mm: memcg/slab: use a single set of kmem_caches for all accounted allocations
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   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  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
119 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
120 #else
121 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
122 #endif
123 #endif
124
125 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
126 {
127         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
128 }
129
130 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
131 {
132         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
133                 p += s->red_left_pad;
134
135         return p;
136 }
137
138 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
139 {
140 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
141         return !kmem_cache_debug(s);
142 #else
143         return false;
144 #endif
145 }
146
147 /*
148  * Issues still to be resolved:
149  *
150  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
151  *
152  * - Variable sizing of the per node arrays
153  */
154
155 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
156 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
157
158 /* Enable to log cmpxchg failures */
159 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
160
161 /*
162  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
163  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
164  */
165 #define MIN_PARTIAL 5
166
167 /*
168  * Maximum number of desirable partial slabs.
169  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
170  * sort the partial list by the number of objects in use.
171  */
172 #define MAX_PARTIAL 10
173
174 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
175                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
176
177 /*
178  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
179  * issues when checking or reading debug information
180  */
181 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
182                                 SLAB_TRACE)
183
184
185 /*
186  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
187  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
188  * metadata.
189  */
190 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
191
192 #define OO_SHIFT        16
193 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
194 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
195
196 /* Internal SLUB flags */
197 /* Poison object */
198 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
199 /* Use cmpxchg_double */
200 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
201
202 /*
203  * Tracking user of a slab.
204  */
205 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
206 struct track {
207         unsigned long addr;     /* Called from address */
208 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
209         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
210 #endif
211         int cpu;                /* Was running on cpu */
212         int pid;                /* Pid context */
213         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
214 };
215
216 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
217
218 #ifdef CONFIG_SYSFS
219 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
220 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
221 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
222 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
223 #else
224 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
225 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
226                                                         { return 0; }
227 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
228 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
229 #endif
230
231 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
232 {
233 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
234         /*
235          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
236          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
237          */
238         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
239 #endif
240 }
241
242 /********************************************************************
243  *                      Core slab cache functions
244  *******************************************************************/
245
246 /*
247  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
248  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
249  * random number.
250  */
251 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
252                                  unsigned long ptr_addr)
253 {
254 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
255         /*
256          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
257          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
258          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
259          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
260          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
261          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
262          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
263          * freepointer to be restored incorrectly.
264          */
265         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
266                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
267 #else
268         return ptr;
269 #endif
270 }
271
272 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
273 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
274                                          void *ptr_addr)
275 {
276         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
277                             (unsigned long)ptr_addr);
278 }
279
280 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
281 {
282         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
283 }
284
285 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
286 {
287         prefetch(object + s->offset);
288 }
289
290 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
291 {
292         unsigned long freepointer_addr;
293         void *p;
294
295         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
296                 return get_freepointer(s, object);
297
298         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
299         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
300         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
301 }
302
303 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
304 {
305         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
306
307 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
308         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
309 #endif
310
311         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
312 }
313
314 /* Loop over all objects in a slab */
315 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
316         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
317                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
318                 __p += (__s)->size)
319
320 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
321 {
322         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
326                 unsigned int size)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 /*
346  * Per slab locking using the pagelock
347  */
348 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
349 {
350         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
351         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
352 }
353
354 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
355 {
356         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
357         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
358 }
359
360 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
361 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
362                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
363                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
364                 const char *n)
365 {
366         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
367 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
368     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
369         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
370                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
371                                    freelist_old, counters_old,
372                                    freelist_new, counters_new))
373                         return true;
374         } else
375 #endif
376         {
377                 slab_lock(page);
378                 if (page->freelist == freelist_old &&
379                                         page->counters == counters_old) {
380                         page->freelist = freelist_new;
381                         page->counters = counters_new;
382                         slab_unlock(page);
383                         return true;
384                 }
385                 slab_unlock(page);
386         }
387
388         cpu_relax();
389         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
390
391 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
392         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
393 #endif
394
395         return false;
396 }
397
398 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
399                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
400                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
401                 const char *n)
402 {
403 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
404     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
405         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
406                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
407                                    freelist_old, counters_old,
408                                    freelist_new, counters_new))
409                         return true;
410         } else
411 #endif
412         {
413                 unsigned long flags;
414
415                 local_irq_save(flags);
416                 slab_lock(page);
417                 if (page->freelist == freelist_old &&
418                                         page->counters == counters_old) {
419                         page->freelist = freelist_new;
420                         page->counters = counters_new;
421                         slab_unlock(page);
422                         local_irq_restore(flags);
423                         return true;
424                 }
425                 slab_unlock(page);
426                 local_irq_restore(flags);
427         }
428
429         cpu_relax();
430         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
431
432 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
433         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
434 #endif
435
436         return false;
437 }
438
439 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
440 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
441 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
442
443 /*
444  * Determine a map of object in use on a page.
445  *
446  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
447  * not vanish from under us.
448  */
449 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
450         __acquires(&object_map_lock)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
456
457         spin_lock(&object_map_lock);
458
459         bitmap_zero(object_map, page->objects);
460
461         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
462                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
463
464         return object_map;
465 }
466
467 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
468 {
469         VM_BUG_ON(map != object_map);
470         spin_unlock(&object_map_lock);
471 }
472
473 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
474 {
475         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
476                 return s->size - s->red_left_pad;
477
478         return s->size;
479 }
480
481 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
482 {
483         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
484                 p -= s->red_left_pad;
485
486         return p;
487 }
488
489 /*
490  * Debug settings:
491  */
492 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
493 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
494 #else
495 static slab_flags_t slub_debug;
496 #endif
497
498 static char *slub_debug_string;
499 static int disable_higher_order_debug;
500
501 /*
502  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
503  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
504  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
505  * to tell kasan that these accesses are OK.
506  */
507 static inline void metadata_access_enable(void)
508 {
509         kasan_disable_current();
510 }
511
512 static inline void metadata_access_disable(void)
513 {
514         kasan_enable_current();
515 }
516
517 /*
518  * Object debugging
519  */
520
521 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
522 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
523                                 struct page *page, void *object)
524 {
525         void *base;
526
527         if (!object)
528                 return 1;
529
530         base = page_address(page);
531         object = kasan_reset_tag(object);
532         object = restore_red_left(s, object);
533         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
534                 (object - base) % s->size) {
535                 return 0;
536         }
537
538         return 1;
539 }
540
541 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
542                           unsigned int length)
543 {
544         metadata_access_enable();
545         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
546                         length, 1);
547         metadata_access_disable();
548 }
549
550 /*
551  * See comment in calculate_sizes().
552  */
553 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
554 {
555         return s->offset >= s->inuse;
556 }
557
558 /*
559  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
560  * not overlapping with object.
561  */
562 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
563 {
564         if (freeptr_outside_object(s))
565                 return s->inuse + sizeof(void *);
566         else
567                 return s->inuse;
568 }
569
570 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
571         enum track_item alloc)
572 {
573         struct track *p;
574
575         p = object + get_info_end(s);
576
577         return p + alloc;
578 }
579
580 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
581                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
582 {
583         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
584
585         if (addr) {
586 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
587                 unsigned int nr_entries;
588
589                 metadata_access_enable();
590                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
591                 metadata_access_disable();
592
593                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
594                         p->addrs[nr_entries] = 0;
595 #endif
596                 p->addr = addr;
597                 p->cpu = smp_processor_id();
598                 p->pid = current->pid;
599                 p->when = jiffies;
600         } else {
601                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
602         }
603 }
604
605 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
606 {
607         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
608                 return;
609
610         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
611         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
612 }
613
614 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
615 {
616         if (!t->addr)
617                 return;
618
619         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
620                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
621 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
622         {
623                 int i;
624                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
625                         if (t->addrs[i])
626                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
627                         else
628                                 break;
629         }
630 #endif
631 }
632
633 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
634 {
635         unsigned long pr_time = jiffies;
636         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
637                 return;
638
639         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
640         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
641 }
642
643 static void print_page_info(struct page *page)
644 {
645         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
646                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
647
648 }
649
650 static void slab_bug(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("=============================================================================\n");
659         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
660         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
661
662         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
663         va_end(args);
664 }
665
666 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
667 {
668         struct va_format vaf;
669         va_list args;
670
671         va_start(args, fmt);
672         vaf.fmt = fmt;
673         vaf.va = &args;
674         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
675         va_end(args);
676 }
677
678 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
679                                void *freelist, void *nextfree)
680 {
681         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
682             !check_valid_pointer(s, page, nextfree)) {
683                 object_err(s, page, freelist, "Freechain corrupt");
684                 freelist = NULL;
685                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
686                 return true;
687         }
688
689         return false;
690 }
691
692 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
693 {
694         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
695         u8 *addr = page_address(page);
696
697         print_tracking(s, p);
698
699         print_page_info(page);
700
701         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
702                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
703
704         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
705                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
706                               s->red_left_pad);
707         else if (p > addr + 16)
708                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
709
710         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
711                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
712         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
713                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
714                         s->inuse - s->object_size);
715
716         off = get_info_end(s);
717
718         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
719                 off += 2 * sizeof(struct track);
720
721         off += kasan_metadata_size(s);
722
723         if (off != size_from_object(s))
724                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
725                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
726                               size_from_object(s) - off);
727
728         dump_stack();
729 }
730
731 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
732                         u8 *object, char *reason)
733 {
734         slab_bug(s, "%s", reason);
735         print_trailer(s, page, object);
736 }
737
738 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
739                         const char *fmt, ...)
740 {
741         va_list args;
742         char buf[100];
743
744         va_start(args, fmt);
745         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
746         va_end(args);
747         slab_bug(s, "%s", buf);
748         print_page_info(page);
749         dump_stack();
750 }
751
752 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
753 {
754         u8 *p = object;
755
756         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
757                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
758
759         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
760                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
761                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
762         }
763
764         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
765                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
766 }
767
768 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
769                                                 void *from, void *to)
770 {
771         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
772         memset(from, data, to - from);
773 }
774
775 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
776                         u8 *object, char *what,
777                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
778 {
779         u8 *fault;
780         u8 *end;
781         u8 *addr = page_address(page);
782
783         metadata_access_enable();
784         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
785         metadata_access_disable();
786         if (!fault)
787                 return 1;
788
789         end = start + bytes;
790         while (end > fault && end[-1] == value)
791                 end--;
792
793         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
794         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
795                                         fault, end - 1, fault - addr,
796                                         fault[0], value);
797         print_trailer(s, page, object);
798
799         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
800         return 0;
801 }
802
803 /*
804  * Object layout:
805  *
806  * object address
807  *      Bytes of the object to be managed.
808  *      If the freepointer may overlay the object then the free
809  *      pointer is at the middle of the object.
810  *
811  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
812  *      0xa5 (POISON_END)
813  *
814  * object + s->object_size
815  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
816  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
817  *      object_size == inuse.
818  *
819  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
820  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
821  *
822  * object + s->inuse
823  *      Meta data starts here.
824  *
825  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
826  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
827  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
828  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
829  *              before the word boundary.
830  *
831  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
832  *
833  * object + s->size
834  *      Nothing is used beyond s->size.
835  *
836  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
837  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
838  * may be used with merged slabcaches.
839  */
840
841 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
842 {
843         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
844
845         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
846                 /* We also have user information there */
847                 off += 2 * sizeof(struct track);
848
849         off += kasan_metadata_size(s);
850
851         if (size_from_object(s) == off)
852                 return 1;
853
854         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
855                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
856 }
857
858 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
859 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
860 {
861         u8 *start;
862         u8 *fault;
863         u8 *end;
864         u8 *pad;
865         int length;
866         int remainder;
867
868         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
869                 return 1;
870
871         start = page_address(page);
872         length = page_size(page);
873         end = start + length;
874         remainder = length % s->size;
875         if (!remainder)
876                 return 1;
877
878         pad = end - remainder;
879         metadata_access_enable();
880         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
881         metadata_access_disable();
882         if (!fault)
883                 return 1;
884         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
885                 end--;
886
887         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
888                         fault, end - 1, fault - start);
889         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
890
891         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
892         return 0;
893 }
894
895 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
896                                         void *object, u8 val)
897 {
898         u8 *p = object;
899         u8 *endobject = object + s->object_size;
900
901         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
902                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
903                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
904                         return 0;
905
906                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
907                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
908                         return 0;
909         } else {
910                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
911                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
912                                 endobject, POISON_INUSE,
913                                 s->inuse - s->object_size);
914                 }
915         }
916
917         if (s->flags & SLAB_POISON) {
918                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
919                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
920                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
921                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
922                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
923                         return 0;
924                 /*
925                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
926                  */
927                 check_pad_bytes(s, page, p);
928         }
929
930         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
931                 /*
932                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
933                  * freepointer while object is allocated.
934                  */
935                 return 1;
936
937         /* Check free pointer validity */
938         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
939                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
940                 /*
941                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
942                  * of the free objects in this slab. May cause
943                  * another error because the object count is now wrong.
