr) {
562 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
563                 struct stack_trace trace;
564                 int i;
565
566                 trace.nr_entries = 0;
567                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
568                 trace.entries = p->addrs;
569                 trace.skip = 3;
570                 metadata_access_enable();
571                 save_stack_trace(&trace);
572                 metadata_access_disable();
573
574                 /* See rant in lockdep.c */
575                 if (trace.nr_entries != 0 &&
576                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
577                         trace.nr_entries--;
578
579                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
580                         p->addrs[i] = 0;
581 #endif
582                 p->addr = addr;
583                 p->cpu = smp_processor_id();
584                 p->pid = current->pid;
585                 p->when = jiffies;
586         } else
587                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
588 }
589
590 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
591 {
592         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
593                 return;
594
595         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
596         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
597 }
598
599 static void print_track(const char *s, struct track *t)
600 {
601         if (!t->addr)
602                 return;
603
604         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
605                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
606 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
607         {
608                 int i;
609                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
610                         if (t->addrs[i])
611                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
612                         else
613                                 break;
614         }
615 #endif
616 }
617
618 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
619 {
620         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
621                 return;
622
623         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
624         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
625 }
626
627 static void print_page_info(struct page *page)
628 {
629         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
630                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
631
632 }
633
634 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
635 {
636         struct va_format vaf;
637         va_list args;
638
639         va_start(args, fmt);
640         vaf.fmt = fmt;
641         vaf.va = &args;
642         pr_err("=============================================================================\n");
643         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
644         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
645
646         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
647         va_end(args);
648 }
649
650 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
651 {
652         struct va_format vaf;
653         va_list args;
654
655         va_start(args, fmt);
656         vaf.fmt = fmt;
657         vaf.va = &args;
658         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
659         va_end(args);
660 }
661
662 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
663 {
664         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
665         u8 *addr = page_address(page);
666
667         print_tracking(s, p);
668
669         print_page_info(page);
670
671         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
672                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
673
674         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
675                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
676                               s->red_left_pad);
677         else if (p > addr + 16)
678                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
679
680         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
681                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
682         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
683                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
684                         s->inuse - s->object_size);
685
686         if (s->offset)
687                 off = s->offset + sizeof(void *);
688         else
689                 off = s->inuse;
690
691         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
692                 off += 2 * sizeof(struct track);
693
694         off += kasan_metadata_size(s);
695
696         if (off != size_from_object(s))
697                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
698                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
699                               size_from_object(s) - off);
700
701         dump_stack();
702 }
703
704 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
705                         u8 *object, char *reason)
706 {
707         slab_bug(s, "%s", reason);
708         print_trailer(s, page, object);
709 }
710
711 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
712                         const char *fmt, ...)
713 {
714         va_list args;
715         char buf[100];
716
717         va_start(args, fmt);
718         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
719         va_end(args);
720         slab_bug(s, "%s", buf);
721         print_page_info(page);
722         dump_stack();
723 }
724
725 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
726 {
727         u8 *p = object;
728
729         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
730                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
731
732         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
733                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
734                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
735         }
736
737         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
738                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
739 }
740
741 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
742                                                 void *from, void *to)
743 {
744         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
745         memset(from, data, to - from);
746 }
747
748 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
749                         u8 *object, char *what,
750                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
751 {
752         u8 *fault;
753         u8 *end;
754
755         metadata_access_enable();
756         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
757         metadata_access_disable();
758         if (!fault)
759                 return 1;
760
761         end = start + bytes;
762         while (end > fault && end[-1] == value)
763                 end--;
764
765         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
766         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
767                                         fault, end - 1, fault[0], value);
768         print_trailer(s, page, object);
769
770         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
771         return 0;
772 }
773
774 /*
775  * Object layout:
776  *
777  * object address
778  *      Bytes of the object to be managed.
779  *      If the freepointer may overlay the object then the free
780  *      pointer is the first word of the object.
781  *
782  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
783  *      0xa5 (POISON_END)
784  *
785  * object + s->object_size
786  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
787  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
788  *      object_size == inuse.
789  *
790  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
791  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
792  *
793  * object + s->inuse
794  *      Meta data starts here.
795  *
796  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
797  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
798  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
799  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
800  *              before the word boundary.
801  *
802  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
803  *
804  * object + s->size
805  *      Nothing is used beyond s->size.
806  *
807  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
808  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
809  * may be used with merged slabcaches.
810  */
811
812 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
813 {
814         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
815
816         if (s->offset)
817                 /* Freepointer is placed after the object. */
818                 off += sizeof(void *);
819
820         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
821                 /* We also have user information there */
822                 off += 2 * sizeof(struct track);
823
824         off += kasan_metadata_size(s);
825
826         if (size_from_object(s) == off)
827                 return 1;
828
829         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
830                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
831 }
832
833 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
834 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
835 {
836         u8 *start;
837         u8 *fault;
838         u8 *end;
839         int length;
840         int remainder;
841
842         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
843                 return 1;
844
845         start = page_address(page);
846         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
847         end = start + length;
848         remainder = length % s->size;
849         if (!remainder)
850                 return 1;
851
852         metadata_access_enable();
853         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
854         metadata_access_disable();
855         if (!fault)
856                 return 1;
857         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
858                 end--;
859
860         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
861         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
862
863         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
864         return 0;
865 }
866
867 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
868                                         void *object, u8 val)
869 {
870         u8 *p = object;
871         u8 *endobject = object + s->object_size;
872
873         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
874                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
875                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
876                         return 0;
877
878                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
879                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
880                         return 0;
881         } else {
882                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
883                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
884                                 endobject, POISON_INUSE,
885                                 s->inuse - s->object_size);
886                 }
887         }
888
889         if (s->flags & SLAB_POISON) {
890                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
891                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
892                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
893                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
894                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
895                         return 0;
896                 /*
897                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
898                  */
899                 check_pad_bytes(s, page, p);
900         }
901
902         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
903                 /*
904                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
905                  * freepointer while object is allocated.
906                  */
907                 return 1;
908
909         /* Check free pointer validity */
910         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
911                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
912                 /*
913                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
914                  * of the free objects in this slab. May cause
915                  * another error because the object count is now wrong.
916                  */
917                 set_freepointer(s, p, NULL);
918                 return 0;
919         }
920         return 1;
921 }
922
923 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
924 {
925         int maxobj;
926
927         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
928
929         if (!PageSlab(page)) {
930                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
931                 return 0;
932         }
933
934         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
935         if (page->objects > maxobj) {
936                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
937                         page->objects, maxobj);
938                 return 0;
939         }
940         if (page->inuse > page->objects) {
941                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
942                         page->inuse, page->objects);
943                 return 0;
944         }
945         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
946         slab_pad_check(s, page);
947         return 1;
948 }
949
950 /*
951  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
952  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
953  */
954 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
955 {
956         int nr = 0;
957         void *fp;
958         void *object = NULL;
959         int max_objects;
960
961         fp = page->freelist;
962         while (fp && nr <= page->objects) {
963                 if (fp == search)
964                         return 1;
965                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
966                         if (object) {
967                                 object_err(s, page, object,
968                                         "Freechain corrupt");
969                                 set_freepointer(s, object, NULL);
970                         } else {
971                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
972                                 page->freelist = NULL;
973                                 page->inuse = page->objects;
974                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
975                                 return 0;
976                         }
977                         break;
978                 }
979                 object = fp;
980                 fp = get_freepointer(s, object);
981                 nr++;
982         }
983
984         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
985         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
986                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
987
988         if (page->objects != max_objects) {
989                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
990                          page->objects, max_objects);
991                 page->objects = max_objects;
992                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
993         }
994         if (page->inuse != page->objects - nr) {
995                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
996                          page->inuse, page->objects - nr);
997                 page->inuse = page->objects - nr;
998                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
999         }
1000         return search == NULL;
1001 }
1002
1003 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1004                                                                 int alloc)
1005 {
1006         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1007                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1008                         s->name,
1009                         alloc ? "alloc" : "free",
1010                         object, page->inuse,
1011                         page->freelist);
1012
1013                 if (!alloc)
1014                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1015                                         s->object_size);
1016
1017                 dump_stack();
1018         }
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1023  */
1024 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1025         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1026 {
1027         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1028                 return;
1029
1030         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1031         list_add(&page->lru, &n->full);
1032 }
1033
1034 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1035 {
1036         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1037                 return;
1038
1039         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1040         list_del(&page->lru);
1041 }
1042
1043 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1044 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1045 {
1046         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1047
1048         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1049 }
1050
1051 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1052 {
1053         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1054 }
1055
1056 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1057 {
1058         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1059
1060         /*
1061          * May be called early in order to allocate a slab for the
1062          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1063          * dilemma by deferring the increment of the count during
1064          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1065          */
1066         if (likely(n)) {
1067                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1068                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1069         }
1070 }
1071 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1072 {
1073         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1074
1075         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1076         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1077 }
1078
1079 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1080 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1081                                                                 void *object)
1082 {
1083         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1084                 return;
1085
1086         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1087         init_tracking(s, object);
1088 }
1089
1090 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1091                                         struct page *page,
1092                                         void *object, unsigned long addr)
1093 {
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 return 0;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1099                 return 0;
1100         }
1101
1102         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1103                 return 0;
1104
1105         return 1;
1106 }
1107
1108 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1109                                         struct page *page,
1110                                         void *object, unsigned long addr)
1111 {
1112         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1113                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1114                         goto bad;
1115         }
1116
1117         /* Success perform special debug activities for allocs */
1118         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1119                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1120         trace(s, page, object, 1);
1121         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1122         return 1;
1123
1124 bad:
1125         if (PageSlab(page)) {
1126                 /*
1127                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1128                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1129                  * as used avoids touching the remaining objects.
1130                  */
1131                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1132                 page->inuse = page->objects;
1133                 page->freelist = NULL;
1134         }
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1139                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1140 {
1141         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1142                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1143                 return 0;
1144         }
1145
1146         if (on_freelist(s, page, object)) {
1147                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1152                 return 0;
1153
1154         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1155                 if (!PageSlab(page)) {
1156                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1157                                  object);
1158                 } else if (!page->slab_cache) {
1159                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1160                                object);
1161                         dump_stack();
1162                 } else
1163                         object_err(s, page, object,
1164                                         "page slab pointer corrupt.");
1165                 return 0;
1166         }
1167         return 1;
1168 }
1169
1170 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1171 static noinline int free_debug_processing(
1172         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1173         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1174         unsigned long addr)
1175 {
1176         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1177         void *object = head;
1178         int cnt = 0;
1179         unsigned long uninitialized_var(flags);
1180         int ret = 0;
1181
1182         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1183         slab_lock(page);
1184
1185         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1186                 if (!check_slab(s, page))
1187                         goto out;
1188         }
1189
1190 next_object:
1191         cnt++;
1192
1193         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1194                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1195                         goto out;
1196         }
1197
1198         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1199                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1200         trace(s, page, object, 0);
1201         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1202         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1203
1204         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1205         if (object != tail) {
1206                 object = get_freepointer(s, object);
1207                 goto next_object;
1208         }
1209         ret = 1;
1210
1211 out:
1212         if (cnt != bulk_cnt)
1213                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1214                          bulk_cnt, cnt);
1215
1216         slab_unlock(page);
1217         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1218         if (!ret)
1219                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1224 {
1225         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1226         if (*str++ != '=' || !*str)
1227                 /*
1228                  * No options specified. Switch on full debugging.
1229                  */
1230                 goto out;
1231
1232         if (*str == ',')
1233                 /*
1234                  * No options but restriction on slabs. This means full
1235                  * debugging for slabs matching a pattern.
1236                  */
1237                 goto check_slabs;
1238
1239         slub_debug = 0;
1240         if (*str == '-')
1241                 /*
1242                  * Switch off all debugging measures.
1243                  */
1244                 goto out;
1245
1246         /*
1247          * Determine which debug features should be switched on
1248          */
1249         for (; *str && *str != ','; str++) {
1250                 switch (tolower(*str)) {
1251                 case 'f':
1252                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1253                         break;
1254                 case 'z':
1255                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1256                         break;
1257                 case 'p':
1258                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1259                         break;
1260                 case 'u':
1261                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1262                         break;
1263                 case 't':
1264                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1265                         break;
1266                 case 'a':
1267                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1268                         break;
1269                 case 'o':
1270                         /*
1271                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1272                          * order would increase as a result.