944                  */
945                 set_freepointer(s, p, NULL);
946                 return 0;
947         }
948         return 1;
949 }
950
951 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
952 {
953         int maxobj;
954
955         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
956
957         if (!PageSlab(page)) {
958                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
959                 return 0;
960         }
961
962         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
963         if (page->objects > maxobj) {
964                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
965                         page->objects, maxobj);
966                 return 0;
967         }
968         if (page->inuse > page->objects) {
969                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
970                         page->inuse, page->objects);
971                 return 0;
972         }
973         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
974         slab_pad_check(s, page);
975         return 1;
976 }
977
978 /*
979  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
980  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
981  */
982 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
983 {
984         int nr = 0;
985         void *fp;
986         void *object = NULL;
987         int max_objects;
988
989         fp = page->freelist;
990         while (fp && nr <= page->objects) {
991                 if (fp == search)
992                         return 1;
993                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
994                         if (object) {
995                                 object_err(s, page, object,
996                                         "Freechain corrupt");
997                                 set_freepointer(s, object, NULL);
998                         } else {
999                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1000                                 page->freelist = NULL;
1001                                 page->inuse = page->objects;
1002                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1003                                 return 0;
1004                         }
1005                         break;
1006                 }
1007                 object = fp;
1008                 fp = get_freepointer(s, object);
1009                 nr++;
1010         }
1011
1012         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1013         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1014                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1015
1016         if (page->objects != max_objects) {
1017                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1018                          page->objects, max_objects);
1019                 page->objects = max_objects;
1020                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1021         }
1022         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1023                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1024                          page->inuse, page->objects - nr);
1025                 page->inuse = page->objects - nr;
1026                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1027         }
1028         return search == NULL;
1029 }
1030
1031 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1032                                                                 int alloc)
1033 {
1034         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1035                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1036                         s->name,
1037                         alloc ? "alloc" : "free",
1038                         object, page->inuse,
1039                         page->freelist);
1040
1041                 if (!alloc)
1042                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1043                                         s->object_size);
1044
1045                 dump_stack();
1046         }
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1051  */
1052 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1053         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1054 {
1055         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1056                 return;
1057
1058         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1059         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1060 }
1061
1062 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1063 {
1064         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1065                 return;
1066
1067         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1068         list_del(&page->slab_list);
1069 }
1070
1071 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1072 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1073 {
1074         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1075
1076         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1077 }
1078
1079 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1080 {
1081         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1082 }
1083
1084 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1085 {
1086         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1087
1088         /*
1089          * May be called early in order to allocate a slab for the
1090          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1091          * dilemma by deferring the increment of the count during
1092          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1093          */
1094         if (likely(n)) {
1095                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1096                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1097         }
1098 }
1099 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1100 {
1101         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1102
1103         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1104         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1105 }
1106
1107 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1108 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1109                                                                 void *object)
1110 {
1111         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1112                 return;
1113
1114         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1115         init_tracking(s, object);
1116 }
1117
1118 static
1119 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1120 {
1121         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1122                 return;
1123
1124         metadata_access_enable();
1125         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1126         metadata_access_disable();
1127 }
1128
1129 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1130                                         struct page *page, void *object)
1131 {
1132         if (!check_slab(s, page))
1133                 return 0;
1134
1135         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1136                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1137                 return 0;
1138         }
1139
1140         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1141                 return 0;
1142
1143         return 1;
1144 }
1145
1146 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1147                                         struct page *page,
1148                                         void *object, unsigned long addr)
1149 {
1150         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1151                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1152                         goto bad;
1153         }
1154
1155         /* Success perform special debug activities for allocs */
1156         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1157                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1158         trace(s, page, object, 1);
1159         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1160         return 1;
1161
1162 bad:
1163         if (PageSlab(page)) {
1164                 /*
1165                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1166                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1167                  * as used avoids touching the remaining objects.
1168                  */
1169                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1170                 page->inuse = page->objects;
1171                 page->freelist = NULL;
1172         }
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1177                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1178 {
1179         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1180                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1181                 return 0;
1182         }
1183
1184         if (on_freelist(s, page, object)) {
1185                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1186                 return 0;
1187         }
1188
1189         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1190                 return 0;
1191
1192         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1193                 if (!PageSlab(page)) {
1194                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1195                                  object);
1196                 } else if (!page->slab_cache) {
1197                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1198                                object);
1199                         dump_stack();
1200                 } else
1201                         object_err(s, page, object,
1202                                         "page slab pointer corrupt.");
1203                 return 0;
1204         }
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1209 static noinline int free_debug_processing(
1210         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1211         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1212         unsigned long addr)
1213 {
1214         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1215         void *object = head;
1216         int cnt = 0;
1217         unsigned long flags;
1218         int ret = 0;
1219
1220         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1221         slab_lock(page);
1222
1223         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1224                 if (!check_slab(s, page))
1225                         goto out;
1226         }
1227
1228 next_object:
1229         cnt++;
1230
1231         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1232                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1233                         goto out;
1234         }
1235
1236         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1237                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1238         trace(s, page, object, 0);
1239         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1240         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1241
1242         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1243         if (object != tail) {
1244                 object = get_freepointer(s, object);
1245                 goto next_object;
1246         }
1247         ret = 1;
1248
1249 out:
1250         if (cnt != bulk_cnt)
1251                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1252                          bulk_cnt, cnt);
1253
1254         slab_unlock(page);
1255         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1256         if (!ret)
1257                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1263  *
1264  * @str:    start of block
1265  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1266  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1267  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1268  *
1269  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1270  */
1271 static char *
1272 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1273 {
1274         bool higher_order_disable = false;
1275
1276         /* Skip any completely empty blocks */
1277         while (*str && *str == ';')
1278                 str++;
1279
1280         if (*str == ',') {
1281                 /*
1282                  * No options but restriction on slabs. This means full
1283                  * debugging for slabs matching a pattern.
1284                  */
1285                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1286                 goto check_slabs;
1287         }
1288         *flags = 0;
1289
1290         /* Determine which debug features should be switched on */
1291         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1292                 switch (tolower(*str)) {
1293                 case '-':
1294                         *flags = 0;
1295                         break;
1296                 case 'f':
1297                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1298                         break;
1299                 case 'z':
1300                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1301                         break;
1302                 case 'p':
1303                         *flags |= SLAB_POISON;
1304                         break;
1305                 case 'u':
1306                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1307                         break;
1308                 case 't':
1309                         *flags |= SLAB_TRACE;
1310                         break;
1311                 case 'a':
1312                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1313                         break;
1314                 case 'o':
1315                         /*
1316                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1317                          * order would increase as a result.
1318                          */
1319                         higher_order_disable = true;
1320                         break;
1321                 default:
1322                         if (init)
1323                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1324                 }
1325         }
1326 check_slabs:
1327         if (*str == ',')
1328                 *slabs = ++str;
1329         else
1330                 *slabs = NULL;
1331
1332         /* Skip over the slab list */
1333         while (*str && *str != ';')
1334                 str++;
1335
1336         /* Skip any completely empty blocks */
1337         while (*str && *str == ';')
1338                 str++;
1339
1340         if (init && higher_order_disable)
1341                 disable_higher_order_debug = 1;
1342
1343         if (*str)
1344                 return str;
1345         else
1346                 return NULL;
1347 }
1348
1349 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1350 {
1351         slab_flags_t flags;
1352         char *saved_str;
1353         char *slab_list;
1354         bool global_slub_debug_changed = false;
1355         bool slab_list_specified = false;
1356
1357         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1358         if (*str++ != '=' || !*str)
1359                 /*
1360                  * No options specified. Switch on full debugging.
1361                  */
1362                 goto out;
1363
1364         saved_str = str;
1365         while (str) {
1366                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1367
1368                 if (!slab_list) {
1369                         slub_debug = flags;
1370                         global_slub_debug_changed = true;
1371                 } else {
1372                         slab_list_specified = true;
1373                 }
1374         }
1375
1376         /*
1377          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1378          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1379          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1380          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1381          */
1382         if (slab_list_specified) {
1383                 if (!global_slub_debug_changed)
1384                         slub_debug = 0;
1385                 slub_debug_string = saved_str;
1386         }
1387 out:
1388         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1389                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1390         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1391              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1392             (slub_debug & SLAB_POISON))
1393                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1394         return 1;
1395 }
1396
1397 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1398
1399 /*
1400  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1401  * @object_size:        the size of an object without meta data
1402  * @flags:              flags to set
1403  * @name:               name of the cache
1404  * @ctor:               constructor function
1405  *
1406  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1407  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1408  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1409  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1410  */
1411 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1412         slab_flags_t flags, const char *name,
1413         void (*ctor)(void *))
1414 {
1415         char *iter;
1416         size_t len;
1417         char *next_block;
1418         slab_flags_t block_flags;
1419
1420         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1421         if (!slub_debug_string)
1422                 return flags | slub_debug;
1423
1424         len = strlen(name);
1425         next_block = slub_debug_string;
1426         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1427         while (next_block) {
1428                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1429                 if (!iter)
1430                         continue;
1431                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1432                 while (*iter) {
1433                         char *end, *glob;
1434                         size_t cmplen;
1435
1436                         end = strchrnul(iter, ',');
1437                         if (next_block && next_block < end)
1438                                 end = next_block - 1;
1439
1440                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1441                         if (glob)
1442                                 cmplen = glob - iter;
1443                         else
1444                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1445
1446                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1447                                 flags |= block_flags;
1448                                 return flags;
1449                         }
1450
1451                         if (!*end || *end == ';')
1452                                 break;
1453                         iter = end + 1;
1454                 }
1455         }
1456
1457         return slub_debug;
1458 }
1459 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1460 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1461                         struct page *page, void *object) {}
1462 static inline
1463 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1464
1465 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1466         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1467
1468 static inline int free_debug_processing(
1469         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1470         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1471         unsigned long addr) { return 0; }
1472
1473 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1474                         { return 1; }
1475 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1476                         void *object, u8 val) { return 1; }
1477 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1478                                         struct page *page) {}
1479 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1480                                         struct page *page) {}
1481 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1482         slab_flags_t flags, const char *name,
1483         void (*ctor)(void *))
1484 {
1485         return flags;
1486 }
1487 #define slub_debug 0
1488
1489 #define disable_higher_order_debug 0
1490
1491 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1492                                                         { return 0; }
1493 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1494                                                         { return 0; }
1495 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1496                                                         int objects) {}
1497 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1498                                                         int objects) {}
1499
1500 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1501                                void *freelist, void *nextfree)
1502 {
1503         return false;
1504 }
1505 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1506
1507 /*
1508  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1509  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1510  */
1511 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1512 {
1513         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1514         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1515         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1516         return ptr;
1517 }
1518
1519 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1520 {
1521         kmemleak_free(x);
1522         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1523 }
1524
1525 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1526 {
1527         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1528
1529         /*
1530          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1531          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1532          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1533          */
1534 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1535         {
1536                 unsigned long flags;
1537
1538                 local_irq_save(flags);
1539                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1540                 local_irq_restore(flags);
1541         }
1542 #endif
1543         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1544                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1545
1546         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1547         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1548                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1549                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1550
1551         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1552         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1553 }
1554
1555 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1556                                            void **head, void **tail)
1557 {
1558
1559         void *object;
1560         void *next = *head;
1561         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1562         int rsize;
1563
1564         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1565         *head = NULL;
1566         *tail = NULL;
1567
1568         do {
1569                 object = next;
1570                 next = get_freepointer(s, object);
1571
1572                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1573                         /*
1574                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1575                          * the redzone.
1576                          */
1577                         memset(object, 0, s->object_size);
1578                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1579                                                            : 0;
1580                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1581                                s->size - s->inuse - rsize);
1582
1583                 }
1584                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1585                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1586                         /* Move object to the new freelist */
1587                         set_freepointer(s, object, *head);
1588                         *head = object;
1589                         if (!*tail)
1590                                 *tail = object;
1591                 }
1592         } while (object != old_tail);
1593
1594         if (*head == *tail)
1595                 *tail = NULL;
1596
1597         return *head != NULL;
1598 }
1599
1600 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1601                                 void *object)
1602 {
1603         setup_object_debug(s, page, object);
1604         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1605         if (unlikely(s->ctor)) {
1606                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1607                 s->ctor(object);
1608                 kasan_poison_object_data(s, object);
1609         }
1610         return object;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Slab allocation and freeing
1615  */
1616 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1617                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1618 {
1619         struct page *page;
1620         unsigned int order = oo_order(oo);
1621
1622         if (node == NUMA_NO_NODE)
1623                 page = alloc_pages(flags, order);
1624         else
1625                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1626
1627         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1628                 __free_pages(page, order);
1629                 page = NULL;
1630         }
1631
1632         return page;
1633 }
1634
1635 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1636 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1637 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1638 {
1639         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1640         int err;
1641
1642         /* Bailout if already initialised */
1643         if (s->random_seq)
1644                 return 0;
1645
1646         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1647         if (err) {
1648                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1649                         s->name);
1650                 return err;
1651         }
1652
1653         /* Transform to an offset on the set of pages */
1654         if (s->random_seq) {
1655                 unsigned int i;
1656
1657                 for (i = 0; i < count; i++)
1658                         s->random_seq[i] *= s->size;
1659         }
1660         return 0;
1661 }
1662
1663 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1664 static void __init init_freelist_randomization(void)
1665 {
1666         struct kmem_cache *s;
1667
1668         mutex_lock(&slab_mutex);
1669
1670         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1671                 init_cache_random_seq(s);
1672
1673         mutex_unlock(&slab_mutex);
1674 }
1675
1676 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1677 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1678                                 unsigned long *pos, void *start,
1679                                 unsigned long page_limit,
1680                                 unsigned long freelist_count)
1681 {
1682         unsigned int idx;
1683
1684         /*
1685          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1686          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1687          */
1688         do {
1689                 idx = s->random_seq[*pos];
1690                 *pos += 1;
1691                 if (*pos >= freelist_count)
1692                         *pos = 0;
1693         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1694
1695         return (char *)start + idx;
1696 }
1697
1698 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1699 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1700 {
1701         void *start;
1702         void *cur;
1703         void *next;
1704         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1705
1706         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1707                 return false;
1708
1709         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1710         pos = get_random_int() % freelist_count;
1711
1712         page_limit = page->objects * s->size;
1713         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1714
1715         /* First entry is used as the base of the freelist */
1716         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1717                                 freelist_count);
1718         cur = setup_object(s, page, cur);
1719         page->freelist = cur;
1720
1721         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1722                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1723                         freelist_count);
1724                 next = setup_object(s, page, next);
1725                 set_freepointer(s, cur, next);
1726                 cur = next;
1727         }
1728         set_freepointer(s, cur, NULL);
1729
1730         return true;
1731 }
1732 #else
1733 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1734 {
1735         return 0;
1736 }
1737 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1738 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1739 {
1740         return false;
1741 }
1742 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1743
1744 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1745 {
1746         struct page *page;
1747         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1748         gfp_t alloc_gfp;
1749         void *start, *p, *next;
1750         int idx;
1751         bool shuffle;
1752
1753         flags &= gfp_allowed_mask;
1754
1755         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1756                 local_irq_enable();
1757
1758         flags |= s->allocflags;
1759
1760         /*
1761          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1762          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1763          */
1764         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1765         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1766                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1767
1768         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1769         if (unlikely(!page)) {
1770                 oo = s->min;
1771                 alloc_gfp = flags;
1772                 /*
1773                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1774                  * Try a lower order alloc if possible
1775                  */
1776                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1777                 if (unlikely(!page))
1778                         goto out;
1779                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1780         }
1781
1782         page->objects = oo_objects(oo);
1783
1784         page->slab_cache = s;
1785         __SetPageSlab(page);
1786         if (page_is_pfmemalloc(page))
1787                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1788
1789         kasan_poison_slab(page);
1790
1791         start = page_address(page);
1792
1793         setup_page_debug(s, page, start);
1794
1795         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1796
1797         if (!shuffle) {
1798                 start = fixup_red_left(s, start);
1799                 start = setup_object(s, page, start);
1800                 page->freelist = start;
1801                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1802                         next = p + s->size;
1803                         next = setup_object(s, page, next);
1804                         set_freepointer(s, p, next);
1805                         p = next;
1806                 }
1807                 set_freepointer(s, p, NULL);
1808         }
1809
1810         page->inuse = page->objects;
1811         page->frozen = 1;
1812
1813 out:
1814         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1815                 local_irq_disable();
1816         if (!page)
1817                 return NULL;
1818
1819         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1820
1821         return page;
1822 }
1823
1824 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1825 {
1826         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1827                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1828
1829         return allocate_slab(s,
1830                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1831 }
1832
1833 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1834 {
1835         int order = compound_order(page);
1836         int pages = 1 << order;
1837
1838         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1839                 void *p;
1840
1841                 slab_pad_check(s, page);
1842                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1843                                                 page->objects)
1844                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1845         }
1846
1847         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1848         __ClearPageSlab(page);
1849
1850         page->mapping = NULL;
1851         if (current->reclaim_state)
1852                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1853         uncharge_slab_page(page, order, s);
1854         __free_pages(page, order);
1855 }
1856
1857 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1858 {
1859         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1860
1861         __free_slab(page->slab_cache, page);
1862 }
1863
1864 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1865 {
1866         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1867                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1868         } else
1869                 __free_slab(s, page);
1870 }
1871
1872 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1873 {
1874         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1875         free_slab(s, page);
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Management of partially allocated slabs.
1880  */
1881 static inline void
1882 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1883 {
1884         n->nr_partial++;
1885         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1886                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1887         else
1888                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1889 }
1890
1891 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1892                                 struct page *page, int tail)
1893 {
1894         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1895         __add_partial(n, page, tail);
1896 }
1897
1898 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1899                                         struct page *page)
1900 {
1901         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1902         list_del(&page->slab_list);
1903         n->nr_partial--;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1908  * return the pointer to the freelist.
1909  *
1910  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1911  */
1912 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1913                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1914                 int mode, int *objects)
1915 {
1916         void *freelist;
1917         unsigned long counters;
1918         struct page new;
1919
1920         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1921
1922         /*
1923          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1924          * The old freelist is the list of objects for the
1925          * per cpu allocation list.
1926          */
1927         freelist = page->freelist;
1928         counters = page->counters;
1929         new.counters = counters;
1930         *objects = new.objects - new.inuse;
1931         if (mode) {
1932                 new.inuse = page->objects;
1933                 new.freelist = NULL;
1934         } else {
1935                 new.freelist = freelist;
1936         }
1937
1938         VM_BUG_ON(new.frozen);
1939         new.frozen = 1;
1940
1941         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1942                         freelist, counters,
1943                         new.freelist, new.counters,
1944                         "acquire_slab"))
1945                 return NULL;
1946
1947         remove_partial(n, page);
1948         WARN_ON(!freelist);
1949         return freelist;
1950 }
1951
1952 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1953 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1954
1955 /*
1956  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1957  */
1958 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1959                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1960 {
1961         struct page *page, *page2;
1962         void *object = NULL;
1963         unsigned int available = 0;
1964         int objects;
1965
1966         /*
1967          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1968          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1969          * partial slab and there is none available then get_partials()
1970          * will return NULL.
1971          */
1972         if (!n || !n->nr_partial)
1973                 return NULL;
1974
1975         spin_lock(&n->list_lock);
1976         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1977                 void *t;
1978
1979                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1980                         continue;
1981
1982                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1983                 if (!t)
1984                         break;
1985
1986                 available += objects;
1987                 if (!object) {
1988                         c->page = page;
1989                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1990                         object = t;
1991                 } else {
1992                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1993                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1994                 }
1995                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1996                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1997                         break;
1998
1999         }
2000         spin_unlock(&n->list_lock);
2001         return object;
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2006  */
2007 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2008                 struct kmem_cache_cpu *c)
2009 {
2010 #ifdef CONFIG_NUMA
2011         struct zonelist *zonelist;
2012         struct zoneref *z;
2013         struct zone *zone;
2014         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2015         void *object;
2016         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2017
2018         /*
2019          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2020          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2021          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2022          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2023          *
2024          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2025          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2026          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2027          * from other nodes and filled up.
2028          *
2029          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2030          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2031          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2032          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2033          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2034          * with available objects.
2035          */
2036         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2037                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2038                 return NULL;
2039
2040         do {
2041                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2042                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2043                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2044                         struct kmem_cache_node *n;
2045
2046                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2047
2048                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2049                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2050                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2051                                 if (object) {
2052                                         /*
2053                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2054                                          * here - if mems_allowed was updated in
2055                                          * parallel, that was a harmless race
2056                                          * between allocation and the cpuset
2057                                          * update
2058                                          */
2059                                         return object;
2060                                 }
2061                         }
2062                 }
2063         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2064 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2065         return NULL;
2066 }
2067
2068 /*
2069  * Get a partial page, lock it and return it.
2070  */
2071 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2072                 struct kmem_cache_cpu *c)
2073 {
2074         void *object;
2075         int searchnode = node;
2076
2077         if (node == NUMA_NO_NODE)
2078                 searchnode = numa_mem_id();
2079
2080         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2081         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2082                 return object;
2083
2084         return get_any_partial(s, flags, c);
2085 }
2086
2087 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2088 /*
2089  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2090  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2091  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2092  */
2093 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2094 #else
2095 /*
2096  * No preemption supported therefore also no need to check for
2097  * different cpus.
2098  */
2099 #define TID_STEP 1
2100 #endif
2101
2102 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2103 {
2104         return tid + TID_STEP;
2105 }
2106
2107 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2108 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2109 {
2110         return tid % TID_STEP;
2111 }
2112
2113 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2114 {
2115         return tid / TID_STEP;
2116 }
2117 #endif
2118
2119 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2120 {
2121         return cpu;
2122 }
2123
2124 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2125                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2126 {
2127 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2128         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2129
2130         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2131
2132 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2133         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2134                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2135                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2136         else
2137 #endif
2138         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2139                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2140                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2141         else
2142                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2143                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2144 #endif
2145         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2146 }
2147
2148 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2149 {
2150         int cpu;
2151
2152         for_each_possible_cpu(cpu)
2153                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Remove the cpu slab
2158  */
2159 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2160                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2161 {
2162         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2163         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2164         int lock = 0;
2165         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2166         void *nextfree;
2167         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2168         struct page new;
2169         struct page old;
2170
2171         if (page->freelist) {
2172                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2173                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2174         }
2175
2176         /*
2177          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2178          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2179          * last one.
2180          *
2181          * There is no need to take the list->lock because the page
2182          * is still frozen.
2183          */
2184         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2185                 void *prior;
2186                 unsigned long counters;
2187
2188                 /*
2189                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2190                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2191                  * starting at 'freelist'.
2192                  */
2193                 if (freelist_corrupted(s, page, freelist, nextfree))
2194                         break;
2195
2196                 do {
2197                         prior = page->freelist;
2198                         counters = page->counters;
2199                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2200                         new.counters = counters;
2201                         new.inuse--;
2202                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2203
2204                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2205                         prior, counters,
2206                         freelist, new.counters,
2207                         "drain percpu freelist"));
2208
2209                 freelist = nextfree;
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2214          * list presence reflects the actual number of objects
2215          * during unfreeze.
2216          *
2217          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2218          * with the count. If there is a mismatch then the page
2219          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2220          *
2221          * Then we restart the process which may have to remove
2222          * the page from the list that we just put it on again
2223          * because the number of objects in the slab may have
2224          * changed.
2225          */
2226 redo:
2227
2228         old.freelist = page->freelist;
2229         old.counters = page->counters;
2230         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2231
2232         /* Determine target state of the slab */
2233         new.counters = old.counters;
2234         if (freelist) {
2235                 new.inuse--;
2236                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2237                 new.freelist = freelist;
2238         } else
2239                 new.freelist = old.freelist;
2240
2241         new.frozen = 0;
2242
2243         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2244                 m = M_FREE;
2245         else if (new.freelist) {
2246                 m = M_PARTIAL;
2247                 if (!lock) {
2248                         lock = 1;
2249                         /*
2250                          * Taking the spinlock removes the possibility
2251                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2252                          * is frozen
2253                          */
2254                         spin_lock(&n->list_lock);
2255                 }
2256         } else {
2257                 m = M_FULL;
2258                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2259                         lock = 1;
2260                         /*
2261                          * This also ensures that the scanning of full
2262                          * slabs from diagnostic functions will not see
2263                          * any frozen slabs.
2264                          */
2265                         spin_lock(&n->list_lock);
2266                 }
2267         }
2268
2269         if (l != m) {
2270                 if (l == M_PARTIAL)
2271                         remove_partial(n, page);
2272                 else if (l == M_FULL)
2273                         remove_full(s, n, page);
2274
2275                 if (m == M_PARTIAL)
2276                         add_partial(n, page, tail);
2277                 else if (m == M_FULL)
2278                         add_full(s, n, page);
2279         }
2280
2281         l = m;
2282         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2283                                 old.freelist, old.counters,
2284                                 new.freelist, new.counters,
2285                                 "unfreezing slab"))
2286                 goto redo;
2287
2288         if (lock)
2289                 spin_unlock(&n->list_lock);
2290
2291         if (m == M_PARTIAL)
2292                 stat(s, tail);
2293         else if (m == M_FULL)
2294                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2295         else if (m == M_FREE) {
2296                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2297                 discard_slab(s, page);
2298                 stat(s, FREE_SLAB);
2299         }
2300
2301         c->page = NULL;
2302         c->freelist = NULL;
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2307  *
2308  * This function must be called with interrupts disabled
2309  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2310  * to guarantee no concurrent accesses).
2311  */
2312 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2313                 struct kmem_cache_cpu *c)
2314 {
2315 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2316         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2317         struct page *page, *discard_page = NULL;
2318
2319         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2320                 struct page new;
2321                 struct page old;
2322
2323                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2324
2325                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2326                 if (n != n2) {
2327                         if (n)
2328                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2329
2330                         n = n2;
2331                         spin_lock(&n->list_lock);
2332                 }
2333
2334                 do {
2335
2336                         old.freelist = page->freelist;
2337                         old.counters = page->counters;
2338                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2339
2340                         new.counters = old.counters;
2341                         new.freelist = old.freelist;
2342
2343                         new.frozen = 0;
2344
2345                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2346                                 old.freelist, old.counters,
2347                                 new.freelist, new.counters,
2348                                 "unfreezing slab"));
2349
2350                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2351                         page->next = discard_page;
2352                         discard_page = page;
2353                 } else {
2354                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2355                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2356                 }
2357         }
2358
2359         if (n)
2360                 spin_unlock(&n->list_lock);
2361
2362         while (discard_page) {
2363                 page = discard_page;
2364                 discard_page = discard_page->next;
2365
2366                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2367                 discard_slab(s, page);
2368                 stat(s, FREE_SLAB);
2369         }
2370 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2375  * partial page slot if available.