1273                          */
1274                         disable_higher_order_debug = 1;
1275                         break;
1276                 default:
1277                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1278                                *str);
1279                 }
1280         }
1281
1282 check_slabs:
1283         if (*str == ',')
1284                 slub_debug_slabs = str + 1;
1285 out:
1286         return 1;
1287 }
1288
1289 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1290
1291 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1292         unsigned long flags, const char *name,
1293         void (*ctor)(void *))
1294 {
1295         /*
1296          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1297          */
1298         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1299                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1300                 flags |= slub_debug;
1301
1302         return flags;
1303 }
1304 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1305 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1306                         struct page *page, void *object) {}
1307
1308 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1309         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1310
1311 static inline int free_debug_processing(
1312         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1313         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1314         unsigned long addr) { return 0; }
1315
1316 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1317                         { return 1; }
1318 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1319                         void *object, u8 val) { return 1; }
1320 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1321                                         struct page *page) {}
1322 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1323                                         struct page *page) {}
1324 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1325         unsigned long flags, const char *name,
1326         void (*ctor)(void *))
1327 {
1328         return flags;
1329 }
1330 #define slub_debug 0
1331
1332 #define disable_higher_order_debug 0
1333
1334 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1335                                                         { return 0; }
1336 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1337                                                         { return 0; }
1338 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1339                                                         int objects) {}
1340 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1341                                                         int objects) {}
1342
1343 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1344
1345 /*
1346  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1347  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1348  */
1349 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1350 {
1351         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1352         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1353 }
1354
1355 static inline void kfree_hook(const void *x)
1356 {
1357         kmemleak_free(x);
1358         kasan_kfree_large(x);
1359 }
1360
1361 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1362 {
1363         void *freeptr;
1364
1365         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1366
1367         /*
1368          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1369          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1370          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1371          */
1372 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1373         {
1374                 unsigned long flags;
1375
1376                 local_irq_save(flags);
1377                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1378                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1379                 local_irq_restore(flags);
1380         }
1381 #endif
1382         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1383                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1384
1385         freeptr = get_freepointer(s, x);
1386         /*
1387          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1388          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1389          */
1390         kasan_slab_free(s, x);
1391         return freeptr;
1392 }
1393
1394 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1395                                            void *head, void *tail)
1396 {
1397 /*
1398  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1399  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1400  */
1401 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1402         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1403         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1404         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1405         defined(CONFIG_KASAN)
1406
1407         void *object = head;
1408         void *tail_obj = tail ? : head;
1409         void *freeptr;
1410
1411         do {
1412                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1413         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1414 #endif
1415 }
1416
1417 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1418                                 void *object)
1419 {
1420         setup_object_debug(s, page, object);
1421         kasan_init_slab_obj(s, object);
1422         if (unlikely(s->ctor)) {
1423                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1424                 s->ctor(object);
1425                 kasan_poison_object_data(s, object);
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Slab allocation and freeing
1431  */
1432 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1433                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1434 {
1435         struct page *page;
1436         int order = oo_order(oo);
1437
1438         flags |= __GFP_NOTRACK;
1439
1440         if (node == NUMA_NO_NODE)
1441                 page = alloc_pages(flags, order);
1442         else
1443                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1444
1445         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1446                 __free_pages(page, order);
1447                 page = NULL;
1448         }
1449
1450         return page;
1451 }
1452
1453 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1454 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1455 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1456 {
1457         int err;
1458         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1459
1460         /* Bailout if already initialised */
1461         if (s->random_seq)
1462                 return 0;
1463
1464         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1465         if (err) {
1466                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1467                         s->name);
1468                 return err;
1469         }
1470
1471         /* Transform to an offset on the set of pages */
1472         if (s->random_seq) {
1473                 for (i = 0; i < count; i++)
1474                         s->random_seq[i] *= s->size;
1475         }
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1480 static void __init init_freelist_randomization(void)
1481 {
1482         struct kmem_cache *s;
1483
1484         mutex_lock(&slab_mutex);
1485
1486         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1487                 init_cache_random_seq(s);
1488
1489         mutex_unlock(&slab_mutex);
1490 }
1491
1492 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1493 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1494                                 unsigned long *pos, void *start,
1495                                 unsigned long page_limit,
1496                                 unsigned long freelist_count)
1497 {
1498         unsigned int idx;
1499
1500         /*
1501          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1502          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1503          */
1504         do {
1505                 idx = s->random_seq[*pos];
1506                 *pos += 1;
1507                 if (*pos >= freelist_count)
1508                         *pos = 0;
1509         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1510
1511         return (char *)start + idx;
1512 }
1513
1514 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1515 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1516 {
1517         void *start;
1518         void *cur;
1519         void *next;
1520         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1521
1522         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1523                 return false;
1524
1525         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1526         pos = get_random_int() % freelist_count;
1527
1528         page_limit = page->objects * s->size;
1529         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1530
1531         /* First entry is used as the base of the freelist */
1532         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1533                                 freelist_count);
1534         page->freelist = cur;
1535
1536         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1537                 setup_object(s, page, cur);
1538                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1539                         freelist_count);
1540                 set_freepointer(s, cur, next);
1541                 cur = next;
1542         }
1543         setup_object(s, page, cur);
1544         set_freepointer(s, cur, NULL);
1545
1546         return true;
1547 }
1548 #else
1549 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1550 {
1551         return 0;
1552 }
1553 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1554 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1555 {
1556         return false;
1557 }
1558 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1559
1560 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1561 {
1562         struct page *page;
1563         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1564         gfp_t alloc_gfp;
1565         void *start, *p;
1566         int idx, order;
1567         bool shuffle;
1568
1569         flags &= gfp_allowed_mask;
1570
1571         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1572                 local_irq_enable();
1573
1574         flags |= s->allocflags;
1575
1576         /*
1577          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1578          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1579          */
1580         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1581         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1582                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1583
1584         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1585         if (unlikely(!page)) {
1586                 oo = s->min;
1587                 alloc_gfp = flags;
1588                 /*
1589                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1590                  * Try a lower order alloc if possible
1591                  */
1592                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1593                 if (unlikely(!page))
1594                         goto out;
1595                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1596         }
1597
1598         if (kmemcheck_enabled &&
1599             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1600                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1601
1602                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1603
1604                 /*
1605                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1606                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1607                  */
1608                 if (s->ctor)
1609                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1610                 else
1611                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1612         }
1613
1614         page->objects = oo_objects(oo);
1615
1616         order = compound_order(page);
1617         page->slab_cache = s;
1618         __SetPageSlab(page);
1619         if (page_is_pfmemalloc(page))
1620                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1621
1622         start = page_address(page);
1623
1624         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1625                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1626
1627         kasan_poison_slab(page);
1628
1629         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1630
1631         if (!shuffle) {
1632                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1633                         setup_object(s, page, p);
1634                         if (likely(idx < page->objects))
1635                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1636                         else
1637                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1638                 }
1639                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1640         }
1641
1642         page->inuse = page->objects;
1643         page->frozen = 1;
1644
1645 out:
1646         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1647                 local_irq_disable();
1648         if (!page)
1649                 return NULL;
1650
1651         mod_lruvec_page_state(page,
1652                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1653                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1654                 1 << oo_order(oo));
1655
1656         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1657
1658         return page;
1659 }
1660
1661 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1662 {
1663         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1664                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1665                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1666                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1667                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1668                 dump_stack();
1669         }
1670
1671         return allocate_slab(s,
1672                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1673 }
1674
1675 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1676 {
1677         int order = compound_order(page);
1678         int pages = 1 << order;
1679
1680         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1681                 void *p;
1682
1683                 slab_pad_check(s, page);
1684                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1685                                                 page->objects)
1686                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1687         }
1688
1689         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1690
1691         mod_lruvec_page_state(page,
1692                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1693                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1694                 -pages);
1695
1696         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1697         __ClearPageSlab(page);
1698
1699         page_mapcount_reset(page);
1700         if (current->reclaim_state)
1701                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1702         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1703         __free_pages(page, order);
1704 }
1705
1706 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1707         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1708
1709 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1710 {
1711         struct page *page;
1712
1713         if (need_reserve_slab_rcu)
1714                 page = virt_to_head_page(h);
1715         else
1716                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1717
1718         __free_slab(page->slab_cache, page);
1719 }
1720
1721 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1722 {
1723         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1724                 struct rcu_head *head;
1725
1726                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1727                         int order = compound_order(page);
1728                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1729
1730                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1731                         head = page_address(page) + offset;
1732                 } else {
1733                         head = &page->rcu_head;
1734                 }
1735
1736                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1737         } else
1738                 __free_slab(s, page);
1739 }
1740
1741 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1742 {
1743         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1744         free_slab(s, page);
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Management of partially allocated slabs.
1749  */
1750 static inline void
1751 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1752 {
1753         n->nr_partial++;
1754         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1755                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1756         else
1757                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1758 }
1759
1760 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1761                                 struct page *page, int tail)
1762 {
1763         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1764         __add_partial(n, page, tail);
1765 }
1766
1767 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1768                                         struct page *page)
1769 {
1770         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1771         list_del(&page->lru);
1772         n->nr_partial--;
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1777  * return the pointer to the freelist.
1778  *
1779  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1780  */
1781 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1782                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1783                 int mode, int *objects)
1784 {
1785         void *freelist;
1786         unsigned long counters;
1787         struct page new;
1788
1789         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1790
1791         /*
1792          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1793          * The old freelist is the list of objects for the
1794          * per cpu allocation list.
1795          */
1796         freelist = page->freelist;
1797         counters = page->counters;
1798         new.counters = counters;
1799         *objects = new.objects - new.inuse;
1800         if (mode) {
1801                 new.inuse = page->objects;
1802                 new.freelist = NULL;
1803         } else {
1804                 new.freelist = freelist;
1805         }
1806
1807         VM_BUG_ON(new.frozen);
1808         new.frozen = 1;
1809
1810         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1811                         freelist, counters,
1812                         new.freelist, new.counters,
1813                         "acquire_slab"))
1814                 return NULL;
1815
1816         remove_partial(n, page);
1817         WARN_ON(!freelist);
1818         return freelist;
1819 }
1820
1821 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1822 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1823
1824 /*
1825  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1826  */
1827 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1828                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1829 {
1830         struct page *page, *page2;
1831         void *object = NULL;
1832         int available = 0;
1833         int objects;
1834
1835         /*
1836          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1837          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1838          * partial slab and there is none available then get_partials()
1839          * will return NULL.
1840          */
1841         if (!n || !n->nr_partial)
1842                 return NULL;
1843
1844         spin_lock(&n->list_lock);
1845         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1846                 void *t;
1847
1848                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1849                         continue;
1850
1851                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1852                 if (!t)
1853                         break;
1854
1855                 available += objects;
1856                 if (!object) {
1857                         c->page = page;
1858                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1859                         object = t;
1860                 } else {
1861                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1862                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1863                 }
1864                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1865                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1866                         break;
1867
1868         }
1869         spin_unlock(&n->list_lock);
1870         return object;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1875  */
1876 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1877                 struct kmem_cache_cpu *c)
1878 {
1879 #ifdef CONFIG_NUMA
1880         struct zonelist *zonelist;
1881         struct zoneref *z;
1882         struct zone *zone;
1883         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1884         void *object;
1885         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1886
1887         /*
1888          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1889          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1890          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1891          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1892          *
1893          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1894          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1895          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1896          * from other nodes and filled up.
1897          *
1898          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1899          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1900          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1901          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1902          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1903          * with available objects.
1904          */
1905         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1906                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1907                 return NULL;
1908
1909         do {
1910                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1911                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1912                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1913                         struct kmem_cache_node *n;
1914
1915                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1916
1917                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1918                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1919                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1920                                 if (object) {
1921                                         /*
1922                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1923                                          * here - if mems_allowed was updated in
1924                                          * parallel, that was a harmless race
1925                                          * between allocation and the cpuset
1926                                          * update
1927                                          */
1928                                         return object;
1929                                 }
1930                         }
1931                 }
1932         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1933 #endif
1934         return NULL;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Get a partial page, lock it and return it.