2376  *
2377  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2378  * per node partial list.
2379  */
2380 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2381 {
2382 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2383         struct page *oldpage;
2384         int pages;
2385         int pobjects;
2386
2387         preempt_disable();
2388         do {
2389                 pages = 0;
2390                 pobjects = 0;
2391                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2392
2393                 if (oldpage) {
2394                         pobjects = oldpage->pobjects;
2395                         pages = oldpage->pages;
2396                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2397                                 unsigned long flags;
2398                                 /*
2399                                  * partial array is full. Move the existing
2400                                  * set to the per node partial list.
2401                                  */
2402                                 local_irq_save(flags);
2403                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2404                                 local_irq_restore(flags);
2405                                 oldpage = NULL;
2406                                 pobjects = 0;
2407                                 pages = 0;
2408                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2409                         }
2410                 }
2411
2412                 pages++;
2413                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2414
2415                 page->pages = pages;
2416                 page->pobjects = pobjects;
2417                 page->next = oldpage;
2418
2419         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2420                                                                 != oldpage);
2421         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2422                 unsigned long flags;
2423
2424                 local_irq_save(flags);
2425                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2426                 local_irq_restore(flags);
2427         }
2428         preempt_enable();
2429 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2430 }
2431
2432 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2433 {
2434         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2435         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2436
2437         c->tid = next_tid(c->tid);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Flush cpu slab.
2442  *
2443  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2444  */
2445 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2446 {
2447         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2448
2449         if (c->page)
2450                 flush_slab(s, c);
2451
2452         unfreeze_partials(s, c);
2453 }
2454
2455 static void flush_cpu_slab(void *d)
2456 {
2457         struct kmem_cache *s = d;
2458
2459         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2460 }
2461
2462 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2463 {
2464         struct kmem_cache *s = info;
2465         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2466
2467         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2468 }
2469
2470 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2471 {
2472         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2477  * necessary.
2478  */
2479 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2480 {
2481         struct kmem_cache *s;
2482         unsigned long flags;
2483
2484         mutex_lock(&slab_mutex);
2485         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2486                 local_irq_save(flags);
2487                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2488                 local_irq_restore(flags);
2489         }
2490         mutex_unlock(&slab_mutex);
2491         return 0;
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2496  * locality expectations.
2497  */
2498 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2499 {
2500 #ifdef CONFIG_NUMA
2501         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2502                 return 0;
2503 #endif
2504         return 1;
2505 }
2506
2507 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2508 static int count_free(struct page *page)
2509 {
2510         return page->objects - page->inuse;
2511 }
2512
2513 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2514 {
2515         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2516 }
2517 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2518
2519 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2520 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2521                                         int (*get_count)(struct page *))
2522 {
2523         unsigned long flags;
2524         unsigned long x = 0;
2525         struct page *page;
2526
2527         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2528         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2529                 x += get_count(page);
2530         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2531         return x;
2532 }
2533 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2534
2535 static noinline void
2536 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2537 {
2538 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2539         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2540                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2541         int node;
2542         struct kmem_cache_node *n;
2543
2544         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2545                 return;
2546
2547         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2548                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2549         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2550                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2551                 oo_order(s->min));
2552
2553         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2554                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2555                         s->name);
2556
2557         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2558                 unsigned long nr_slabs;
2559                 unsigned long nr_objs;
2560                 unsigned long nr_free;
2561
2562                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2563                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2564                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2565
2566                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2567                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2568         }
2569 #endif
2570 }
2571
2572 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2573                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2574 {
2575         void *freelist;
2576         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2577         struct page *page;
2578
2579         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2580
2581         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2582
2583         if (freelist)
2584                 return freelist;
2585
2586         page = new_slab(s, flags, node);
2587         if (page) {
2588                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2589                 if (c->page)
2590                         flush_slab(s, c);
2591
2592                 /*
2593                  * No other reference to the page yet so we can
2594                  * muck around with it freely without cmpxchg
2595                  */
2596                 freelist = page->freelist;
2597                 page->freelist = NULL;
2598
2599                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2600                 c->page = page;
2601                 *pc = c;
2602         }
2603
2604         return freelist;
2605 }
2606
2607 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2608 {
2609         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2610                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2611
2612         return true;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2617  * per cpu freelist or deactivate the page.
2618  *
2619  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2620  *
2621  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2622  *
2623  * This function must be called with interrupt disabled.
2624  */
2625 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2626 {
2627         struct page new;
2628         unsigned long counters;
2629         void *freelist;
2630
2631         do {
2632                 freelist = page->freelist;
2633                 counters = page->counters;
2634
2635                 new.counters = counters;
2636                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2637
2638                 new.inuse = page->objects;
2639                 new.frozen = freelist != NULL;
2640
2641         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2642                 freelist, counters,
2643                 NULL, new.counters,
2644                 "get_freelist"));
2645
2646         return freelist;
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2651  * debugging duties.
2652  *
2653  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2654  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2655  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2656  *
2657  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2658  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2659  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2660  *
2661  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2662  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2663  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2664  *
2665  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2666  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2667  */
2668 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2669                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2670 {
2671         void *freelist;
2672         struct page *page;
2673
2674         page = c->page;
2675         if (!page) {
2676                 /*
2677                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2678                  * ignore the node constraint
2679                  */
2680                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2681                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2682                         node = NUMA_NO_NODE;
2683                 goto new_slab;
2684         }
2685 redo:
2686
2687         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2688                 /*
2689                  * same as above but node_match() being false already
2690                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2691                  */
2692                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2693                         node = NUMA_NO_NODE;
2694                         goto redo;
2695                 } else {
2696                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2697                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2698                         goto new_slab;
2699                 }
2700         }
2701
2702         /*
2703          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2704          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2705          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2706          */
2707         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2708                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2709                 goto new_slab;
2710         }
2711
2712         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2713         freelist = c->freelist;
2714         if (freelist)
2715                 goto load_freelist;
2716
2717         freelist = get_freelist(s, page);
2718
2719         if (!freelist) {
2720                 c->page = NULL;
2721                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2722                 goto new_slab;
2723         }
2724
2725         stat(s, ALLOC_REFILL);
2726
2727 load_freelist:
2728         /*
2729          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2730          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2731          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2732          */
2733         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2734         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2735         c->tid = next_tid(c->tid);
2736         return freelist;
2737
2738 new_slab:
2739
2740         if (slub_percpu_partial(c)) {
2741                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2742                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2743                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2744                 goto redo;
2745         }
2746
2747         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2748
2749         if (unlikely(!freelist)) {
2750                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2751                 return NULL;
2752         }
2753
2754         page = c->page;
2755         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2756                 goto load_freelist;
2757
2758         /* Only entered in the debug case */
2759         if (kmem_cache_debug(s) &&
2760                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2761                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2762
2763         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2764         return freelist;
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2769  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2770  */
2771 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2772                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2773 {
2774         void *p;
2775         unsigned long flags;
2776
2777         local_irq_save(flags);
2778 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2779         /*
2780          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2781          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2782          * pointer.
2783          */
2784         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2785 #endif
2786
2787         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2788         local_irq_restore(flags);
2789         return p;
2790 }
2791
2792 /*
2793  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2794  * zeroing out freelist pointer.
2795  */
2796 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2797                                                    void *obj)
2798 {
2799         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2800                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2805  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2806  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2807  *
2808  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2809  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2810  *
2811  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2812  */
2813 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2814                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2815 {
2816         void *object;
2817         struct kmem_cache_cpu *c;
2818         struct page *page;
2819         unsigned long tid;
2820         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2821
2822         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2823         if (!s)
2824                 return NULL;
2825 redo:
2826         /*
2827          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2828          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2829          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2830          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2831          *
2832          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2833          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2834          * to check if it is matched or not.
2835          */
2836         do {
2837                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2838                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2839         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2840                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2841
2842         /*
2843          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2844          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2845          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2846          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2847          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2848          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2849          */
2850         barrier();
2851
2852         /*
2853          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2854          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2855          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2856          * linked list in between.
2857          */
2858
2859         object = c->freelist;
2860         page = c->page;
2861         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2862                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2863                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2864         } else {
2865                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2866
2867                 /*
2868                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2869                  * operation and if we are on the right processor.
2870                  *
2871                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2872                  * semantics!)
2873                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2874                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2875                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2876                  *
2877                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2878                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2879                  * other cpus.
2880                  */
2881                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2882                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2883                                 object, tid,
2884                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2885
2886                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2887                         goto redo;
2888                 }
2889                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2890                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2891         }
2892
2893         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2894
2895         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2896                 memset(object, 0, s->object_size);
2897
2898         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object);
2899
2900         return object;
2901 }
2902
2903 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2904                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2905 {
2906         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2907 }
2908
2909 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2910 {
2911         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2912
2913         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2914                                 s->size, gfpflags);
2915
2916         return ret;
2917 }
2918 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2919
2920 #ifdef CONFIG_TRACING
2921 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2922 {
2923         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2924         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2925         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2926         return ret;
2927 }
2928 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2929 #endif
2930
2931 #ifdef CONFIG_NUMA
2932 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2933 {
2934         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2935
2936         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2937                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2938
2939         return ret;
2940 }
2941 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2942
2943 #ifdef CONFIG_TRACING
2944 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2945                                     gfp_t gfpflags,
2946                                     int node, size_t size)
2947 {
2948         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2949
2950         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2951                            size, s->size, gfpflags, node);
2952
2953         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2954         return ret;
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2957 #endif
2958 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2959
2960 /*
2961  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2962  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2963  *
2964  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2965  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2966  * handling required then we can return immediately.
2967  */
2968 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2969                         void *head, void *tail, int cnt,
2970                         unsigned long addr)
2971
2972 {
2973         void *prior;
2974         int was_frozen;
2975         struct page new;
2976         unsigned long counters;
2977         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2978         unsigned long flags;
2979
2980         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2981
2982         if (kmem_cache_debug(s) &&
2983             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2984                 return;
2985
2986         do {
2987                 if (unlikely(n)) {
2988                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2989                         n = NULL;
2990                 }
2991                 prior = page->freelist;
2992                 counters = page->counters;
2993                 set_freepointer(s, tail, prior);
2994                 new.counters = counters;
2995                 was_frozen = new.frozen;
2996                 new.inuse -= cnt;
2997                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2998
2999                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3000
3001                                 /*
3002                                  * Slab was on no list before and will be
3003                                  * partially empty
3004                                  * We can defer the list move and instead
3005                                  * freeze it.
3006                                  */
3007                                 new.frozen = 1;
3008
3009                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3010
3011                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3012                                 /*
3013                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3014                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3015                                  * drop the list_lock without any processing.
3016                                  *
3017                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3018                                  * other processors updating the list of slabs.
3019                                  */
3020                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3021
3022                         }
3023                 }
3024
3025         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3026                 prior, counters,
3027                 head, new.counters,
3028                 "__slab_free"));
3029
3030         if (likely(!n)) {
3031
3032                 /*
3033                  * If we just froze the page then put it onto the
3034                  * per cpu partial list.
3035                  */
3036                 if (new.frozen && !was_frozen) {
3037                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3038                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3039                 }
3040                 /*
3041                  * The list lock was not taken therefore no list
3042                  * activity can be necessary.
3043                  */
3044                 if (was_frozen)
3045                         stat(s, FREE_FROZEN);
3046                 return;
3047         }
3048
3049         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3050                 goto slab_empty;
3051
3052         /*
3053          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3054          * then add it.
3055          */
3056         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3057                 remove_full(s, n, page);
3058                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3059                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3060         }
3061         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3062         return;
3063
3064 slab_empty:
3065         if (prior) {
3066                 /*
3067                  * Slab on the partial list.
3068                  */
3069                 remove_partial(n, page);
3070                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3071         } else {
3072                 /* Slab must be on the full list */
3073                 remove_full(s, n, page);
3074         }
3075
3076         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3077         stat(s, FREE_SLAB);
3078         discard_slab(s, page);
3079 }
3080
3081 /*
3082  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3083  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3084  *
3085  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3086  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3087  * the item before.
3088  *
3089  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3090  * with all sorts of special processing.
3091  *
3092  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3093  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3094  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3095  */
3096 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3097                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3098                                 int cnt, unsigned long addr)
3099 {
3100         void *tail_obj = tail ? : head;
3101         struct kmem_cache_cpu *c;
3102         unsigned long tid;
3103
3104         memcg_slab_free_hook(s, page, head);
3105 redo:
3106         /*
3107          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3108          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3109          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3110          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3111          */
3112         do {
3113                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3114                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3115         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3116                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3117
3118         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3119         barrier();
3120
3121         if (likely(page == c->page)) {
3122                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3123
3124                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3125
3126                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3127                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3128                                 freelist, tid,
3129                                 head, next_tid(tid)))) {
3130
3131                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3132                         goto redo;
3133                 }
3134                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3135         } else
3136                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3137
3138 }
3139
3140 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3141                                       void *head, void *tail, int cnt,
3142                                       unsigned long addr)
3143 {
3144         /*
3145          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3146          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3147          */
3148         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3149                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3150 }
3151
3152 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3153 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3154 {
3155         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3156 }
3157 #endif
3158
3159 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3160 {
3161         s = cache_from_obj(s, x);
3162         if (!s)
3163                 return;
3164         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3165         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3168
3169 struct detached_freelist {
3170         struct page *page;
3171         void *tail;
3172         void *freelist;
3173         int cnt;
3174         struct kmem_cache *s;
3175 };
3176
3177 /*
3178  * This function progressively scans the array with free objects (with
3179  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3180  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3181  * page/objects.  This can happen without any need for
3182  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3183  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3184  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3185  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3186  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3187  * to performance reasons.
3188  */
3189 static inline
3190 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3191                             void **p, struct detached_freelist *df)
3192 {
3193         size_t first_skipped_index = 0;
3194         int lookahead = 3;
3195         void *object;
3196         struct page *page;
3197
3198         /* Always re-init detached_freelist */
3199         df->page = NULL;
3200
3201         do {
3202                 object = p[--size];
3203                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3204         } while (!object && size);
3205
3206         if (!object)
3207                 return 0;
3208
3209         page = virt_to_head_page(object);
3210         if (!s) {
3211                 /* Handle kalloc'ed objects */
3212                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3213                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3214                         kfree_hook(object);
3215                         __free_pages(page, compound_order(page));
3216                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3217                         return size;
3218                 }
3219                 /* Derive kmem_cache from object */
3220                 df->s = page->slab_cache;
3221         } else {
3222                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3223         }
3224
3225         /* Start new detached freelist */
3226         df->page = page;
3227         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3228         df->tail = object;
3229         df->freelist = object;
3230         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3231         df->cnt = 1;
3232
3233         while (size) {
3234                 object = p[--size];
3235                 if (!object)
3236                         continue; /* Skip processed objects */
3237
3238                 /* df->page is always set at this point */
3239                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3240                         /* Opportunity build freelist */
3241                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3242                         df->freelist = object;
3243                         df->cnt++;
3244                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3245
3246                         continue;
3247                 }
3248
3249                 /* Limit look ahead search */
3250                 if (!--lookahead)
3251                         break;
3252
3253                 if (!first_skipped_index)
3254                         first_skipped_index = size + 1;
3255         }
3256
3257         return first_skipped_index;
3258 }
3259
3260 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3261 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3262 {
3263         if (WARN_ON(!size))
3264                 return;
3265
3266         do {
3267                 struct detached_freelist df;
3268
3269                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3270                 if (!df.page)
3271                         continue;
3272
3273                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3274         } while (likely(size));
3275 }
3276 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3277
3278 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3279 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3280                           void **p)
3281 {
3282         struct kmem_cache_cpu *c;
3283         int i;
3284         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3285
3286         /* memcg and kmem_cache debug support */
3287         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3288         if (unlikely(!s))
3289                 return false;
3290         /*
3291          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3292          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3293          * handlers invoking normal fastpath.
3294          */
3295         local_irq_disable();
3296         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3297
3298         for (i = 0; i < size; i++) {
3299                 void *object = c->freelist;
3300
3301                 if (unlikely(!object)) {
3302                         /*
3303                          * We may have removed an object from c->freelist using
3304                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3305                          * c->tid has not been bumped yet.
3306                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3307                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3308                          */
3309                         c->tid = next_tid(c->tid);
3310
3311                         /*
3312                          * Invoking slow path likely have side-effect
3313                          * of re-populating per CPU c->freelist
3314                          */
3315                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3316                                             _RET_IP_, c);
3317                         if (unlikely(!p[i]))
3318                                 goto error;
3319
3320                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3321                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3322
3323                         continue; /* goto for-loop */
3324                 }
3325                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3326                 p[i] = object;
3327                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3328         }
3329         c->tid = next_tid(c->tid);
3330         local_irq_enable();
3331
3332         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3333         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3334                 int j;
3335
3336                 for (j = 0; j < i; j++)
3337                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3338         }
3339
3340         /* memcg and kmem_cache debug support */
3341         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3342         return i;
3343 error:
3344         local_irq_enable();
3345         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3346         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3347         return 0;
3348 }
3349 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3350
3351
3352 /*
3353  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3354  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3355  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3356  * another.
3357  *
3358  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3359  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3360  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3361  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3362  * locking overhead.
3363  */
3364
3365 /*
3366  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3367  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3368  * and increases the number of allocations possible without having to
3369  * take the list_lock.
3370  */
3371 static unsigned int slub_min_order;
3372 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3373 static unsigned int slub_min_objects;
3374
3375 /*
3376  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3377  *
3378  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3379  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3380  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3381  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3382  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3383  * would be wasted.
3384  *
3385  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3386  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3387  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3388  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3389  *
3390  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3391  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3392  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3393  * of space in favor of a small page order.
3394  *
3395  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3396  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3397  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3398  * the smallest order which will fit the object.
3399  */
3400 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3401                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3402                 unsigned int fract_leftover)
3403 {
3404         unsigned int min_order = slub_min_order;
3405         unsigned int order;
3406
3407         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3408                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3409
3410         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3411                         order <= max_order; order++) {
3412
3413                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3414                 unsigned int rem;
3415
3416                 rem = slab_size % size;
3417
3418                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3419                         break;
3420         }
3421
3422         return order;
3423 }
3424
3425 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3426 {
3427         unsigned int order;
3428         unsigned int min_objects;
3429         unsigned int max_objects;
3430
3431         /*
3432          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3433          * works by first attempting to generate a layout with
3434          * the best configuration and backing off gradually.
3435          *
3436          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3437          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3438          */
3439         min_objects = slub_min_objects;
3440         if (!min_objects)
3441                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3442         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3443         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3444
3445         while (min_objects > 1) {
3446                 unsigned int fraction;
3447
3448                 fraction = 16;
3449                 while (fraction >= 4) {
3450                         order = slab_order(size, min_objects,
3451                                         slub_max_order, fraction);
3452                         if (order <= slub_max_order)
3453                                 return order;
3454                         fraction /= 2;
3455                 }
3456                 min_objects--;
3457         }
3458
3459         /*
3460          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3461          * lets see if we can place a single object there.
3462          */
3463         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3464         if (order <= slub_max_order)
3465                 return order;
3466
3467         /*
3468          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3469          */
3470         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3471         if (order < MAX_ORDER)
3472                 return order;
3473         return -ENOSYS;
3474 }
3475
3476 static void
3477 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3478 {
3479         n->nr_partial = 0;
3480         spin_lock_init(&n->list_lock);
3481         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3482 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3483         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3484         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3485         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3486 #endif
3487 }
3488
3489 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3490 {
3491         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3492                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3493
3494         /*
3495          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3496          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3497          */
3498         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3499                                      2 * sizeof(void *));
3500
3501         if (!s->cpu_slab)
3502                 return 0;
3503
3504         init_kmem_cache_cpus(s);
3505
3506         return 1;
3507 }
3508
3509 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3510
3511 /*
3512  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3513  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3514  * possible.
3515  *
3516  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3517  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3518  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3519  */
3520 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3521 {
3522         struct page *page;
3523         struct kmem_cache_node *n;
3524
3525         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3526
3527         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3528
3529         BUG_ON(!page);
3530         if (page_to_nid(page) != node) {
3531                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3532                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3533         }
3534
3535         n = page->freelist;
3536         BUG_ON(!n);
3537 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3538         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3539         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3540 #endif
3541         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3542                       GFP_KERNEL);
3543         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3544         page->inuse = 1;
3545         page->frozen = 0;
3546         kmem_cache_node->node[node] = n;
3547         init_kmem_cache_node(n);
3548         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3549
3550         /*
3551          * No locks need to be taken here as it has just been
3552          * initialized and there is no concurrent access.
3553          */
3554         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3555 }
3556
3557 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3558 {
3559         int node;
3560         struct kmem_cache_node *n;
3561
3562         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3563                 s->node[node] = NULL;
3564                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3565         }
3566 }
3567
3568 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3569 {
3570         cache_random_seq_destroy(s);
3571         free_percpu(s->cpu_slab);
3572         free_kmem_cache_nodes(s);
3573 }
3574
3575 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3576 {
3577         int node;
3578
3579         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3580                 struct kmem_cache_node *n;
3581
3582                 if (slab_state == DOWN) {
3583                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3584                         continue;
3585                 }
3586                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3587                                                 GFP_KERNEL, node);
3588
3589                 if (!n) {
3590                         free_kmem_cache_nodes(s);
3591                         return 0;
3592                 }
3593
3594                 init_kmem_cache_node(n);
3595                 s->node[node] = n;
3596         }
3597         return 1;
3598 }
3599
3600 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3601 {
3602         if (min < MIN_PARTIAL)
3603                 min = MIN_PARTIAL;
3604         else if (min > MAX_PARTIAL)
3605                 min = MAX_PARTIAL;
3606         s->min_partial = min;
3607 }
3608
3609 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3610 {
3611 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3612         /*
3613          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3614          * per cpu partial lists of a processor.
3615          *
3616          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3617          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3618          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3619          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3620          *
3621          * This setting also determines
3622          *
3623          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3624          *    per node list when we reach the limit.
3625          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3626          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3627          *    50% to keep some capacity around for frees.
3628          */
3629         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3630                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3631         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3632                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3633         else if (s->size >= 1024)
3634                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3635         else if (s->size >= 256)
3636                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3637         else
3638                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3639 #endif
3640 }
3641
3642 /*
3643  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3644  * a slab object.
3645  */
3646 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3647 {
3648         slab_flags_t flags = s->flags;
3649         unsigned int size = s->object_size;
3650         unsigned int freepointer_area;
3651         unsigned int order;
3652
3653         /*
3654          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3655          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3656          * the possible location of the free pointer.
3657          */
3658         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3659         /*
3660          * This is the area of the object where a freepointer can be
3661          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3662          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3663          * s->offset must be limited within this for the general case.
3664          */
3665         freepointer_area = size;
3666
3667 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3668         /*
3669          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3670          * the slab may touch the object after free or before allocation
3671          * then we should never poison the object itself.
3672          */
3673         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3674                         !s->ctor)
3675                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3676         else
3677                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3678
3679
3680         /*
3681          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3682          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3683          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3684          */
3685         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3686                 size += sizeof(void *);
3687 #endif
3688
3689         /*
3690          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3691          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3692          */
3693         s->inuse = size;
3694
3695         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3696                 s->ctor)) {
3697                 /*
3698                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3699                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3700                  * kmem_cache_free.
3701                  *
3702                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3703                  * destructor or are poisoning the objects.
3704                  *
3705                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3706                  * pointer is outside of the object is used in the
3707                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3708                  * longer true, the function needs to be modified.
3709                  */
3710                 s->offset = size;
3711                 size += sizeof(void *);
3712         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3713                 /*
3714                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3715                  * it away from the edges of the object to avoid small
3716                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3717                  */
3718                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3719         }
3720
3721 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3722         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3723                 /*
3724                  * Need to store information about allocs and frees after
3725                  * the object.
3726                  */
3727                 size += 2 * sizeof(struct track);
3728 #endif
3729
3730         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3731 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3732         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3733                 /*
3734                  * Add some empty padding so that we can catch
3735                  * overwrites from earlier objects rather than let
3736                  * tracking information or the free pointer be
3737                  * corrupted if a user writes before the start
3738                  * of the object.
3739                  */
3740                 size += sizeof(void *);
3741
3742                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3743                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3744                 size += s->red_left_pad;
3745         }
3746 #endif
3747
3748         /*
3749          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3750          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3751          * each object to conform to the alignment.
3752          */
3753         size = ALIGN(size, s->align);
3754         s->size = size;
3755         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3756         if (forced_order >= 0)
3757                 order = forced_order;
3758         else
3759                 order = calculate_order(size);
3760
3761         if ((int)order < 0)
3762                 return 0;
3763
3764         s->allocflags = 0;
3765         if (order)
3766                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3767
3768         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3769                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3770
3771         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3772                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3773
3774         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3775                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3776
3777         /*
3778          * Determine the number of objects per slab
3779          */
3780         s->oo = oo_make(order, size);
3781         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3782         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3783                 s->max = s->oo;
3784
3785         return !!oo_objects(s->oo);
3786 }
3787
3788 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3789 {
3790         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3791 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3792         s->random = get_random_long();
3793 #endif
3794
3795         if (!calculate_sizes(s, -1))
3796                 goto error;
3797         if (disable_higher_order_debug) {
3798                 /*
3799                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3800                  * order increased.