1939  */
1940 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1941                 struct kmem_cache_cpu *c)
1942 {
1943         void *object;
1944         int searchnode = node;
1945
1946         if (node == NUMA_NO_NODE)
1947                 searchnode = numa_mem_id();
1948         else if (!node_present_pages(node))
1949                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1950
1951         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1952         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1953                 return object;
1954
1955         return get_any_partial(s, flags, c);
1956 }
1957
1958 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1959 /*
1960  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1961  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1962  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1963  */
1964 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1965 #else
1966 /*
1967  * No preemption supported therefore also no need to check for
1968  * different cpus.
1969  */
1970 #define TID_STEP 1
1971 #endif
1972
1973 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1974 {
1975         return tid + TID_STEP;
1976 }
1977
1978 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1979 {
1980         return tid % TID_STEP;
1981 }
1982
1983 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1984 {
1985         return tid / TID_STEP;
1986 }
1987
1988 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1989 {
1990         return cpu;
1991 }
1992
1993 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1994                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1995 {
1996 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1997         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1998
1999         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2000
2001 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2002         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2003                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2004                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2005         else
2006 #endif
2007         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2008                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2009                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2010         else
2011                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2012                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2013 #endif
2014         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2015 }
2016
2017 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2018 {
2019         int cpu;
2020
2021         for_each_possible_cpu(cpu)
2022                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Remove the cpu slab
2027  */
2028 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2029                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2030 {
2031         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2032         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2033         int lock = 0;
2034         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2035         void *nextfree;
2036         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2037         struct page new;
2038         struct page old;
2039
2040         if (page->freelist) {
2041                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2042                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2043         }
2044
2045         /*
2046          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2047          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2048          * last one.
2049          *
2050          * There is no need to take the list->lock because the page
2051          * is still frozen.
2052          */
2053         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2054                 void *prior;
2055                 unsigned long counters;
2056
2057                 do {
2058                         prior = page->freelist;
2059                         counters = page->counters;
2060                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2061                         new.counters = counters;
2062                         new.inuse--;
2063                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2064
2065                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2066                         prior, counters,
2067                         freelist, new.counters,
2068                         "drain percpu freelist"));
2069
2070                 freelist = nextfree;
2071         }
2072
2073         /*
2074          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2075          * list presence reflects the actual number of objects
2076          * during unfreeze.
2077          *
2078          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2079          * with the count. If there is a mismatch then the page
2080          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2081          *
2082          * Then we restart the process which may have to remove
2083          * the page from the list that we just put it on again
2084          * because the number of objects in the slab may have
2085          * changed.
2086          */
2087 redo:
2088
2089         old.freelist = page->freelist;
2090         old.counters = page->counters;
2091         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2092
2093         /* Determine target state of the slab */
2094         new.counters = old.counters;
2095         if (freelist) {
2096                 new.inuse--;
2097                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2098                 new.freelist = freelist;
2099         } else
2100                 new.freelist = old.freelist;
2101
2102         new.frozen = 0;
2103
2104         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2105                 m = M_FREE;
2106         else if (new.freelist) {
2107                 m = M_PARTIAL;
2108                 if (!lock) {
2109                         lock = 1;
2110                         /*
2111                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2112                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2113                          * is frozen
2114                          */
2115                         spin_lock(&n->list_lock);
2116                 }
2117         } else {
2118                 m = M_FULL;
2119                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2120                         lock = 1;
2121                         /*
2122                          * This also ensures that the scanning of full
2123                          * slabs from diagnostic functions will not see
2124                          * any frozen slabs.
2125                          */
2126                         spin_lock(&n->list_lock);
2127                 }
2128         }
2129
2130         if (l != m) {
2131
2132                 if (l == M_PARTIAL)
2133
2134                         remove_partial(n, page);
2135
2136                 else if (l == M_FULL)
2137
2138                         remove_full(s, n, page);
2139
2140                 if (m == M_PARTIAL) {
2141
2142                         add_partial(n, page, tail);
2143                         stat(s, tail);
2144
2145                 } else if (m == M_FULL) {
2146
2147                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2148                         add_full(s, n, page);
2149
2150                 }
2151         }
2152
2153         l = m;
2154         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2155                                 old.freelist, old.counters,
2156                                 new.freelist, new.counters,
2157                                 "unfreezing slab"))
2158                 goto redo;
2159
2160         if (lock)
2161                 spin_unlock(&n->list_lock);
2162
2163         if (m == M_FREE) {
2164                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2165                 discard_slab(s, page);
2166                 stat(s, FREE_SLAB);
2167         }
2168
2169         c->page = NULL;
2170         c->freelist = NULL;
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2175  *
2176  * This function must be called with interrupts disabled
2177  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2178  * to guarantee no concurrent accesses).
2179  */
2180 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2181                 struct kmem_cache_cpu *c)
2182 {
2183 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2184         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2185         struct page *page, *discard_page = NULL;
2186
2187         while ((page = c->partial)) {
2188                 struct page new;
2189                 struct page old;
2190
2191                 c->partial = page->next;
2192
2193                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2194                 if (n != n2) {
2195                         if (n)
2196                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2197
2198                         n = n2;
2199                         spin_lock(&n->list_lock);
2200                 }
2201
2202                 do {
2203
2204                         old.freelist = page->freelist;
2205                         old.counters = page->counters;
2206                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2207
2208                         new.counters = old.counters;
2209                         new.freelist = old.freelist;
2210
2211                         new.frozen = 0;
2212
2213                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2214                                 old.freelist, old.counters,
2215                                 new.freelist, new.counters,
2216                                 "unfreezing slab"));
2217
2218                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2219                         page->next = discard_page;
2220                         discard_page = page;
2221                 } else {
2222                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2223                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2224                 }
2225         }
2226
2227         if (n)
2228                 spin_unlock(&n->list_lock);
2229
2230         while (discard_page) {
2231                 page = discard_page;
2232                 discard_page = discard_page->next;
2233
2234                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2235                 discard_slab(s, page);
2236                 stat(s, FREE_SLAB);
2237         }
2238 #endif
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2243  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2244  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2245  * onto a random cpus partial slot.
2246  *
2247  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2248  * per node partial list.
2249  */
2250 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2251 {
2252 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2253         struct page *oldpage;
2254         int pages;
2255         int pobjects;
2256
2257         preempt_disable();
2258         do {
2259                 pages = 0;
2260                 pobjects = 0;
2261                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2262
2263                 if (oldpage) {
2264                         pobjects = oldpage->pobjects;
2265                         pages = oldpage->pages;
2266                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2267                                 unsigned long flags;
2268                                 /*
2269                                  * partial array is full. Move the existing
2270                                  * set to the per node partial list.
2271                                  */
2272                                 local_irq_save(flags);
2273                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2274                                 local_irq_restore(flags);
2275                                 oldpage = NULL;
2276                                 pobjects = 0;
2277                                 pages = 0;
2278                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2279                         }
2280                 }
2281
2282                 pages++;
2283                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2284
2285                 page->pages = pages;
2286                 page->pobjects = pobjects;
2287                 page->next = oldpage;
2288
2289         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2290                                                                 != oldpage);
2291         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2292                 unsigned long flags;
2293
2294                 local_irq_save(flags);
2295                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2296                 local_irq_restore(flags);
2297         }
2298         preempt_enable();
2299 #endif
2300 }
2301
2302 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2303 {
2304         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2305         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2306
2307         c->tid = next_tid(c->tid);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Flush cpu slab.
2312  *
2313  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2314  */
2315 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2316 {
2317         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2318
2319         if (likely(c)) {
2320                 if (c->page)
2321                         flush_slab(s, c);
2322
2323                 unfreeze_partials(s, c);
2324         }
2325 }
2326
2327 static void flush_cpu_slab(void *d)
2328 {
2329         struct kmem_cache *s = d;
2330
2331         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2332 }
2333
2334 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2335 {
2336         struct kmem_cache *s = info;
2337         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2338
2339         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2340 }
2341
2342 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2343 {
2344         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2349  * necessary.
2350  */
2351 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2352 {
2353         struct kmem_cache *s;
2354         unsigned long flags;
2355
2356         mutex_lock(&slab_mutex);
2357         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2358                 local_irq_save(flags);
2359                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2360                 local_irq_restore(flags);
2361         }
2362         mutex_unlock(&slab_mutex);
2363         return 0;
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2368  * locality expectations.
2369  */
2370 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2371 {
2372 #ifdef CONFIG_NUMA
2373         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2374                 return 0;
2375 #endif
2376         return 1;
2377 }
2378
2379 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2380 static int count_free(struct page *page)
2381 {
2382         return page->objects - page->inuse;
2383 }
2384
2385 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2386 {
2387         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2388 }
2389 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2390
2391 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2392 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2393                                         int (*get_count)(struct page *))
2394 {
2395         unsigned long flags;
2396         unsigned long x = 0;
2397         struct page *page;
2398
2399         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2400         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2401                 x += get_count(page);
2402         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2403         return x;
2404 }
2405 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2406
2407 static noinline void
2408 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2409 {
2410 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2411         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2412                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2413         int node;
2414         struct kmem_cache_node *n;
2415
2416         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2417                 return;
2418
2419         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2420                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2421         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2422                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2423                 oo_order(s->min));
2424
2425         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2426                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2427                         s->name);
2428
2429         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2430                 unsigned long nr_slabs;
2431                 unsigned long nr_objs;
2432                 unsigned long nr_free;
2433
2434                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2435                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2436                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2437
2438                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2439                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2440         }
2441 #endif
2442 }
2443
2444 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2445                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2446 {
2447         void *freelist;
2448         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2449         struct page *page;
2450
2451         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2452
2453         if (freelist)
2454                 return freelist;
2455
2456         page = new_slab(s, flags, node);
2457         if (page) {
2458                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2459                 if (c->page)
2460                         flush_slab(s, c);
2461
2462                 /*
2463                  * No other reference to the page yet so we can
2464                  * muck around with it freely without cmpxchg
2465                  */
2466                 freelist = page->freelist;
2467                 page->freelist = NULL;
2468
2469                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2470                 c->page = page;
2471                 *pc = c;
2472         } else
2473                 freelist = NULL;
2474
2475         return freelist;
2476 }
2477
2478 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2479 {
2480         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2481                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2482
2483         return true;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2488  * per cpu freelist or deactivate the page.
2489  *
2490  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2491  *
2492  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2493  *
2494  * This function must be called with interrupt disabled.
2495  */
2496 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2497 {
2498         struct page new;
2499         unsigned long counters;
2500         void *freelist;
2501
2502         do {
2503                 freelist = page->freelist;
2504                 counters = page->counters;
2505
2506                 new.counters = counters;
2507                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2508
2509                 new.inuse = page->objects;
2510                 new.frozen = freelist != NULL;
2511
2512         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2513                 freelist, counters,
2514                 NULL, new.counters,
2515                 "get_freelist"));
2516
2517         return freelist;
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2522  * debugging duties.
2523  *
2524  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2525  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2526  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2527  *
2528  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2529  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2530  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2531  *
2532  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2533  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2534  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2535  *
2536  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2537  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2538  */
2539 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2540                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2541 {
2542         void *freelist;
2543         struct page *page;
2544
2545         page = c->page;
2546         if (!page)
2547                 goto new_slab;
2548 redo:
2549
2550         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2551                 int searchnode = node;
2552
2553                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2554                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2555
2556                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2557                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2558                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2559                         goto new_slab;
2560                 }
2561         }
2562
2563         /*
2564          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2565          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2566          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2567          */
2568         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2569                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2570                 goto new_slab;
2571         }
2572
2573         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2574         freelist = c->freelist;
2575         if (freelist)
2576                 goto load_freelist;
2577
2578         freelist = get_freelist(s, page);
2579
2580         if (!freelist) {
2581                 c->page = NULL;
2582                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2583                 goto new_slab;
2584         }
2585
2586         stat(s, ALLOC_REFILL);
2587
2588 load_freelist:
2589         /*
2590          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2591          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2592          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2593          */
2594         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2595         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2596         c->tid = next_tid(c->tid);
2597         return freelist;
2598
2599 new_slab:
2600
2601         if (slub_percpu_partial(c)) {
2602                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2603                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2604                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2605                 goto redo;
2606         }
2607
2608         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2609
2610         if (unlikely(!freelist)) {
2611                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2612                 return NULL;
2613         }
2614
2615         page = c->page;
2616         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2617                 goto load_freelist;
2618
2619         /* Only entered in the debug case */
2620         if (kmem_cache_debug(s) &&
2621                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2622                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2623
2624         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2625         return freelist;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2630  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2631  */
2632 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2633                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2634 {
2635         void *p;
2636         unsigned long flags;
2637
2638         local_irq_save(flags);
2639 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2640         /*
2641          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2642          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2643          * pointer.