3801                  */
3802                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3803                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3804                         s->offset = 0;
3805                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3806                                 goto error;
3807                 }
3808         }
3809
3810 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3811     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3812         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3813                 /* Enable fast mode */
3814                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3815 #endif
3816
3817         /*
3818          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3819          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3820          */
3821         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3822
3823         set_cpu_partial(s);
3824
3825 #ifdef CONFIG_NUMA
3826         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3827 #endif
3828
3829         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3830         if (slab_state >= UP) {
3831                 if (init_cache_random_seq(s))
3832                         goto error;
3833         }
3834
3835         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3836                 goto error;
3837
3838         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3839                 return 0;
3840
3841         free_kmem_cache_nodes(s);
3842 error:
3843         return -EINVAL;
3844 }
3845
3846 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3847                               const char *text)
3848 {
3849 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3850         void *addr = page_address(page);
3851         unsigned long *map;
3852         void *p;
3853
3854         slab_err(s, page, text, s->name);
3855         slab_lock(page);
3856
3857         map = get_map(s, page);
3858         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3859
3860                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3861                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3862                         print_tracking(s, p);
3863                 }
3864         }
3865         put_map(map);
3866         slab_unlock(page);
3867 #endif
3868 }
3869
3870 /*
3871  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3872  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3873  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3874  */
3875 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3876 {
3877         LIST_HEAD(discard);
3878         struct page *page, *h;
3879
3880         BUG_ON(irqs_disabled());
3881         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3882         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3883                 if (!page->inuse) {
3884                         remove_partial(n, page);
3885                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3886                 } else {
3887                         list_slab_objects(s, page,
3888                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3889                 }
3890         }
3891         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3892
3893         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3894                 discard_slab(s, page);
3895 }
3896
3897 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3898 {
3899         int node;
3900         struct kmem_cache_node *n;
3901
3902         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3903                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3904                         return false;
3905         return true;
3906 }
3907
3908 /*
3909  * Release all resources used by a slab cache.
3910  */
3911 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3912 {
3913         int node;
3914         struct kmem_cache_node *n;
3915
3916         flush_all(s);
3917         /* Attempt to free all objects */
3918         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3919                 free_partial(s, n);
3920                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3921                         return 1;
3922         }
3923         sysfs_slab_remove(s);
3924         return 0;
3925 }
3926
3927 /********************************************************************
3928  *              Kmalloc subsystem
3929  *******************************************************************/
3930
3931 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3932 {
3933         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3934
3935         return 1;
3936 }
3937
3938 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3939
3940 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3941 {
3942         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3943         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3944
3945         return 1;
3946 }
3947
3948 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3949
3950 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3951 {
3952         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3953
3954         return 1;
3955 }
3956
3957 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3958
3959 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3960 {
3961         struct kmem_cache *s;
3962         void *ret;
3963
3964         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3965                 return kmalloc_large(size, flags);
3966
3967         s = kmalloc_slab(size, flags);
3968
3969         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3970                 return s;
3971
3972         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3973
3974         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3975
3976         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3977
3978         return ret;
3979 }
3980 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3981
3982 #ifdef CONFIG_NUMA
3983 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3984 {
3985         struct page *page;
3986         void *ptr = NULL;
3987         unsigned int order = get_order(size);
3988
3989         flags |= __GFP_COMP;
3990         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3991         if (page) {
3992                 ptr = page_address(page);
3993                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3994                                     PAGE_SIZE << order);
3995         }
3996
3997         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3998 }
3999
4000 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4001 {
4002         struct kmem_cache *s;
4003         void *ret;
4004
4005         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4006                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4007
4008                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4009                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4010                                    flags, node);
4011
4012                 return ret;
4013         }
4014
4015         s = kmalloc_slab(size, flags);
4016
4017         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4018                 return s;
4019
4020         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
4021
4022         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4023
4024         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4025
4026         return ret;
4027 }
4028 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4029 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4030
4031 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4032 /*
4033  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4034  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4035  * cache's usercopy region.
4036  *
4037  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4038  * to indicate an error.
4039  */
4040 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4041                          bool to_user)
4042 {
4043         struct kmem_cache *s;
4044         unsigned int offset;
4045         size_t object_size;
4046
4047         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4048
4049         /* Find object and usable object size. */
4050         s = page->slab_cache;
4051
4052         /* Reject impossible pointers. */
4053         if (ptr < page_address(page))
4054                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4055                                to_user, 0, n);
4056
4057         /* Find offset within object. */
4058         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4059
4060         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4061         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4062                 if (offset < s->red_left_pad)
4063                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4064                                        s->name, to_user, offset, n);
4065                 offset -= s->red_left_pad;
4066         }
4067
4068         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4069         if (offset >= s->useroffset &&
4070             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4071             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4072                 return;
4073
4074         /*
4075          * If the copy is still within the allocated object, produce
4076          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4077          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4078          * whitelists.
4079          */
4080         object_size = slab_ksize(s);
4081         if (usercopy_fallback &&
4082             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4083                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4084                 return;
4085         }
4086
4087         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4088 }
4089 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4090
4091 size_t __ksize(const void *object)
4092 {
4093         struct page *page;
4094
4095         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4096                 return 0;
4097
4098         page = virt_to_head_page(object);
4099
4100         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4101                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4102                 return page_size(page);
4103         }
4104
4105         return slab_ksize(page->slab_cache);
4106 }
4107 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4108
4109 void kfree(const void *x)
4110 {
4111         struct page *page;
4112         void *object = (void *)x;
4113
4114         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4115
4116         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4117                 return;
4118
4119         page = virt_to_head_page(x);
4120         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4121                 unsigned int order = compound_order(page);
4122
4123                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4124                 kfree_hook(object);
4125                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4126                                     -(PAGE_SIZE << order));
4127                 __free_pages(page, order);
4128                 return;
4129         }
4130         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4131 }
4132 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4133
4134 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4135
4136 /*
4137  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4138  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4139  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4140  *
4141  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4142  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4143  * are freed in them.
4144  */
4145 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4146 {
4147         int node;
4148         int i;
4149         struct kmem_cache_node *n;
4150         struct page *page;
4151         struct page *t;
4152         struct list_head discard;
4153         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4154         unsigned long flags;
4155         int ret = 0;
4156
4157         flush_all(s);
4158         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4159                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4160                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4161                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4162
4163                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4164
4165                 /*
4166                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4167                  *
4168                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4169                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4170                  */
4171                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4172                         int free = page->objects - page->inuse;
4173
4174                         /* Do not reread page->inuse */
4175                         barrier();
4176
4177                         /* We do not keep full slabs on the list */
4178                         BUG_ON(free <= 0);
4179
4180                         if (free == page->objects) {
4181                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4182                                 n->nr_partial--;
4183                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4184                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4185                 }
4186
4187                 /*
4188                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4189                  * partial list.
4190                  */
4191                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4192                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4193
4194                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4195
4196                 /* Release empty slabs */
4197                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4198                         discard_slab(s, page);
4199
4200                 if (slabs_node(s, node))
4201                         ret = 1;
4202         }
4203
4204         return ret;
4205 }
4206
4207 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4208 {
4209         struct kmem_cache *s;
4210
4211         mutex_lock(&slab_mutex);
4212         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4213                 __kmem_cache_shrink(s);
4214         mutex_unlock(&slab_mutex);
4215
4216         return 0;
4217 }
4218
4219 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4220 {
4221         struct kmem_cache_node *n;
4222         struct kmem_cache *s;
4223         struct memory_notify *marg = arg;
4224         int offline_node;
4225
4226         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4227
4228         /*
4229          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4230          * for it yet.
4231          */
4232         if (offline_node < 0)
4233                 return;
4234
4235         mutex_lock(&slab_mutex);
4236         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4237                 n = get_node(s, offline_node);
4238                 if (n) {
4239                         /*
4240                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4241                          * that is going down. We were unable to free them,
4242                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4243                          * callback. So, we must fail.
4244                          */
4245                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4246
4247                         s->node[offline_node] = NULL;
4248                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4249                 }
4250         }
4251         mutex_unlock(&slab_mutex);
4252 }
4253
4254 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4255 {
4256         struct kmem_cache_node *n;
4257         struct kmem_cache *s;
4258         struct memory_notify *marg = arg;
4259         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4260         int ret = 0;
4261
4262         /*
4263          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4264          * already created. Nothing to do.
4265          */
4266         if (nid < 0)
4267                 return 0;
4268
4269         /*
4270          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4271          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4272          * online.
4273          */
4274         mutex_lock(&slab_mutex);
4275         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4276                 /*
4277                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4278                  *      since memory is not yet available from the node that
4279                  *      is brought up.
4280                  */
4281                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4282                 if (!n) {
4283                         ret = -ENOMEM;
4284                         goto out;
4285                 }
4286                 init_kmem_cache_node(n);
4287                 s->node[nid] = n;
4288         }
4289 out:
4290         mutex_unlock(&slab_mutex);
4291         return ret;
4292 }
4293
4294 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4295                                 unsigned long action, void *arg)
4296 {
4297         int ret = 0;
4298
4299         switch (action) {
4300         case MEM_GOING_ONLINE:
4301                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4302                 break;
4303         case MEM_GOING_OFFLINE:
4304                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4305                 break;
4306         case MEM_OFFLINE:
4307         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4308                 slab_mem_offline_callback(arg);
4309                 break;
4310         case MEM_ONLINE:
4311         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4312                 break;
4313         }
4314         if (ret)
4315                 ret = notifier_from_errno(ret);
4316         else
4317                 ret = NOTIFY_OK;
4318         return ret;
4319 }
4320
4321 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4322         .notifier_call = slab_memory_callback,
4323         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4324 };
4325
4326 /********************************************************************
4327  *                      Basic setup of slabs
4328  *******************************************************************/
4329
4330 /*
4331  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4332  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4333  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4334  */
4335
4336 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4337 {
4338         int node;
4339         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4340         struct kmem_cache_node *n;
4341
4342         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4343
4344         /*
4345          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4346          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4347          * IPIs around.
4348          */
4349         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4350         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4351                 struct page *p;
4352
4353                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4354                         p->slab_cache = s;
4355
4356 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4357                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4358                         p->slab_cache = s;
4359 #endif
4360         }
4361         slab_init_memcg_params(s);
4362         list_add(&s->list, &slab_caches);
4363         memcg_link_cache(s);
4364         return s;
4365 }
4366
4367 void __init kmem_cache_init(void)
4368 {
4369         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4370                 boot_kmem_cache_node;
4371
4372         if (debug_guardpage_minorder())
4373                 slub_max_order = 0;
4374
4375         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4376         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4377
4378         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4379                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4380
4381         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4382
4383         /* Able to allocate the per node structures */
4384         slab_state = PARTIAL;
4385
4386         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4387                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4388                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4389                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4390
4391         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4392         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4393
4394         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4395         setup_kmalloc_cache_index_table();
4396         create_kmalloc_caches(0);
4397
4398         /* Setup random freelists for each cache */
4399         init_freelist_randomization();
4400
4401         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4402                                   slub_cpu_dead);
4403
4404         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4405                 cache_line_size(),
4406                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4407                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4408 }
4409
4410 void __init kmem_cache_init_late(void)
4411 {
4412 }
4413
4414 struct kmem_cache *
4415 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4416                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4417 {
4418         struct kmem_cache *s, *c;
4419
4420         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4421         if (s) {
4422                 s->refcount++;
4423
4424                 /*
4425                  * Adjust the object sizes so that we clear
4426                  * the complete object on kzalloc.
4427                  */
4428                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4429                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4430
4431                 c = memcg_cache(s);
4432                 if (c) {
4433                         c->object_size = s->object_size;
4434                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4435                 }
4436
4437                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4438                         s->refcount--;
4439                         s = NULL;
4440                 }
4441         }
4442
4443         return s;
4444 }
4445
4446 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4447 {
4448         int err;
4449
4450         err = kmem_cache_open(s, flags);
4451         if (err)
4452                 return err;
4453
4454         /* Mutex is not taken during early boot */
4455         if (slab_state <= UP)
4456                 return 0;
4457
4458         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4459         err = sysfs_slab_add(s);
4460         if (err)
4461                 __kmem_cache_release(s);
4462
4463         return err;
4464 }
4465
4466 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4467 {
4468         struct kmem_cache *s;
4469         void *ret;
4470
4471         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4472                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4473
4474         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4475
4476         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4477                 return s;
4478
4479         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4480
4481         /* Honor the call site pointer we received. */
4482         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4483
4484         return ret;
4485 }
4486 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4487
4488 #ifdef CONFIG_NUMA
4489 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4490                                         int node, unsigned long caller)
4491 {
4492         struct kmem_cache *s;
4493         void *ret;
4494
4495         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4496                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4497
4498                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4499                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4500                                    gfpflags, node);
4501
4502                 return ret;
4503         }
4504
4505         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4506
4507         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4508                 return s;
4509
4510         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4511
4512         /* Honor the call site pointer we received. */
4513         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4514
4515         return ret;
4516 }
4517 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4518 #endif
4519
4520 #ifdef CONFIG_SYSFS
4521 static int count_inuse(struct page *page)
4522 {
4523         return page->inuse;
4524 }
4525
4526 static int count_total(struct page *page)
4527 {
4528         return page->objects;
4529 }
4530 #endif
4531
4532 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4533 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4534 {
4535         void *p;
4536         void *addr = page_address(page);
4537         unsigned long *map;
4538
4539         slab_lock(page);
4540
4541         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4542                 goto unlock;
4543
4544         /* Now we know that a valid freelist exists */
4545         map = get_map(s, page);
4546         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4547                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4548                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4549
4550                 if (!check_object(s, page, p, val))
4551                         break;
4552         }
4553         put_map(map);
4554 unlock:
4555         slab_unlock(page);
4556 }
4557
4558 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4559                 struct kmem_cache_node *n)
4560 {
4561         unsigned long count = 0;
4562         struct page *page;
4563         unsigned long flags;
4564
4565         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4566
4567         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4568                 validate_slab(s, page);
4569                 count++;
4570         }
4571         if (count != n->nr_partial)
4572                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4573                        s->name, count, n->nr_partial);
4574
4575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4576                 goto out;
4577
4578         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4579                 validate_slab(s, page);
4580                 count++;
4581         }
4582         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4583                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4584                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4585
4586 out:
4587         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4588         return count;
4589 }
4590
4591 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4592 {
4593         int node;
4594         unsigned long count = 0;
4595         struct kmem_cache_node *n;
4596
4597         flush_all(s);
4598         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4599                 count += validate_slab_node(s, n);
4600
4601         return count;
4602 }
4603 /*
4604  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4605  * and freed.