2644          */
2645         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2646 #endif
2647
2648         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2649         local_irq_restore(flags);
2650         return p;
2651 }
2652
2653 /*
2654  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2655  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2656  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2657  *
2658  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2659  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2660  *
2661  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2662  */
2663 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2664                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2665 {
2666         void *object;
2667         struct kmem_cache_cpu *c;
2668         struct page *page;
2669         unsigned long tid;
2670
2671         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2672         if (!s)
2673                 return NULL;
2674 redo:
2675         /*
2676          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2677          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2678          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2679          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2680          *
2681          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2682          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2683          * to check if it is matched or not.
2684          */
2685         do {
2686                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2687                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2688         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2689                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2690
2691         /*
2692          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2693          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2694          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2695          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2696          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2697          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2698          */
2699         barrier();
2700
2701         /*
2702          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2703          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2704          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2705          * linked list in between.
2706          */
2707
2708         object = c->freelist;
2709         page = c->page;
2710         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2711                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2712                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2713         } else {
2714                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2715
2716                 /*
2717                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2718                  * operation and if we are on the right processor.
2719                  *
2720                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2721                  * semantics!)
2722                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2723                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2724                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2725                  *
2726                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2727                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2728                  * other cpus.
2729                  */
2730                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2731                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2732                                 object, tid,
2733                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2734
2735                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2736                         goto redo;
2737                 }
2738                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2739                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2740         }
2741
2742         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2743                 memset(object, 0, s->object_size);
2744
2745         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2746
2747         return object;
2748 }
2749
2750 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2751                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2752 {
2753         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2754 }
2755
2756 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2757 {
2758         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2759
2760         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2761                                 s->size, gfpflags);
2762
2763         return ret;
2764 }
2765 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2766
2767 #ifdef CONFIG_TRACING
2768 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2769 {
2770         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2771         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2772         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2773         return ret;
2774 }
2775 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2776 #endif
2777
2778 #ifdef CONFIG_NUMA
2779 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2780 {
2781         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2782
2783         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2784                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2785
2786         return ret;
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2789
2790 #ifdef CONFIG_TRACING
2791 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2792                                     gfp_t gfpflags,
2793                                     int node, size_t size)
2794 {
2795         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2796
2797         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2798                            size, s->size, gfpflags, node);
2799
2800         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2801         return ret;
2802 }
2803 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2804 #endif
2805 #endif
2806
2807 /*
2808  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2809  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2810  *
2811  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2812  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2813  * handling required then we can return immediately.
2814  */
2815 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2816                         void *head, void *tail, int cnt,
2817                         unsigned long addr)
2818
2819 {
2820         void *prior;
2821         int was_frozen;
2822         struct page new;
2823         unsigned long counters;
2824         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2825         unsigned long uninitialized_var(flags);
2826
2827         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2828
2829         if (kmem_cache_debug(s) &&
2830             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2831                 return;
2832
2833         do {
2834                 if (unlikely(n)) {
2835                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2836                         n = NULL;
2837                 }
2838                 prior = page->freelist;
2839                 counters = page->counters;
2840                 set_freepointer(s, tail, prior);
2841                 new.counters = counters;
2842                 was_frozen = new.frozen;
2843                 new.inuse -= cnt;
2844                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2845
2846                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2847
2848                                 /*
2849                                  * Slab was on no list before and will be
2850                                  * partially empty
2851                                  * We can defer the list move and instead
2852                                  * freeze it.
2853                                  */
2854                                 new.frozen = 1;
2855
2856                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2857
2858                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2859                                 /*
2860                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2861                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2862                                  * drop the list_lock without any processing.
2863                                  *
2864                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2865                                  * other processors updating the list of slabs.
2866                                  */
2867                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2868
2869                         }
2870                 }
2871
2872         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2873                 prior, counters,
2874                 head, new.counters,
2875                 "__slab_free"));
2876
2877         if (likely(!n)) {
2878
2879                 /*
2880                  * If we just froze the page then put it onto the
2881                  * per cpu partial list.
2882                  */
2883                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2884                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2885                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2886                 }
2887                 /*
2888                  * The list lock was not taken therefore no list
2889                  * activity can be necessary.
2890                  */
2891                 if (was_frozen)
2892                         stat(s, FREE_FROZEN);
2893                 return;
2894         }
2895
2896         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2897                 goto slab_empty;
2898
2899         /*
2900          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2901          * then add it.
2902          */
2903         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2904                 if (kmem_cache_debug(s))
2905                         remove_full(s, n, page);
2906                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2907                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2908         }
2909         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2910         return;
2911
2912 slab_empty:
2913         if (prior) {
2914                 /*
2915                  * Slab on the partial list.
2916                  */
2917                 remove_partial(n, page);
2918                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2919         } else {
2920                 /* Slab must be on the full list */
2921                 remove_full(s, n, page);
2922         }
2923
2924         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2925         stat(s, FREE_SLAB);
2926         discard_slab(s, page);
2927 }
2928
2929 /*
2930  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2931  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2932  *
2933  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2934  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2935  * the item before.
2936  *
2937  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2938  * with all sorts of special processing.
2939  *
2940  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2941  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2942  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2943  */
2944 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2945                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2946                                 int cnt, unsigned long addr)
2947 {
2948         void *tail_obj = tail ? : head;
2949         struct kmem_cache_cpu *c;
2950         unsigned long tid;
2951 redo:
2952         /*
2953          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2954          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2955          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2956          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2957          */
2958         do {
2959                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2960                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2961         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2962                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2963
2964         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2965         barrier();
2966
2967         if (likely(page == c->page)) {
2968                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2969
2970                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2971                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2972                                 c->freelist, tid,
2973                                 head, next_tid(tid)))) {
2974
2975                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2976                         goto redo;
2977                 }
2978                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2979         } else
2980                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2981
2982 }
2983
2984 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2985                                       void *head, void *tail, int cnt,
2986                                       unsigned long addr)
2987 {
2988         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2989         /*
2990          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2991          * If so, no need to free them.
2992          */
2993         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2994                 return;
2995         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2996 }
2997
2998 #ifdef CONFIG_KASAN
2999 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3000 {
3001         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3002 }
3003 #endif
3004
3005 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3006 {
3007         s = cache_from_obj(s, x);
3008         if (!s)
3009                 return;
3010         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3011         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3012 }
3013 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3014
3015 struct detached_freelist {
3016         struct page *page;
3017         void *tail;
3018         void *freelist;
3019         int cnt;
3020         struct kmem_cache *s;
3021 };
3022
3023 /*
3024  * This function progressively scans the array with free objects (with
3025  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3026  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3027  * page/objects.  This can happen without any need for
3028  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3029  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3030  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3031  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3032  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3033  * to performance reasons.
3034  */
3035 static inline
3036 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3037                             void **p, struct detached_freelist *df)
3038 {
3039         size_t first_skipped_index = 0;
3040         int lookahead = 3;
3041         void *object;
3042         struct page *page;
3043
3044         /* Always re-init detached_freelist */
3045         df->page = NULL;
3046
3047         do {
3048                 object = p[--size];
3049                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3050         } while (!object && size);
3051
3052         if (!object)
3053                 return 0;
3054
3055         page = virt_to_head_page(object);
3056         if (!s) {
3057                 /* Handle kalloc'ed objects */
3058                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3059                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3060                         kfree_hook(object);
3061                         __free_pages(page, compound_order(page));
3062                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3063                         return size;
3064                 }
3065                 /* Derive kmem_cache from object */
3066                 df->s = page->slab_cache;
3067         } else {
3068                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3069         }
3070
3071         /* Start new detached freelist */
3072         df->page = page;
3073         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3074         df->tail = object;
3075         df->freelist = object;
3076         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3077         df->cnt = 1;
3078
3079         while (size) {
3080                 object = p[--size];
3081                 if (!object)
3082                         continue; /* Skip processed objects */
3083
3084                 /* df->page is always set at this point */
3085                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3086                         /* Opportunity build freelist */
3087                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3088                         df->freelist = object;
3089                         df->cnt++;
3090                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3091
3092                         continue;
3093                 }
3094
3095                 /* Limit look ahead search */
3096                 if (!--lookahead)
3097                         break;
3098
3099                 if (!first_skipped_index)
3100                         first_skipped_index = size + 1;
3101         }
3102
3103         return first_skipped_index;
3104 }
3105
3106 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3107 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3108 {
3109         if (WARN_ON(!size))
3110                 return;
3111
3112         do {
3113                 struct detached_freelist df;
3114
3115                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3116                 if (!df.page)
3117                         continue;
3118
3119                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3120         } while (likely(size));
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3123
3124 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3125 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3126                           void **p)
3127 {
3128         struct kmem_cache_cpu *c;
3129         int i;
3130
3131         /* memcg and kmem_cache debug support */
3132         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3133         if (unlikely(!s))
3134                 return false;
3135         /*
3136          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3137          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3138          * handlers invoking normal fastpath.
3139          */
3140         local_irq_disable();
3141         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3142
3143         for (i = 0; i < size; i++) {
3144                 void *object = c->freelist;
3145
3146                 if (unlikely(!object)) {
3147                         /*
3148                          * Invoking slow path likely have side-effect
3149                          * of re-populating per CPU c->freelist
3150                          */
3151                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3152                                             _RET_IP_, c);
3153                         if (unlikely(!p[i]))
3154                                 goto error;
3155
3156                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3157                         continue; /* goto for-loop */
3158                 }
3159                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3160                 p[i] = object;
3161         }
3162         c->tid = next_tid(c->tid);
3163         local_irq_enable();
3164
3165         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3166         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3167                 int j;
3168
3169                 for (j = 0; j < i; j++)
3170                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3171         }
3172
3173         /* memcg and kmem_cache debug support */
3174         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3175         return i;
3176 error:
3177         local_irq_enable();
3178         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3179         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3180         return 0;
3181 }
3182 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3183
3184
3185 /*
3186  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3187  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3188  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3189  * another.
3190  *
3191  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3192  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3193  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3194  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3195  * locking overhead.
3196  */
3197
3198 /*
3199  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3200  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3201  * and increases the number of allocations possible without having to
3202  * take the list_lock.
3203  */
3204 static int slub_min_order;
3205 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3206 static int slub_min_objects;
3207
3208 /*
3209  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3210  *
3211  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3212  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3213  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3214  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3215  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3216  * would be wasted.
3217  *
3218  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3219  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3220  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3221  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3222  *
3223  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3224  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3225  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3226  * of space in favor of a small page order.
3227  *
3228  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3229  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3230  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3231  * the smallest order which will fit the object.
3232  */
3233 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3234                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3235 {
3236         int order;
3237         int rem;
3238         int min_order = slub_min_order;
3239
3240         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3241                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3242
3243         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3244                         order <= max_order; order++) {
3245
3246                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3247
3248                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3249
3250                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3251                         break;
3252         }
3253
3254         return order;
3255 }
3256
3257 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3258 {
3259         int order;
3260         int min_objects;
3261         int fraction;
3262         int max_objects;
3263
3264         /*
3265          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3266          * works by first attempting to generate a layout with
3267          * the best configuration and backing off gradually.
3268          *
3269          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3270          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3271          */
3272         min_objects = slub_min_objects;
3273         if (!min_objects)
3274                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3275         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3276         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3277
3278         while (min_objects > 1) {
3279                 fraction = 16;
3280                 while (fraction >= 4) {
3281                         order = slab_order(size, min_objects,
3282                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3283                         if (order <= slub_max_order)
3284                                 return order;
3285                         fraction /= 2;
3286                 }
3287                 min_objects--;
3288         }
3289
3290         /*
3291          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3292          * lets see if we can place a single object there.