4606  */
4607
4608 struct location {
4609         unsigned long count;
4610         unsigned long addr;
4611         long long sum_time;
4612         long min_time;
4613         long max_time;
4614         long min_pid;
4615         long max_pid;
4616         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4617         nodemask_t nodes;
4618 };
4619
4620 struct loc_track {
4621         unsigned long max;
4622         unsigned long count;
4623         struct location *loc;
4624 };
4625
4626 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4627 {
4628         if (t->max)
4629                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4630                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4631 }
4632
4633 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4634 {
4635         struct location *l;
4636         int order;
4637
4638         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4639
4640         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4641         if (!l)
4642                 return 0;
4643
4644         if (t->count) {
4645                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4646                 free_loc_track(t);
4647         }
4648         t->max = max;
4649         t->loc = l;
4650         return 1;
4651 }
4652
4653 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4654                                 const struct track *track)
4655 {
4656         long start, end, pos;
4657         struct location *l;
4658         unsigned long caddr;
4659         unsigned long age = jiffies - track->when;
4660
4661         start = -1;
4662         end = t->count;
4663
4664         for ( ; ; ) {
4665                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4666
4667                 /*
4668                  * There is nothing at "end". If we end up there
4669                  * we need to add something to before end.
4670                  */
4671                 if (pos == end)
4672                         break;
4673
4674                 caddr = t->loc[pos].addr;
4675                 if (track->addr == caddr) {
4676
4677                         l = &t->loc[pos];
4678                         l->count++;
4679                         if (track->when) {
4680                                 l->sum_time += age;
4681                                 if (age < l->min_time)
4682                                         l->min_time = age;
4683                                 if (age > l->max_time)
4684                                         l->max_time = age;
4685
4686                                 if (track->pid < l->min_pid)
4687                                         l->min_pid = track->pid;
4688                                 if (track->pid > l->max_pid)
4689                                         l->max_pid = track->pid;
4690
4691                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4692                                                 to_cpumask(l->cpus));
4693                         }
4694                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4695                         return 1;
4696                 }
4697
4698                 if (track->addr < caddr)
4699                         end = pos;
4700                 else
4701                         start = pos;
4702         }
4703
4704         /*
4705          * Not found. Insert new tracking element.
4706          */
4707         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4708                 return 0;
4709
4710         l = t->loc + pos;
4711         if (pos < t->count)
4712                 memmove(l + 1, l,
4713                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4714         t->count++;
4715         l->count = 1;
4716         l->addr = track->addr;
4717         l->sum_time = age;
4718         l->min_time = age;
4719         l->max_time = age;
4720         l->min_pid = track->pid;
4721         l->max_pid = track->pid;
4722         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4723         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4724         nodes_clear(l->nodes);
4725         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4726         return 1;
4727 }
4728
4729 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4730                 struct page *page, enum track_item alloc)
4731 {
4732         void *addr = page_address(page);
4733         void *p;
4734         unsigned long *map;
4735
4736         map = get_map(s, page);
4737         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4738                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4739                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4740         put_map(map);
4741 }
4742
4743 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4744                                         enum track_item alloc)
4745 {
4746         int len = 0;
4747         unsigned long i;
4748         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4749         int node;
4750         struct kmem_cache_node *n;
4751
4752         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4753                              GFP_KERNEL)) {
4754                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4755         }
4756         /* Push back cpu slabs */
4757         flush_all(s);
4758
4759         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4760                 unsigned long flags;
4761                 struct page *page;
4762
4763                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4764                         continue;
4765
4766                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4767                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4768                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4769                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4770                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4771                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4772         }
4773
4774         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4775                 struct location *l = &t.loc[i];
4776
4777                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4778                         break;
4779                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4780
4781                 if (l->addr)
4782                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4783                 else
4784                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4785
4786                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4787                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4788                                 l->min_time,
4789                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4790                                 l->max_time);
4791                 } else
4792                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4793                                 l->min_time);
4794
4795                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4796                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4797                                 l->min_pid, l->max_pid);
4798                 else
4799                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4800                                 l->min_pid);
4801
4802                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4803                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4804                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4805                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4806                                          " cpus=%*pbl",
4807                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4808
4809                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4810                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4811                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4812                                          " nodes=%*pbl",
4813                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4814
4815                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4816         }
4817
4818         free_loc_track(&t);
4819         if (!t.count)
4820                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4821         return len;
4822 }
4823 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4824
4825 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4826 static void __init resiliency_test(void)
4827 {
4828         u8 *p;
4829         int type = KMALLOC_NORMAL;
4830
4831         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4832
4833         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4834         pr_err("-----------------------\n");
4835         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4836
4837         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4838         p[16] = 0x12;
4839         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4840                p + 16);
4841
4842         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4843
4844         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4845         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4846         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4847         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4848                p);
4849         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4850
4851         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4852         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4853         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4854         *p = 0x56;
4855         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4856                p);
4857         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4858         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4859
4860         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4861         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4862         kfree(p);
4863         *p = 0x78;
4864         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4865         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4866
4867         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4868         kfree(p);
4869         p[50] = 0x9a;
4870         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4871         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4872
4873         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4874         kfree(p);
4875         p[512] = 0xab;
4876         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4877         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4878 }
4879 #else
4880 #ifdef CONFIG_SYSFS
4881 static void resiliency_test(void) {};
4882 #endif
4883 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4884
4885 #ifdef CONFIG_SYSFS
4886 enum slab_stat_type {
4887         SL_ALL,                 /* All slabs */
4888         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4889         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4890         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4891         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4892 };
4893
4894 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4895 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4896 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4897 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4898 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4899
4900 #ifdef CONFIG_MEMCG
4901 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4902
4903 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4904 {
4905         int v;
4906
4907         if (get_option(&str, &v) > 0)
4908                 memcg_sysfs_enabled = v;
4909
4910         return 1;
4911 }
4912
4913 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4914 #endif
4915
4916 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4917                             char *buf, unsigned long flags)
4918 {
4919         unsigned long total = 0;
4920         int node;
4921         int x;
4922         unsigned long *nodes;
4923
4924         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4925         if (!nodes)
4926                 return -ENOMEM;
4927
4928         if (flags & SO_CPU) {
4929                 int cpu;
4930
4931                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4932                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4933                                                                cpu);
4934                         int node;
4935                         struct page *page;
4936
4937                         page = READ_ONCE(c->page);
4938                         if (!page)
4939                                 continue;
4940
4941                         node = page_to_nid(page);
4942                         if (flags & SO_TOTAL)
4943                                 x = page->objects;
4944                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4945                                 x = page->inuse;
4946                         else
4947                                 x = 1;
4948
4949                         total += x;
4950                         nodes[node] += x;
4951
4952                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4953                         if (page) {
4954                                 node = page_to_nid(page);
4955                                 if (flags & SO_TOTAL)
4956                                         WARN_ON_ONCE(1);
4957                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4958                                         WARN_ON_ONCE(1);
4959                                 else
4960                                         x = page->pages;
4961                                 total += x;
4962                                 nodes[node] += x;
4963                         }
4964                 }
4965         }
4966
4967         /*
4968          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4969          * already held which will conflict with an existing lock order:
4970          *
4971          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4972          *
4973          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4974          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4975          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4976          */
4977
4978 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4979         if (flags & SO_ALL) {
4980                 struct kmem_cache_node *n;
4981
4982                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4983
4984                         if (flags & SO_TOTAL)
4985                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4986                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4987                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4988                                         count_partial(n, count_free);
4989                         else
4990                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4991                         total += x;
4992                         nodes[node] += x;
4993                 }
4994
4995         } else
4996 #endif
4997         if (flags & SO_PARTIAL) {
4998                 struct kmem_cache_node *n;
4999
5000                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5001                         if (flags & SO_TOTAL)
5002                                 x = count_partial(n, count_total);
5003                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5004                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5005                         else
5006                                 x = n->nr_partial;
5007                         total += x;
5008                         nodes[node] += x;
5009                 }
5010         }
5011         x = sprintf(buf, "%lu", total);
5012 #ifdef CONFIG_NUMA
5013         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
5014                 if (nodes[node])
5015                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
5016                                         node, nodes[node]);
5017 #endif
5018         kfree(nodes);
5019         return x + sprintf(buf + x, "\n");
5020 }
5021
5022 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5023 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5024
5025 struct slab_attribute {
5026         struct attribute attr;
5027         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5028         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5029 };
5030
5031 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5032         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5033         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5034
5035 #define SLAB_ATTR(_name) \
5036         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5037         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5038
5039 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5040 {
5041         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
5042 }
5043 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5044
5045 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5046 {
5047         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
5048 }
5049 SLAB_ATTR_RO(align);
5050
5051 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5052 {
5053         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
5054 }
5055 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5056
5057 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5058 {
5059         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5060 }
5061 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5062
5063 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5064 {
5065         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5066 }
5067 SLAB_ATTR_RO(order);
5068
5069 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5070 {
5071         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5072 }
5073
5074 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5075                                  size_t length)
5076 {
5077         unsigned long min;
5078         int err;
5079
5080         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5081         if (err)
5082                 return err;
5083
5084         set_min_partial(s, min);
5085         return length;
5086 }
5087 SLAB_ATTR(min_partial);
5088
5089 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5090 {
5091         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5092 }
5093
5094 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5095                                  size_t length)
5096 {
5097         unsigned int objects;
5098         int err;
5099
5100         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5101         if (err)
5102                 return err;
5103         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5104                 return -EINVAL;
5105
5106         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5107         flush_all(s);
5108         return length;
5109 }
5110 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5111
5112 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5113 {
5114         if (!s->ctor)
5115                 return 0;
5116         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5119
5120 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5123 }
5124 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5125
5126 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5127 {
5128         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5129 }
5130 SLAB_ATTR_RO(partial);
5131
5132 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5133 {
5134         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5135 }
5136 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5137
5138 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5139 {
5140         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5141 }
5142 SLAB_ATTR_RO(objects);
5143
5144 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5145 {
5146         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5147 }
5148 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5149
5150 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5151 {
5152         int objects = 0;
5153         int pages = 0;
5154         int cpu;
5155         int len;
5156
5157         for_each_online_cpu(cpu) {
5158                 struct page *page;
5159
5160                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5161
5162                 if (page) {
5163                         pages += page->pages;
5164                         objects += page->pobjects;
5165                 }
5166         }
5167
5168         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5169
5170 #ifdef CONFIG_SMP
5171         for_each_online_cpu(cpu) {
5172                 struct page *page;
5173
5174                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5175
5176                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5177                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5178                                 page->pobjects, page->pages);
5179         }
5180 #endif
5181         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5182 }
5183 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5184
5185 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5186 {
5187         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5188 }
5189 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5190
5191 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5192 {
5193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5194 }
5195 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5196
5197 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5198 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5199 {
5200         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5201 }
5202 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5203 #endif
5204
5205 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5206 {
5207         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5208 }
5209 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5210
5211 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5212 {
5213         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5214 }
5215 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5216
5217 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5218 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5219 {
5220         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5221 }
5222 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5223
5224 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5225 {
5226         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5227 }
5228 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5229
5230 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5231 {
5232         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5233 }
5234 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5235
5236 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5237 {
5238         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5239 }
5240 SLAB_ATTR_RO(trace);
5241
5242 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5245 }
5246
5247 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5248
5249 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5250 {
5251         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5252 }
5253
5254 SLAB_ATTR_RO(poison);
5255
5256 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5257 {
5258         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5259 }