3293          */
3294         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3295         if (order <= slub_max_order)
3296                 return order;
3297
3298         /*
3299          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3300          */
3301         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3302         if (order < MAX_ORDER)
3303                 return order;
3304         return -ENOSYS;
3305 }
3306
3307 static void
3308 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3309 {
3310         n->nr_partial = 0;
3311         spin_lock_init(&n->list_lock);
3312         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3313 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3314         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3315         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3316         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3317 #endif
3318 }
3319
3320 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3321 {
3322         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3323                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3324
3325         /*
3326          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3327          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3328          */
3329         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3330                                      2 * sizeof(void *));
3331
3332         if (!s->cpu_slab)
3333                 return 0;
3334
3335         init_kmem_cache_cpus(s);
3336
3337         return 1;
3338 }
3339
3340 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3341
3342 /*
3343  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3344  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3345  * possible.
3346  *
3347  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3348  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3349  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3350  */
3351 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3352 {
3353         struct page *page;
3354         struct kmem_cache_node *n;
3355
3356         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3357
3358         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3359
3360         BUG_ON(!page);
3361         if (page_to_nid(page) != node) {
3362                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3363                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3364         }
3365
3366         n = page->freelist;
3367         BUG_ON(!n);
3368         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3369         page->inuse = 1;
3370         page->frozen = 0;
3371         kmem_cache_node->node[node] = n;
3372 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3373         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3374         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3375 #endif
3376         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3377                       GFP_KERNEL);
3378         init_kmem_cache_node(n);
3379         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3380
3381         /*
3382          * No locks need to be taken here as it has just been
3383          * initialized and there is no concurrent access.
3384          */
3385         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3386 }
3387
3388 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3389 {
3390         int node;
3391         struct kmem_cache_node *n;
3392
3393         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3394                 s->node[node] = NULL;
3395                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3396         }
3397 }
3398
3399 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3400 {
3401         cache_random_seq_destroy(s);
3402         free_percpu(s->cpu_slab);
3403         free_kmem_cache_nodes(s);
3404 }
3405
3406 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3407 {
3408         int node;
3409
3410         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3411                 struct kmem_cache_node *n;
3412
3413                 if (slab_state == DOWN) {
3414                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3415                         continue;
3416                 }
3417                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3418                                                 GFP_KERNEL, node);
3419
3420                 if (!n) {
3421                         free_kmem_cache_nodes(s);
3422                         return 0;
3423                 }
3424
3425                 init_kmem_cache_node(n);
3426                 s->node[node] = n;
3427         }
3428         return 1;
3429 }
3430
3431 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3432 {
3433         if (min < MIN_PARTIAL)
3434                 min = MIN_PARTIAL;
3435         else if (min > MAX_PARTIAL)
3436                 min = MAX_PARTIAL;
3437         s->min_partial = min;
3438 }
3439
3440 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3441 {
3442 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3443         /*
3444          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3445          * per cpu partial lists of a processor.
3446          *
3447          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3448          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3449          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3450          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3451          *
3452          * This setting also determines
3453          *
3454          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3455          *    per node list when we reach the limit.
3456          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3457          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3458          *    50% to keep some capacity around for frees.
3459          */
3460         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3461                 s->cpu_partial = 0;
3462         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3463                 s->cpu_partial = 2;
3464         else if (s->size >= 1024)
3465                 s->cpu_partial = 6;
3466         else if (s->size >= 256)
3467                 s->cpu_partial = 13;
3468         else
3469                 s->cpu_partial = 30;
3470 #endif
3471 }
3472
3473 /*
3474  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3475  * a slab object.
3476  */
3477 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3478 {
3479         unsigned long flags = s->flags;
3480         size_t size = s->object_size;
3481         int order;
3482
3483         /*
3484          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3485          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3486          * the possible location of the free pointer.
3487          */
3488         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3489
3490 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3491         /*
3492          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3493          * the slab may touch the object after free or before allocation
3494          * then we should never poison the object itself.
3495          */
3496         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3497                         !s->ctor)
3498                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3499         else
3500                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3501
3502
3503         /*
3504          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3505          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3506          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3507          */
3508         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3509                 size += sizeof(void *);
3510 #endif
3511
3512         /*
3513          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3514          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3515          */
3516         s->inuse = size;
3517
3518         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3519                 s->ctor)) {
3520                 /*
3521                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3522                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3523                  * kmem_cache_free.
3524                  *
3525                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3526                  * destructor or are poisoning the objects.
3527                  */
3528                 s->offset = size;
3529                 size += sizeof(void *);
3530         }
3531
3532 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3533         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3534                 /*
3535                  * Need to store information about allocs and frees after
3536                  * the object.
3537                  */
3538                 size += 2 * sizeof(struct track);
3539 #endif
3540
3541         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3542 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3543         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3544                 /*
3545                  * Add some empty padding so that we can catch
3546                  * overwrites from earlier objects rather than let
3547                  * tracking information or the free pointer be
3548                  * corrupted if a user writes before the start
3549                  * of the object.
3550                  */
3551                 size += sizeof(void *);
3552
3553                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3554                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3555                 size += s->red_left_pad;
3556         }
3557 #endif
3558
3559         /*
3560          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3561          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3562          * each object to conform to the alignment.
3563          */
3564         size = ALIGN(size, s->align);
3565         s->size = size;
3566         if (forced_order >= 0)
3567                 order = forced_order;
3568         else
3569                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3570
3571         if (order < 0)
3572                 return 0;
3573
3574         s->allocflags = 0;
3575         if (order)
3576                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3577
3578         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3579                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3580
3581         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3582                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3583
3584         /*
3585          * Determine the number of objects per slab
3586          */
3587         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3588         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3589         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3590                 s->max = s->oo;
3591
3592         return !!oo_objects(s->oo);
3593 }
3594
3595 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3596 {
3597         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3598         s->reserved = 0;
3599 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3600         s->random = get_random_long();
3601 #endif
3602
3603         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3604                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3605
3606         if (!calculate_sizes(s, -1))
3607                 goto error;
3608         if (disable_higher_order_debug) {
3609                 /*
3610                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3611                  * order increased.
3612                  */
3613                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3614                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3615                         s->offset = 0;
3616                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3617                                 goto error;
3618                 }
3619         }
3620
3621 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3622     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3623         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3624                 /* Enable fast mode */
3625                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3626 #endif
3627
3628         /*
3629          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3630          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3631          */
3632         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3633
3634         set_cpu_partial(s);
3635
3636 #ifdef CONFIG_NUMA
3637         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3638 #endif
3639
3640         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3641         if (slab_state >= UP) {
3642                 if (init_cache_random_seq(s))
3643                         goto error;
3644         }
3645
3646         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3647                 goto error;
3648
3649         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3650                 return 0;
3651
3652         free_kmem_cache_nodes(s);
3653 error:
3654         if (flags & SLAB_PANIC)
3655                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3656                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3657                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3658         return -EINVAL;
3659 }
3660
3661 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3662                                                         const char *text)
3663 {
3664 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3665         void *addr = page_address(page);
3666         void *p;
3667         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3668                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3669         if (!map)
3670                 return;
3671         slab_err(s, page, text, s->name);
3672         slab_lock(page);
3673
3674         get_map(s, page, map);
3675         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3676
3677                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3678                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3679                         print_tracking(s, p);
3680                 }
3681         }
3682         slab_unlock(page);
3683         kfree(map);
3684 #endif
3685 }
3686
3687 /*
3688  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3689  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3690  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3691  */
3692 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3693 {
3694         LIST_HEAD(discard);
3695         struct page *page, *h;
3696
3697         BUG_ON(irqs_disabled());
3698         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3699         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3700                 if (!page->inuse) {
3701                         remove_partial(n, page);
3702                         list_add(&page->lru, &discard);
3703                 } else {
3704                         list_slab_objects(s, page,
3705                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3706                 }
3707         }
3708         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3709
3710         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3711                 discard_slab(s, page);
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Release all resources used by a slab cache.
3716  */
3717 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3718 {
3719         int node;
3720         struct kmem_cache_node *n;
3721
3722         flush_all(s);
3723         /* Attempt to free all objects */
3724         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3725                 free_partial(s, n);
3726                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3727                         return 1;
3728         }
3729         sysfs_slab_remove(s);
3730         return 0;
3731 }
3732
3733 /********************************************************************
3734  *              Kmalloc subsystem
3735  *******************************************************************/
3736
3737 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3738 {
3739         get_option(&str, &slub_min_order);
3740
3741         return 1;
3742 }
3743
3744 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3745
3746 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3747 {
3748         get_option(&str, &slub_max_order);
3749         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3750
3751         return 1;
3752 }
3753
3754 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3755
3756 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3757 {
3758         get_option(&str, &slub_min_objects);
3759
3760         return 1;
3761 }
3762
3763 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3764
3765 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3766 {
3767         struct kmem_cache *s;
3768         void *ret;
3769
3770         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3771                 return kmalloc_large(size, flags);
3772
3773         s = kmalloc_slab(size, flags);
3774
3775         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3776                 return s;
3777
3778         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3779
3780         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3781
3782         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3783
3784         return ret;
3785 }
3786 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3787
3788 #ifdef CONFIG_NUMA
3789 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3790 {
3791         struct page *page;
3792         void *ptr = NULL;
3793
3794         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3795         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3796         if (page)
3797                 ptr = page_address(page);
3798
3799         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3800         return ptr;
3801 }
3802
3803 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3804 {
3805         struct kmem_cache *s;
3806         void *ret;
3807
3808         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3809                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3810
3811                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3812                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3813                                    flags, node);
3814
3815                 return ret;
3816         }
3817
3818         s = kmalloc_slab(size, flags);
3819
3820         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3821                 return s;
3822
3823         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3824
3825         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3826
3827         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3828
3829         return ret;
3830 }
3831 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3832 #endif
3833
3834 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3835 /*
3836  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3837  *
3838  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3839  * to indicate an error.
3840  */
3841 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3842                                 struct page *page)
3843 {
3844         struct kmem_cache *s;
3845         unsigned long offset;
3846         size_t object_size;
3847
3848         /* Find object and usable object size. */
3849         s = page->slab_cache;
3850         object_size = slab_ksize(s);
3851
3852         /* Reject impossible pointers. */
3853         if (ptr < page_address(page))
3854                 return s->name;
3855
3856         /* Find offset within object. */
3857         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3858
3859         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3860         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3861                 if (offset < s->red_left_pad)
3862                         return s->name;
3863                 offset -= s->red_left_pad;
3864         }
3865
3866         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3867         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3868                 return NULL;
3869
3870         return s->name;
3871 }
3872 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3873
3874 static size_t __ksize(const void *object)
3875 {
3876         struct page *page;
3877
3878         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3879                 return 0;
3880
3881         page = virt_to_head_page(object);
3882
3883         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3884                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3885                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3886         }
3887
3888         return slab_ksize(page->slab_cache);
3889 }
3890
3891 size_t ksize(const void *object)
3892 {
3893         size_t size = __ksize(object);
3894         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3895          * so we need to unpoison this area.
3896          */
3897         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3898         return size;
3899 }
3900 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3901
3902 void kfree(const void *x)
3903 {
3904         struct page *page;
3905         void *object = (void *)x;
3906
3907         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3908
3909         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3910                 return;
3911
3912         page = virt_to_head_page(x);
3913         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3914                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3915                 kfree_hook(x);
3916                 __free_pages(page, compound_order(page));
3917                 return;
3918         }
3919         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3920 }
3921 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3922
3923 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3924
3925 /*
3926  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3927  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3928  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3929  *
3930  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3931  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3932  * are freed in them.
3933  */
3934 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3935 {
3936         int node;
3937         int i;
3938         struct kmem_cache_node *n;
3939         struct page *page;
3940         struct page *t;
3941         struct list_head discard;
3942         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3943         unsigned long flags;
3944         int ret = 0;
3945
3946         flush_all(s);
3947         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3948                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3949                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3950                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3951
3952                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3953
3954                 /*
3955                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3956                  *
3957                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3958                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3959                  */
3960                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3961                         int free = page->objects - page->inuse;
3962
3963                         /* Do not reread page->inuse */
3964                         barrier();
3965
3966                         /* We do not keep full slabs on the list */
3967                         BUG_ON(free <= 0);
3968
3969                         if (free == page->objects) {
3970                                 list_move(&page->lru, &discard);
3971                                 n->nr_partial--;
3972                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3973                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3974                 }
3975
3976                 /*
3977                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3978                  * partial list.
3979                  */
3980                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3981                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3982
3983                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3984
3985                 /* Release empty slabs */
3986                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3987                         discard_slab(s, page);
3988
3989                 if (slabs_node(s, node))
3990                         ret = 1;
3991         }
3992
3993         return ret;
3994 }
3995
3996 #ifdef CONFIG_MEMCG
3997 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3998 {
3999         /*
4000          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4001          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4002          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4003          * destroy @s until the associated memcg is released.
4004          *
4005          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4006          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4007          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4008          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4009          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4010          */
4011         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4012                 sysfs_slab_remove(s);
4013 }
4014
4015 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4016 {
4017         /*
4018          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4019          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4020          */
4021         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4022         s->min_partial = 0;
4023
4024         /*
4025          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4026          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4027          */
4028         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4029 }
4030 #endif
4031
4032 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4033 {
4034         struct kmem_cache *s;
4035
4036         mutex_lock(&slab_mutex);
4037         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4038                 __kmem_cache_shrink(s);
4039         mutex_unlock(&slab_mutex);
4040
4041         return 0;
4042 }
4043
4044 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4045 {
4046         struct kmem_cache_node *n;
4047         struct kmem_cache *s;
4048         struct memory_notify *marg = arg;
4049         int offline_node;
4050
4051         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4052
4053         /*
4054          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4055          * for it yet.
4056          */
4057         if (offline_node < 0)
4058                 return;
4059
4060         mutex_lock(&slab_mutex);
4061         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4062                 n = get_node(s, offline_node);
4063                 if (n) {
4064                         /*
4065                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4066                          * that is going down. We were unable to free them,
4067                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4068                          * callback. So, we must fail.
4069                          */
4070                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4071
4072                         s->node[offline_node] = NULL;
4073                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4074                 }
4075         }
4076         mutex_unlock(&slab_mutex);
4077 }
4078
4079 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4080 {
4081         struct kmem_cache_node *n;
4082         struct kmem_cache *s;
4083         struct memory_notify *marg = arg;
4084         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4085         int ret = 0;
4086
4087         /*
4088          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4089          * already created. Nothing to do.
4090          */
4091         if (nid < 0)
4092                 return 0;
4093
4094         /*
4095          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4096          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4097          * online.
4098          */
4099         mutex_lock(&slab_mutex);
4100         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4101                 /*
4102                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4103                  *      since memory is not yet available from the node that
4104                  *      is brought up.
4105                  */
4106                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4107                 if (!n) {
4108                         ret = -ENOMEM;
4109                         goto out;
4110                 }
4111                 init_kmem_cache_node(n);
4112                 s->node[nid] = n;
4113         }
4114 out:
4115         mutex_unlock(&slab_mutex);
4116         return ret;
4117 }
4118
4119 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4120                                 unsigned long action, void *arg)
4121 {
4122         int ret = 0;
4123
4124         switch (action) {
4125         case MEM_GOING_ONLINE:
4126                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4127                 break;
4128         case MEM_GOING_OFFLINE:
4129                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4130                 break;
4131         case MEM_OFFLINE:
4132         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4133                 slab_mem_offline_callback(arg);
4134                 break;
4135         case MEM_ONLINE:
4136         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4137                 break;
4138         }
4139         if (ret)
4140                 ret = notifier_from_errno(ret);
4141         else
4142                 ret = NOTIFY_OK;
4143         return ret;
4144 }
4145
4146 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4147         .notifier_call = slab_memory_callback,
4148         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4149 };
4150
4151 /********************************************************************
4152  *                      Basic setup of slabs
4153  *******************************************************************/
4154
4155 /*
4156  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4157  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4158  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4159  */
4160
4161 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4162 {
4163         int node;
4164         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4165         struct kmem_cache_node *n;
4166
4167         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4168
4169         /*
4170          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4171          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4172          * IPIs around.
4173          */
4174         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4175         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4176                 struct page *p;
4177
4178                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4179                         p->slab_cache = s;
4180
4181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4182                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4183                         p->slab_cache = s;
4184 #endif
4185         }
4186         slab_init_memcg_params(s);
4187         list_add(&s->list, &slab_caches);
4188         memcg_link_cache(s);
4189         return s;
4190 }
4191
4192 void __init kmem_cache_init(void)
4193 {
4194         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4195                 boot_kmem_cache_node;
4196
4197         if (debug_guardpage_minorder())
4198                 slub_max_order = 0;
4199
4200         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4201         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4202
4203         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4204                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4205
4206         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4207
4208         /* Able to allocate the per node structures */
4209         slab_state = PARTIAL;
4210
4211         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4212                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4213                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4214                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4215
4216         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4217
4218         /*
4219          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4220          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4221          * update any list pointers.
4222          */
4223         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4224
4225         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4226         setup_kmalloc_cache_index_table();
4227         create_kmalloc_caches(0);
4228
4229         /* Setup random freelists for each cache */
4230         init_freelist_randomization();
4231
4232         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4233                                   slub_cpu_dead);
4234
4235         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
4236                 cache_line_size(),
4237                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4238                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4239 }
4240
4241 void __init kmem_cache_init_late(void)
4242 {
4243 }
4244
4245 struct kmem_cache *
4246 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4247                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4248 {
4249         struct kmem_cache *s, *c;
4250
4251         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4252         if (s) {
4253                 s->refcount++;
4254
4255                 /*
4256                  * Adjust the object sizes so that we clear
4257                  * the complete object on kzalloc.
4258                  */
4259                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4260                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4261
4262                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4263                         c->object_size = s->object_size;
4264                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4265                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4266                 }
4267
4268                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4269                         s->refcount--;
4270                         s = NULL;
4271                 }
4272         }
4273
4274         return s;
4275 }
4276
4277 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4278 {
4279         int err;
4280
4281         err = kmem_cache_open(s, flags);
4282         if (err)
4283                 return err;
4284
4285         /* Mutex is not taken during early boot */
4286         if (slab_state <= UP)
4287                 return 0;
4288
4289         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4290         err = sysfs_slab_add(s);
4291         if (err)
4292                 __kmem_cache_release(s);
4293
4294         return err;
4295 }
4296
4297 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4298 {
4299         struct kmem_cache *s;
4300         void *ret;
4301
4302         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4303                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4304
4305         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4306
4307         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4308                 return s;
4309
4310         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4311
4312         /* Honor the call site pointer we received. */
4313         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4314
4315         return ret;
4316 }
4317
4318 #ifdef CONFIG_NUMA
4319 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4320                                         int node, unsigned long caller)
4321 {
4322         struct kmem_cache *s;
4323         void *ret;
4324
4325         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4326                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4327
4328                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4329                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4330                                    gfpflags, node);
4331
4332                 return ret;
4333         }
4334
4335         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4336
4337         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4338                 return s;
4339
4340         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4341
4342         /* Honor the call site pointer we received. */
4343         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4344
4345         return ret;
4346 }
4347 #endif
4348
4349 #ifdef CONFIG_SYSFS
4350 static int count_inuse(struct page *page)
4351 {
4352         return page->inuse;
4353 }
4354
4355 static int count_total(struct page *page)
4356 {
4357         return page->objects;
4358 }
4359 #endif
4360
4361 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4362 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4363                                                 unsigned long *map)
4364 {
4365         void *p;
4366         void *addr = page_address(page);
4367
4368         if (!check_slab(s, page) ||
4369                         !on_freelist(s, page, NULL))
4370                 return 0;
4371
4372         /* Now we know that a valid freelist exists */
4373         bitmap_zero(map, page->objects);
4374
4375         get_map(s, page, map);
4376         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4377                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4378                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4379                                 return 0;
4380         }
4381
4382         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4383                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4384                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4385                                 return 0;
4386         return 1;
4387 }
4388
4389 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4390                                                 unsigned long *map)
4391 {
4392         slab_lock(page);
4393         validate_slab(s, page, map);
4394         slab_unlock(page);
4395 }
4396
4397 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4398                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4399 {
4400         unsigned long count = 0;
4401         struct page *page;
4402         unsigned long flags;
4403
4404         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4405
4406         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4407                 validate_slab_slab(s, page, map);
4408                 count++;
4409         }
4410         if (count != n->nr_partial)
4411                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4412                        s->name, count, n->nr_partial);
4413
4414         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4415                 goto out;
4416
4417         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4418                 validate_slab_slab(s, page, map);
4419                 count++;
4420         }
4421         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4422                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4423                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4424
4425 out:
4426         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4427         return count;
4428 }
4429
4430 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4431 {
4432         int node;
4433         unsigned long count = 0;
4434         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4435                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4436         struct kmem_cache_node *n;
4437
4438         if (!map)
4439                 return -ENOMEM;
4440
4441         flush_all(s);
4442         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4443                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4444         kfree(map);
4445         return count;
4446 }
4447 /*
4448  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4449  * and freed.
4450  */
4451
4452 struct location {
4453         unsigned long count;
4454         unsigned long addr;
4455         long long sum_time;
4456         long min_time;
4457         long max_time;
4458         long min_pid;
4459         long max_pid;
4460         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4461         nodemask_t nodes;
4462 };
4463
4464 struct loc_track {
4465         unsigned long max;
4466         unsigned long count;
4467         struct location *loc;
4468 };
4469
4470 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4471 {
4472         if (t->max)
4473                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4474                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4475 }
4476
4477 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4478 {
4479         struct location *l;
4480         int order;
4481
4482         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4483
4484         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4485         if (!l)
4486                 return 0;
4487
4488         if (t->count) {
4489                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4490                 free_loc_track(t);
4491         }
4492         t->max = max;
4493         t->loc = l;
4494         return 1;
4495 }
4496
4497 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4498                                 const struct track *track)
4499 {
4500         long start, end, pos;
4501         struct location *l;
4502         unsigned long caddr;
4503         unsigned long age = jiffies - track->when;
4504
4505         start = -1;
4506         end = t->count;
4507
4508         for ( ; ; ) {
4509                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4510
4511                 /*
4512                  * There is nothing at "end". If we end up there
4513                  * we need to add something to before end.
4514                  */
4515                 if (pos == end)
4516                         break;
4517
4518                 caddr = t->loc[pos].addr;
4519                 if (track->addr == caddr) {
4520
4521                         l = &t->loc[pos];
4522                         l->count++;
4523                         if (track->when) {
4524                                 l->sum_time += age;
4525                                 if (age < l->min_time)
4526                                         l->min_time = age;
4527                                 if (age > l->max_time)
4528                                         l->max_time = age;
4529
4530                                 if (track->pid < l->min_pid)
4531                                         l->min_pid = track->pid;
4532                                 if (track->pid > l->max_pid)
4533                                         l->max_pid = track->pid;
4534
4535                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4536                                                 to_cpumask(l->cpus));
4537                         }
4538                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4539                         return 1;
4540                 }
4541
4542                 if (track->addr < caddr)
4543                         end = pos;
4544                 else
4545                         start = pos;
4546         }
4547
4548         /*
4549          * Not found. Insert new tracking element.
4550          */
4551         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4552                 return 0;
4553
4554         l = t->loc + pos;
4555         if (pos < t->count)
4556                 memmove(l + 1, l,
4557                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4558         t->count++;
4559         l->count = 1;
4560         l->addr = track->addr;
4561         l->sum_time = age;
4562         l->min_time = age;
4563         l->max_time = age;
4564         l->min_pid = track->pid;
4565         l->max_pid = track->pid;
4566         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4567         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4568         nodes_clear(l->nodes);
4569         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4570         return 1;
4571 }
4572
4573 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4574                 struct page *page, enum track_item alloc,
4575                 unsigned long *map)
4576 {
4577         void *addr = page_address(page);
4578         void *p;
4579
4580         bitmap_zero(map, page->objects);
4581         get_map(s, page, map);
4582
4583         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4584                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4585                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4586 }
4587
4588 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4589                                         enum track_item alloc)
4590 {
4591         int len = 0;
4592         unsigned long i;
4593         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4594         int node;
4595         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4596                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4597         struct kmem_cache_node *n;
4598
4599         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4600                                      GFP_TEMPORARY)) {
4601                 kfree(map);
4602                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4603         }
4604         /* Push back cpu slabs */
4605         flush_all(s);
4606
4607         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4608                 unsigned long flags;
4609                 struct page *page;
4610
4611                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4612                         continue;
4613
4614                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4615                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4616                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4617                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4618                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4619                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4620         }
4621
4622         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4623                 struct location *l = &t.loc[i];
4624
4625                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4626                         break;
4627                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4628
4629                 if (l->addr)
4630                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4631                 else
4632                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4633
4634                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4635                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4636                                 l->min_time,
4637                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4638                                 l->max_time);
4639                 } else
4640                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4641                                 l->min_time);
4642
4643                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4644                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4645                                 l->min_pid, l->max_pid);
4646                 else
4647                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4648                                 l->min_pid);
4649
4650                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4651                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4652                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4653                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4654                                          " cpus=%*pbl",
4655                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4656
4657                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4658                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4659                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4660                                          " nodes=%*pbl",
4661                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4662
4663                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4664         }
4665
4666         free_loc_track(&t);
4667         kfree(map);
4668         if (!t.count)
4669                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4670         return len;
4671 }
4672 #endif
4673
4674 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4675 static void __init resiliency_test(void)
4676 {
4677         u8 *p;
4678
4679         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4680
4681         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4682         pr_err("-----------------------\n");
4683         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4684
4685         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4686         p[16] = 0x12;
4687         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4688                p + 16);
4689
4690         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4691
4692         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4693         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4694         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4695         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4696                p);
4697         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4698
4699         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4700         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4701         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4702         *p = 0x56;
4703         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4704                p);
4705         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4706         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4707
4708         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4709         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4710         kfree(p);
4711         *p = 0x78;
4712         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4713         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4714
4715         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4716         kfree(p);
4717         p[50] = 0x9a;
4718         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4719         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4720
4721         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4722         kfree(p);
4723         p[512] = 0xab;
4724         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4725         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4726 }
4727 #else
4728 #ifdef CONFIG_SYSFS
4729 static void resiliency_test(void) {};
4730 #endif
4731 #endif
4732
4733 #ifdef CONFIG_SYSFS
4734 enum slab_stat_type {
4735         SL_ALL,                 /* All slabs */
4736         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4737         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4738         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4739         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4740 };
4741
4742 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4743 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4744 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4745 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4746 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4747
4748 #ifdef CONFIG_MEMCG
4749 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4750
4751 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4752 {
4753         int v;
4754
4755         if (get_option(&str, &v) > 0)
4756                 memcg_sysfs_enabled = v;
4757
4758         return 1;
4759 }
4760
4761 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4762 #endif
4763
4764 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4765                             char *buf, unsigned long flags)
4766 {
4767         unsigned long total = 0;
4768         int node;
4769         int x;
4770         unsigned long *nodes;
4771
4772         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4773         if (!nodes)
4774                 return -ENOMEM;
4775
4776         if (flags & SO_CPU) {
4777                 int cpu;
4778
4779                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4780                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4781                                                                cpu);
4782                         int node;
4783                         struct page *page;
4784
4785                         page = READ_ONCE(c->page);
4786                         if (!page)
4787                                 continue;
4788
4789                         node = page_to_nid(page);
4790                         if (flags & SO_TOTAL)
4791                                 x = page->objects;
4792                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4793                                 x = page->inuse;
4794                         else
4795                                 x = 1;
4796
4797                         total += x;
4798                         nodes[node] += x;
4799
4800                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4801                         if (page) {
4802                                 node = page_to_nid(page);
4803                                 if (flags & SO_TOTAL)
4804                                         WARN_ON_ONCE(1);
4805                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4806                                         WARN_ON_ONCE(1);
4807                                 else
4808                                         x = page->pages;
4809                                 total += x;
4810                                 nodes[node] += x;
4811                         }
4812                 }
4813         }
4814
4815         get_online_mems();
4816 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4817         if (flags & SO_ALL) {
4818                 struct kmem_cache_node *n;
4819
4820                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4821
4822                         if (flags & SO_TOTAL)
4823                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4824                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4825                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4826                                         count_partial(n, count_free);
4827                         else
4828                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4829                         total += x;
4830                         nodes[node] += x;
4831                 }
4832
4833         } else
4834 #endif
4835         if (flags & SO_PARTIAL) {
4836                 struct kmem_cache_node *n;
4837
4838                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4839                         if (flags & SO_TOTAL)
4840                                 x = count_partial(n, count_total);
4841                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4842                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4843                         else
4844                                 x = n->nr_partial;
4845                         total += x;
4846                         nodes[node] += x;
4847                 }
4848         }
4849         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4850 #ifdef CONFIG_NUMA
4851         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4852                 if (nodes[node])
4853                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4854                                         node, nodes[node]);
4855 #endif
4856         put_online_mems();
4857         kfree(nodes);
4858         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4859 }
4860
4861 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4862 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4863 {
4864         int node;
4865         struct kmem_cache_node *n;
4866
4867         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4868                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4869                         return 1;
4870
4871         return 0;
4872 }
4873 #endif
4874
4875 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4876 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4877
4878 struct slab_attribute {
4879         struct attribute attr;
4880         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4881         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4882 };
4883
4884 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4885         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4886         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4887
4888 #define SLAB_ATTR(_name) \
4889         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4890         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4891
4892 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4893 {
4894         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4895 }
4896 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4897
4898 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4899 {
4900         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4901 }
4902 SLAB_ATTR_RO(align);
4903
4904 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4905 {
4906         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4907 }
4908 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4909
4910 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4911 {
4912         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4913 }
4914 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4915
4916 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4917                                 const char *buf, size_t length)
4918 {
4919         unsigned long order;
4920         int err;
4921
4922         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4923         if (err)
4924                 return err;
4925
4926         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4927                 return -EINVAL;
4928
4929         calculate_sizes(s, order);
4930         return length;
4931 }
4932
4933 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4934 {
4935         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4936 }
4937 SLAB_ATTR(order);
4938
4939 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4940 {
4941         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4942 }
4943
4944 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4945                                  size_t length)
4946 {
4947         unsigned long min;
4948         int err;
4949
4950         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4951         if (err)
4952                 return err;
4953
4954         set_min_partial(s, min);
4955         return length;
4956 }
4957 SLAB_ATTR(min_partial);
4958
4959 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4960 {
4961         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4962 }
4963
4964 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4965                                  size_t length)
4966 {
4967         unsigned long objects;
4968         int err;
4969
4970         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4971         if (err)
4972                 return err;
4973         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4974                 return -EINVAL;
4975
4976         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4977         flush_all(s);
4978         return length;
4979 }
4980 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4981
4982 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4983 {
4984         if (!s->ctor)
4985                 return 0;
4986         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4987 }
4988 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4989
4990 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4991 {
4992         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4993 }
4994 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4995
4996 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4997 {
4998         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4999 }
5000 SLAB_ATTR_RO(partial);
5001
5002 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5003 {
5004         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5005 }
5006 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5007
5008 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5009 {
5010         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5011 }
5012 SLAB_ATTR_RO(objects);
5013
5014 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5015 {
5016         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5017 }
5018 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5019
5020 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5021 {
5022         int objects = 0;
5023         int pages = 0;
5024         int cpu;
5025         int len;
5026
5027         for_each_online_cpu(cpu) {
5028                 struct page *page;
5029
5030                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5031
5032                 if (page) {
5033                         pages += page->pages;
5034                         objects += page->pobjects;
5035                 }
5036         }
5037
5038         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5039
5040 #ifdef CONFIG_SMP
5041         for_each_online_cpu(cpu) {
5042                 struct page *page;
5043
5044                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5045
5046                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5047                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5048                                 page->pobjects, page->pages);
5049         }
5050 #endif
5051         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5052 }
5053 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5054
5055 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5058 }
5059
5060 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5061                                 const char *buf, size_t length)
5062 {
5063         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5064         if (buf[0] == '1')
5065                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5066         return length;
5067 }
5068 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5069
5070 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5071 {
5072         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5073 }
5074 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5075
5076 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5077 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5078 {
5079         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5080 }
5081 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5082 #endif
5083
5084 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5085 {
5086         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5087 }
5088 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5089
5090 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5091 {
5092         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5093 }
5094 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5095
5096 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5097 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5098 {
5099         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5100 }
5101 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5102
5103 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5104 {
5105         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5106 }
5107 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5108
5109 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5110 {
5111         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5112 }
5113
5114 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5115                                 const char *buf, size_t length)
5116 {
5117         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5118         if (buf[0] == '1') {
5119                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5120                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5121         }
5122         return length;
5123 }
5124 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5125
5126 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5127 {
5128         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5129 }
5130
5131 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5132                                                         size_t length)
5133 {
5134         /*
5135          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5136          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5137          * cache into an umergeable one.
5138          */
5139         if (s->refcount > 1)
5140                 return -EINVAL;
5141
5142         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5143         if (buf[0] == '1') {
5144                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5145                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5146         }
5147         return length;
5148 }
5149 SLAB_ATTR(trace);
5150
5151 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5152 {
5153         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5154 }
5155
5156 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5157                                 const char *buf, size_t length)
5158 {
5159         if (any_slab_objects(s))
5160                 return -EBUSY;
5161
5162         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5163         if (buf[0] == '1') {
5164                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5165         }
5166         calculate_sizes(s, -1);
5167         return length;
5168 }
5169 SLAB_ATTR(red_zone);
5170
5171 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5172 {
5173         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5174 }
5175
5176 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5177                                 const char *buf, size_t length)
5178 {
5179         if (any_slab_objects(s))
5180                 return -EBUSY;
5181
5182         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5183         if (buf[0] == '1') {
5184                 s->flags |= SLAB_POISON;
5185         }
5186         calculate_sizes(s, -1);
5187         return length;
5188 }
5189 SLAB_ATTR(poison);
5190
5191 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5192 {
5193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5194 }
5195
5196 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5197                                 const char *buf, size_t length)
5198 {
5199         if (any_slab_objects(s))
5200                 return -EBUSY;
5201
5202         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5203         if (buf[0] == '1') {
5204                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5205                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5206         }
5207         calculate_sizes(s, -1);
5208         return length;
5209 }
5210 SLAB_ATTR(store_user);
5211
5212 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         return 0;
5215 }
5216
5217 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5218                         const char *buf, size_t length)
5219 {
5220         int ret = -EINVAL;
5221
5222         if (buf[0] == '1') {
5223                 ret = validate_slab_cache(s);
5224                 if (ret >= 0)
5225                         ret = length;
5226         }
5227         return ret;
5228 }
5229 SLAB_ATTR(validate);
5230
5231 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5232 {
5233         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5234                 return -ENOSYS;
5235         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5236 }
5237 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5238
5239 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5240 {
5241         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5242                 return -ENOSYS;
5243         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5244 }
5245 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5246 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5247
5248 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5249 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5250 {
5251         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5252 }
5253
5254 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5255                                                         size_t length)
5256 {
5257         if (s->refcount > 1)
5258                 return -EINVAL;
5259
5260         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5261         if (buf[0] == '1')
5262                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5263         return length;
5264 }
5265 SLAB_ATTR(failslab);
5266 #endif
5267
5268 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5269 {
5270         return 0;
5271 }
5272
5273 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5274                         const char *buf, size_t length)
5275 {
5276         if (buf[0] == '1')
5277                 kmem_cache_shrink(s);
5278         else
5279                 return -EINVAL;
5280         return length;
5281 }
5282 SLAB_ATTR(shrink);
5283
5284 #ifdef CONFIG_NUMA
5285 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5286 {
5287         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5288 }
5289
5290 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5291                                 const char *buf, size_t length)
5292 {
5293         unsigned long ratio;
5294         int err;
5295
5296         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5297         if (err)
5298                 return err;
5299
5300         if (ratio <= 100)
5301                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5302
5303         return length;
5304 }
5305 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5306 #endif
5307
5308 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5309 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5310 {
5311         unsigned long sum  = 0;
5312         int cpu;
5313         int len;
5314         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5315
5316         if (!data)
5317                 return -ENOMEM;
5318
5319         for_each_online_cpu(cpu) {
5320                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5321
5322                 data[cpu] = x;
5323                 sum += x;
5324         }
5325
5326         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5327
5328 #ifdef CONFIG_SMP
5329         for_each_online_cpu(cpu) {
5330                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5331                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5332         }
5333 #endif
5334         kfree(data);
5335         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5336 }
5337
5338 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5339 {
5340         int cpu;
5341
5342         for_each_online_cpu(cpu)
5343                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5344 }
5345
5346 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5347 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5348 {                                                               \
5349         return show_stat(s, buf, si);                           \
5350 }                                                               \
5351 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5352                                 const char *buf, size_t length) \
5353 {                                                               \
5354         if (buf[0] != '0')                                      \
5355                 return -EINVAL;                                 \
5356         clear_stat(s, si);                                      \
5357         return length;                                          \
5358 }                                                               \
5359 SLAB_ATTR(text);                                                \
5360
5361 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5362 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5363 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5364 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5365 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5366 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5367 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5368 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5369 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5370 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5371 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5372 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5373 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5374 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5375 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5376 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5377 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5378 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5379 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5380 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5381 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5382 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5383 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5384 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5385 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5386 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5387 #endif
5388
5389 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5390         &slab_size_attr.attr,
5391         &object_size_attr.attr,
5392         &objs_per_slab_attr.attr,
5393         &order_attr.attr,
5394         &min_partial_attr.attr,
5395         &cpu_partial_attr.attr,
5396         &objects_attr.attr,
5397         &objects_partial_attr.attr,
5398         &partial_attr.attr,
5399         &cpu_slabs_attr.attr,
5400         &ctor_attr.attr,
5401         &aliases_attr.attr,
5402         &align_attr.attr,
5403         &hwcache_align_attr.attr,
5404         &reclaim_account_attr.attr,
5405         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5406         &shrink_attr.attr,
5407         &reserved_attr.attr,
5408         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5409 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5410         &total_objects_attr.attr,
5411         &slabs_attr.attr,
5412         &sanity_checks_attr.attr,
5413         &trace_attr.attr,
5414         &red_zone_attr.attr,
5415         &poison_attr.attr,
5416         &store_user_attr.attr,
5417         &validate_attr.attr,
5418         &alloc_calls_attr.attr,
5419         &free_calls_attr.attr,
5420 #endif
5421 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5422         &cache_dma_attr.attr,
5423 #endif
5424 #ifdef CONFIG_NUMA
5425         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5426 #endif
5427 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5428         &alloc_fastpath_attr.attr,
5429         &alloc_slowpath_attr.attr,
5430         &free_fastpath_attr.attr,
5431         &free_slowpath_attr.attr,
5432         &free_frozen_attr.attr,
5433         &free_add_partial_attr.attr,
5434         &free_remove_partial_attr.attr,
5435         &alloc_from_partial_attr.attr,
5436         &alloc_slab_attr.attr,
5437         &alloc_refill_attr.attr,
5438         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5439         &free_slab_attr.attr,
5440         &cpuslab_flush_attr.attr,
5441         &deactivate_full_attr.attr,
5442         &deactivate_empty_attr.attr,
5443         &deactivate_to_head_attr.attr,
5444         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5445         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5446         &deactivate_bypass_attr.attr,
5447         &order_fallback_attr.attr,
5448         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5449         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5450         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5451         &cpu_partial_free_attr.attr,
5452         &cpu_partial_node_attr.attr,
5453         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5454 #endif
5455 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5456         &failslab_attr.attr,
5457 #endif
5458
5459         NULL
5460 };
5461
5462 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5463         .attrs = slab_attrs,
5464 };
5465
5466 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5467                                 struct attribute *attr,
5468                                 char *buf)
5469 {
5470         struct slab_attribute *attribute;
5471         struct kmem_cache *s;
5472         int err;
5473
5474         attribute = to_slab_attr(attr);
5475         s = to_slab(kobj);
5476
5477         if (!attribute->show)
5478                 return -EIO;
5479
5480         err = attribute->show(s, buf);
5481
5482         return err;
5483 }
5484
5485 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5486                                 struct attribute *attr,
5487                                 const char *buf, size_t len)
5488 {
5489         struct slab_attribute *attribute;
5490         struct kmem_cache *s;
5491         int err;
5492
5493         attribute = to_slab_attr(attr);
5494         s = to_slab(kobj);
5495
5496         if (!attribute->store)
5497                 return -EIO;
5498
5499         err = attribute->store(s, buf, len);
5500 #ifdef CONFIG_MEMCG
5501         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5502                 struct kmem_cache *c;
5503
5504                 mutex_lock(&slab_mutex);
5505                 if (s->max_attr_size < len)
5506                         s->max_attr_size = len;
5507
5508                 /*
5509                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5510                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5511                  * basically because not all attributes will have a well
5512                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5513                  * have permanent effects.
5514                  *
5515                  * Returning the error value of any of the children that fail
5516                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5517                  * error code won't be able to know anything about the state of
5518                  * the cache.
5519                  *
5520                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5521                  * has well defined semantics. The cache being written to
5522                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5523                  * through the descendants with best-effort propagation.
5524                  */
5525                 for_each_memcg_cache(c, s)
5526                         attribute->store(c, buf, len);
5527                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5528         }
5529 #endif
5530         return err;
5531 }
5532
5533 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5534 {
5535 #ifdef CONFIG_MEMCG
5536         int i;
5537         char *buffer = NULL;
5538         struct kmem_cache *root_cache;
5539
5540         if (is_root_cache(s))
5541                 return;
5542
5543         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5544
5545         /*
5546          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5547          * in copying default values around
5548          */
5549         if (!root_cache->max_attr_size)
5550                 return;
5551
5552         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5553                 char mbuf[64];
5554                 char *buf;
5555                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5556                 ssize_t len;
5557
5558                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5559                         continue;
5560
5561                 /*
5562                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5563                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5564                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5565                  *
5566                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5567                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5568                  * theoretically happen.
5569                  */
5570                 if (buffer)
5571                         buf = buffer;
5572                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5573                         buf = mbuf;
5574                 else {
5575                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5576                         if (WARN_ON(!buffer))
5577                                 continue;
5578                         buf = buffer;
5579                 }
5580
5581                 len = attr->show(root_cache, buf);
5582                 if (len > 0)
5583                         attr->store(s, buf, len);
5584         }
5585
5586         if (buffer)
5587                 free_page((unsigned long)buffer);
5588 #endif
5589 }
5590
5591 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5592 {
5593         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5594 }
5595
5596 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5597         .show = slab_attr_show,
5598         .store = slab_attr_store,
5599 };
5600
5601 static struct kobj_type slab_ktype = {
5602         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5603         .release = kmem_cache_release,
5604 };
5605
5606 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5607 {
5608         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5609
5610         if (ktype == &slab_ktype)
5611                 return 1;
5612         return 0;
5613 }
5614
5615 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5616         .filter = uevent_filter,
5617 };
5618
5619 static struct kset *slab_kset;
5620
5621 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5622 {
5623 #ifdef CONFIG_MEMCG
5624         if (!is_root_cache(s))
5625                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5626 #endif
5627         return slab_kset;
5628 }
5629
5630 #define ID_STR_LENGTH 64
5631
5632 /* Create a unique string id for a slab cache:
5633  *
5634  * Format       :[flags-]size
5635  */
5636 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5637 {
5638         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5639         char *p = name;
5640
5641         BUG_ON(!name);
5642
5643         *p++ = ':';
5644         /*
5645          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5646          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5647          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5648          * are matched during merging to guarantee that the id is
5649          * unique.
5650          */
5651         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5652                 *p++ = 'd';
5653         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5654                 *p++ = 'a';
5655         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5656                 *p++ = 'F';
5657         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5658                 *p++ = 't';
5659         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5660                 *p++ = 'A';
5661         if (p != name + 1)
5662                 *p++ = '-';
5663         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5664
5665         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5666         return name;
5667 }
5668
5669 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5670 {
5671         struct kmem_cache *s =
5672                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5673
5674         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5675                 /*
5676                  * For a memcg cache, this may be called during
5677                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5678                  * A cache is never shut down before deactivation is
5679                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5680                  */
5681                 goto out;
5682
5683 #ifdef CONFIG_MEMCG
5684         kset_unregister(s->memcg_kset);
5685 #endif
5686         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5687         kobject_del(&s->kobj);
5688 out:
5689         kobject_put(&s->kobj);
5690 }
5691
5692 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5693 {
5694         int err;
5695         const char *name;
5696         struct kset *kset = cache_kset(s);
5697         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5698
5699         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5700
5701         if (!kset) {
5702                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5703                 return 0;
5704         }
5705
5706         if (unmergeable) {
5707                 /*
5708                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5709                  * This is typically the case for debug situations. In that
5710                  * case we can catch duplicate names easily.
5711                  */
5712                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5713                 name = s->name;
5714         } else {
5715                 /*
5716                  * Create a unique name for the slab as a target
5717                  * for the symlinks.
5718                  */
5719                 name = create_unique_id(s);
5720         }
5721
5722         s->kobj.kset = kset;
5723         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5724         if (err)
5725                 goto out;
5726
5727         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5728         if (err)
5729                 goto out_del_kobj;
5730
5731 #ifdef CONFIG_MEMCG
5732         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5733                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5734                 if (!s->memcg_kset) {
5735                         err = -ENOMEM;
5736                         goto out_del_kobj;
5737                 }
5738         }
5739 #endif
5740
5741         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5742         if (!unmergeable) {
5743                 /* Setup first alias */
5744                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5745         }
5746 out:
5747         if (!unmergeable)
5748                 kfree(name);
5749         return err;
5750 out_del_kobj:
5751         kobject_del(&s->kobj);
5752         goto out;
5753 }
5754
5755 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5756 {
5757         if (slab_state < FULL)
5758                 /*
5759                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5760                  * cache from sysfs.
5761                  */
5762                 return;
5763
5764         kobject_get(&s->kobj);
5765         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5766 }
5767
5768 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5769 {
5770         if (slab_state >= FULL)
5771                 kobject_put(&s->kobj);
5772 }
5773
5774 /*
5775  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5776  * available lest we lose that information.
5777  */
5778 struct saved_alias {
5779         struct kmem_cache *s;
5780         const char *name;
5781         struct saved_alias *next;
5782 };
5783
5784 static struct saved_alias *alias_list;
5785
5786 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5787 {
5788         struct saved_alias *al;
5789
5790         if (slab_state == FULL) {
5791                 /*
5792                  * If we have a leftover link then remove it.
5793                  */
5794                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5795                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5796         }
5797
5798         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5799         if (!al)
5800                 return -ENOMEM;
5801
5802         al->s = s;
5803         al->name = name;
5804         al->next = alias_list;
5805         alias_list = al;
5806         return 0;
5807 }
5808
5809 static int __init slab_sysfs_init(void)
5810 {
5811         struct kmem_cache *s;
5812         int err;
5813
5814         mutex_lock(&slab_mutex);
5815
5816         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5817         if (!slab_kset) {
5818                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5819                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5820                 return -ENOSYS;
5821         }
5822
5823         slab_state = FULL;
5824
5825         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5826                 err = sysfs_slab_add(s);
5827                 if (err)
5828                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5829                                s->name);
5830         }
5831
5832         while (alias_list) {
5833                 struct saved_alias *al = alias_list;
5834
5835                 alias_list = alias_list->next;
5836                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5837                 if (err)
5838                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5839                                al->name);
5840                 kfree(al);
5841         }
5842
5843         mutex_unlock(&slab_mutex);
5844         resiliency_test();
5845         return 0;
5846 }
5847
5848 __initcall(slab_sysfs_init);
5849 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5850
5851 /*
5852  * The /proc/slabinfo ABI
5853  */
5854 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5855 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5856 {
5857         unsigned long nr_slabs = 0;
5858         unsigned long nr_objs = 0;
5859         unsigned long nr_free = 0;
5860         int node;
5861         struct kmem_cache_node *n;
5862
5863         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5864                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5865                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5866                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5867         }
5868
5869         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5870         sinfo->num_objs = nr_objs;
5871         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5872         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5873         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5874         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5875 }
5876
5877 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5878 {
5879 }
5880
5881 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5882                        size_t count, loff_t *ppos)
5883 {
5884         return -EIO;
5885 }
5886 #endif /* CONFIG_SLABINFO */