5260
5261 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5262
5263 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5264 {
5265         return 0;
5266 }
5267
5268 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5269                         const char *buf, size_t length)
5270 {
5271         int ret = -EINVAL;
5272
5273         if (buf[0] == '1') {
5274                 ret = validate_slab_cache(s);
5275                 if (ret >= 0)
5276                         ret = length;
5277         }
5278         return ret;
5279 }
5280 SLAB_ATTR(validate);
5281
5282 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5283 {
5284         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5285                 return -ENOSYS;
5286         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5287 }
5288 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5289
5290 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5291 {
5292         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5293                 return -ENOSYS;
5294         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5295 }
5296 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5297 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5298
5299 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5300 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5301 {
5302         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5303 }
5304 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5305 #endif
5306
5307 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5308 {
5309         return 0;
5310 }
5311
5312 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5313                         const char *buf, size_t length)
5314 {
5315         if (buf[0] == '1')
5316                 kmem_cache_shrink_all(s);
5317         else
5318                 return -EINVAL;
5319         return length;
5320 }
5321 SLAB_ATTR(shrink);
5322
5323 #ifdef CONFIG_NUMA
5324 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5325 {
5326         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5327 }
5328
5329 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5330                                 const char *buf, size_t length)
5331 {
5332         unsigned int ratio;
5333         int err;
5334
5335         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5336         if (err)
5337                 return err;
5338         if (ratio > 100)
5339                 return -ERANGE;
5340
5341         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5342
5343         return length;
5344 }
5345 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5346 #endif
5347
5348 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5349 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5350 {
5351         unsigned long sum  = 0;
5352         int cpu;
5353         int len;
5354         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5355
5356         if (!data)
5357                 return -ENOMEM;
5358
5359         for_each_online_cpu(cpu) {
5360                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5361
5362                 data[cpu] = x;
5363                 sum += x;
5364         }
5365
5366         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5367
5368 #ifdef CONFIG_SMP
5369         for_each_online_cpu(cpu) {
5370                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5371                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5372         }
5373 #endif
5374         kfree(data);
5375         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5376 }
5377
5378 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5379 {
5380         int cpu;
5381
5382         for_each_online_cpu(cpu)
5383                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5384 }
5385
5386 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5387 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5388 {                                                               \
5389         return show_stat(s, buf, si);                           \
5390 }                                                               \
5391 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5392                                 const char *buf, size_t length) \
5393 {                                                               \
5394         if (buf[0] != '0')                                      \
5395                 return -EINVAL;                                 \
5396         clear_stat(s, si);                                      \
5397         return length;                                          \
5398 }                                                               \
5399 SLAB_ATTR(text);                                                \
5400
5401 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5402 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5403 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5404 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5405 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5406 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5407 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5408 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5409 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5410 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5411 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5412 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5413 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5414 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5415 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5416 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5417 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5418 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5419 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5420 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5421 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5422 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5423 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5424 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5425 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5426 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5427 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5428
5429 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5430         &slab_size_attr.attr,
5431         &object_size_attr.attr,
5432         &objs_per_slab_attr.attr,
5433         &order_attr.attr,
5434         &min_partial_attr.attr,
5435         &cpu_partial_attr.attr,
5436         &objects_attr.attr,
5437         &objects_partial_attr.attr,
5438         &partial_attr.attr,
5439         &cpu_slabs_attr.attr,
5440         &ctor_attr.attr,
5441         &aliases_attr.attr,
5442         &align_attr.attr,
5443         &hwcache_align_attr.attr,
5444         &reclaim_account_attr.attr,
5445         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5446         &shrink_attr.attr,
5447         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5448 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5449         &total_objects_attr.attr,
5450         &slabs_attr.attr,
5451         &sanity_checks_attr.attr,
5452         &trace_attr.attr,
5453         &red_zone_attr.attr,
5454         &poison_attr.attr,
5455         &store_user_attr.attr,
5456         &validate_attr.attr,
5457         &alloc_calls_attr.attr,
5458         &free_calls_attr.attr,
5459 #endif
5460 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5461         &cache_dma_attr.attr,
5462 #endif
5463 #ifdef CONFIG_NUMA
5464         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5465 #endif
5466 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5467         &alloc_fastpath_attr.attr,
5468         &alloc_slowpath_attr.attr,
5469         &free_fastpath_attr.attr,
5470         &free_slowpath_attr.attr,
5471         &free_frozen_attr.attr,
5472         &free_add_partial_attr.attr,
5473         &free_remove_partial_attr.attr,
5474         &alloc_from_partial_attr.attr,
5475         &alloc_slab_attr.attr,
5476         &alloc_refill_attr.attr,
5477         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5478         &free_slab_attr.attr,
5479         &cpuslab_flush_attr.attr,
5480         &deactivate_full_attr.attr,
5481         &deactivate_empty_attr.attr,
5482         &deactivate_to_head_attr.attr,
5483         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5484         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5485         &deactivate_bypass_attr.attr,
5486         &order_fallback_attr.attr,
5487         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5488         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5489         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5490         &cpu_partial_free_attr.attr,
5491         &cpu_partial_node_attr.attr,
5492         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5493 #endif
5494 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5495         &failslab_attr.attr,
5496 #endif
5497         &usersize_attr.attr,
5498
5499         NULL
5500 };
5501
5502 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5503         .attrs = slab_attrs,
5504 };
5505
5506 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5507                                 struct attribute *attr,
5508                                 char *buf)
5509 {
5510         struct slab_attribute *attribute;
5511         struct kmem_cache *s;
5512         int err;
5513
5514         attribute = to_slab_attr(attr);
5515         s = to_slab(kobj);
5516
5517         if (!attribute->show)
5518                 return -EIO;
5519
5520         err = attribute->show(s, buf);
5521
5522         return err;
5523 }
5524
5525 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5526                                 struct attribute *attr,
5527                                 const char *buf, size_t len)
5528 {
5529         struct slab_attribute *attribute;
5530         struct kmem_cache *s;
5531         int err;
5532
5533         attribute = to_slab_attr(attr);
5534         s = to_slab(kobj);
5535
5536         if (!attribute->store)
5537                 return -EIO;
5538
5539         err = attribute->store(s, buf, len);
5540 #ifdef CONFIG_MEMCG
5541         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5542                 struct kmem_cache *c;
5543
5544                 mutex_lock(&slab_mutex);
5545                 if (s->max_attr_size < len)
5546                         s->max_attr_size = len;
5547
5548                 /*
5549                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5550                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5551                  * basically because not all attributes will have a well
5552                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5553                  * have permanent effects.
5554                  *
5555                  * Returning the error value of any of the children that fail
5556                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5557                  * error code won't be able to know anything about the state of
5558                  * the cache.
5559                  *
5560                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5561                  * has well defined semantics. The cache being written to
5562                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5563                  * through the descendants with best-effort propagation.
5564                  */
5565                 c = memcg_cache(s);
5566                 if (c)
5567                         attribute->store(c, buf, len);
5568                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5569         }
5570 #endif
5571         return err;
5572 }
5573
5574 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5575 {
5576 #ifdef CONFIG_MEMCG
5577         int i;
5578         char *buffer = NULL;
5579         struct kmem_cache *root_cache;
5580
5581         if (is_root_cache(s))
5582                 return;
5583
5584         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5585
5586         /*
5587          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5588          * in copying default values around
5589          */
5590         if (!root_cache->max_attr_size)
5591                 return;
5592
5593         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5594                 char mbuf[64];
5595                 char *buf;
5596                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5597                 ssize_t len;
5598
5599                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5600                         continue;
5601
5602                 /*
5603                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5604                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5605                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5606                  *
5607                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5608                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5609                  * theoretically happen.
5610                  */
5611                 if (buffer)
5612                         buf = buffer;
5613                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5614                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5615                         buf = mbuf;
5616                 else {
5617                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5618                         if (WARN_ON(!buffer))
5619                                 continue;
5620                         buf = buffer;
5621                 }
5622
5623                 len = attr->show(root_cache, buf);
5624                 if (len > 0)
5625                         attr->store(s, buf, len);
5626         }
5627
5628         if (buffer)
5629                 free_page((unsigned long)buffer);
5630 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5631 }
5632
5633 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5634 {
5635         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5636 }
5637
5638 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5639         .show = slab_attr_show,
5640         .store = slab_attr_store,
5641 };
5642
5643 static struct kobj_type slab_ktype = {
5644         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5645         .release = kmem_cache_release,
5646 };
5647
5648 static struct kset *slab_kset;
5649
5650 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5651 {
5652 #ifdef CONFIG_MEMCG
5653         if (!is_root_cache(s))
5654                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5655 #endif
5656         return slab_kset;
5657 }
5658
5659 #define ID_STR_LENGTH 64
5660
5661 /* Create a unique string id for a slab cache:
5662  *
5663  * Format       :[flags-]size
5664  */
5665 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5666 {
5667         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5668         char *p = name;
5669
5670         BUG_ON(!name);
5671
5672         *p++ = ':';
5673         /*
5674          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5675          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5676          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5677          * are matched during merging to guarantee that the id is
5678          * unique.
5679          */
5680         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5681                 *p++ = 'd';
5682         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5683                 *p++ = 'D';
5684         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5685                 *p++ = 'a';
5686         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5687                 *p++ = 'F';
5688         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5689                 *p++ = 'A';
5690         if (p != name + 1)
5691                 *p++ = '-';
5692         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5693
5694         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5695         return name;
5696 }
5697
5698 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5699 {
5700         struct kmem_cache *s =
5701                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5702
5703         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5704                 /*
5705                  * For a memcg cache, this may be called during
5706                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5707                  * A cache is never shut down before deactivation is
5708                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5709                  */
5710                 goto out;
5711
5712 #ifdef CONFIG_MEMCG
5713         kset_unregister(s->memcg_kset);
5714 #endif
5715 out:
5716         kobject_put(&s->kobj);
5717 }
5718
5719 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5720 {
5721         int err;
5722         const char *name;
5723         struct kset *kset = cache_kset(s);
5724         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5725
5726         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5727
5728         if (!kset) {
5729                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5730                 return 0;
5731         }
5732
5733         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5734                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5735                 unmergeable = 1;
5736
5737         if (unmergeable) {
5738                 /*
5739                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5740                  * This is typically the case for debug situations. In that
5741                  * case we can catch duplicate names easily.
5742                  */
5743                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5744                 name = s->name;
5745         } else {
5746                 /*
5747                  * Create a unique name for the slab as a target
5748                  * for the symlinks.
5749                  */
5750                 name = create_unique_id(s);
5751         }
5752
5753         s->kobj.kset = kset;
5754         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5755         if (err) {
5756                 kobject_put(&s->kobj);
5757                 goto out;
5758         }
5759
5760         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5761         if (err)
5762                 goto out_del_kobj;
5763
5764 #ifdef CONFIG_MEMCG
5765         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5766                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5767                 if (!s->memcg_kset) {
5768                         err = -ENOMEM;
5769                         goto out_del_kobj;
5770                 }
5771         }
5772 #endif
5773
5774         if (!unmergeable) {
5775                 /* Setup first alias */
5776                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5777         }
5778 out:
5779         if (!unmergeable)
5780                 kfree(name);
5781         return err;
5782 out_del_kobj:
5783         kobject_del(&s->kobj);
5784         goto out;
5785 }
5786
5787 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5788 {
5789         if (slab_state < FULL)
5790                 /*
5791                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5792                  * cache from sysfs.
5793                  */
5794                 return;
5795
5796         kobject_get(&s->kobj);
5797         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5798 }
5799
5800 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5801 {
5802         if (slab_state >= FULL)
5803                 kobject_del(&s->kobj);
5804 }
5805
5806 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5807 {
5808         if (slab_state >= FULL)
5809                 kobject_put(&s->kobj);
5810 }
5811
5812 /*
5813  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5814  * available lest we lose that information.
5815  */
5816 struct saved_alias {
5817         struct kmem_cache *s;
5818         const char *name;
5819         struct saved_alias *next;
5820 };
5821
5822 static struct saved_alias *alias_list;
5823
5824 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5825 {
5826         struct saved_alias *al;
5827
5828         if (slab_state == FULL) {
5829                 /*
5830                  * If we have a leftover link then remove it.
5831                  */
5832                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5833                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5834         }
5835
5836         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5837         if (!al)
5838                 return -ENOMEM;
5839
5840         al->s = s;
5841         al->name = name;
5842         al->next = alias_list;
5843         alias_list = al;
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 static int __init slab_sysfs_init(void)
5848 {
5849         struct kmem_cache *s;
5850         int err;
5851
5852         mutex_lock(&slab_mutex);
5853
5854         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5855         if (!slab_kset) {
5856                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5857                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5858                 return -ENOSYS;
5859         }
5860
5861         slab_state = FULL;
5862
5863         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5864                 err = sysfs_slab_add(s);
5865                 if (err)
5866                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5867                                s->name);
5868         }
5869
5870         while (alias_list) {
5871                 struct saved_alias *al = alias_list;
5872
5873                 alias_list = alias_list->next;
5874                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5875                 if (err)
5876                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5877                                al->name);
5878                 kfree(al);
5879         }
5880
5881         mutex_unlock(&slab_mutex);
5882         resiliency_test();
5883         return 0;
5884 }
5885
5886 __initcall(slab_sysfs_init);
5887 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5888
5889 /*
5890  * The /proc/slabinfo ABI
5891  */
5892 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5893 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5894 {
5895         unsigned long nr_slabs = 0;
5896         unsigned long nr_objs = 0;
5897         unsigned long nr_free = 0;
5898         int node;
5899         struct kmem_cache_node *n;
5900
5901         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5902                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5903                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5904                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5905         }
5906
5907         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5908         sinfo->num_objs = nr_objs;
5909         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5910         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5911         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5912         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5913 }
5914
5915 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5916 {
5917 }
5918
5919 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5920                        size_t count, loff_t *ppos)
5921 {
5922         return -EIO;
5923 }
5924 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */