slub: remove useless kmem_cache_debug() before remove_full()
[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. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 /* Poison object */
195 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
196 /* Use cmpxchg_double */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         /*
253          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
254          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
255          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
256          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
257          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
258          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
259          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
260          * freepointer to be restored incorrectly.
261          */
262         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
263                         (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr));
264 #else
265         return ptr;
266 #endif
267 }
268
269 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
270 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
271                                          void *ptr_addr)
272 {
273         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
274                             (unsigned long)ptr_addr);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
280 }
281
282 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
283 {
284         prefetch(object + s->offset);
285 }
286
287 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
288 {
289         unsigned long freepointer_addr;
290         void *p;
291
292         if (!debug_pagealloc_enabled())
293                 return get_freepointer(s, object);
294
295         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
296         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
297         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
298 }
299
300 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
301 {
302         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
303
304 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
305         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
306 #endif
307
308         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
309 }
310
311 /* Loop over all objects in a slab */
312 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
313         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
314                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
315                 __p += (__s)->size)
316
317 /* Determine object index from a given position */
318 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
319 {
320         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
321 }
322
323 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
324 {
325         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
326 }
327
328 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
329                 unsigned int size)
330 {
331         struct kmem_cache_order_objects x = {
332                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
333         };
334
335         return x;
336 }
337
338 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x >> OO_SHIFT;
341 }
342
343 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
344 {
345         return x.x & OO_MASK;
346 }
347
348 /*
349  * Per slab locking using the pagelock
350  */
351 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
360         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
364 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
365                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
366                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
367                 const char *n)
368 {
369         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
370 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
371     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
372         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
373                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
374                                    freelist_old, counters_old,
375                                    freelist_new, counters_new))
376                         return true;
377         } else
378 #endif
379         {
380                 slab_lock(page);
381                 if (page->freelist == freelist_old &&
382                                         page->counters == counters_old) {
383                         page->freelist = freelist_new;
384                         page->counters = counters_new;
385                         slab_unlock(page);
386                         return true;
387                 }
388                 slab_unlock(page);
389         }
390
391         cpu_relax();
392         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
393
394 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
395         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
396 #endif
397
398         return false;
399 }
400
401 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
402                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
403                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
404                 const char *n)
405 {
406 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
407     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
408         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
409                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
410                                    freelist_old, counters_old,
411                                    freelist_new, counters_new))
412                         return true;
413         } else
414 #endif
415         {
416                 unsigned long flags;
417
418                 local_irq_save(flags);
419                 slab_lock(page);
420                 if (page->freelist == freelist_old &&
421                                         page->counters == counters_old) {
422                         page->freelist = freelist_new;
423                         page->counters = counters_new;
424                         slab_unlock(page);
425                         local_irq_restore(flags);
426                         return true;
427                 }
428                 slab_unlock(page);
429                 local_irq_restore(flags);
430         }
431
432         cpu_relax();
433         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
434
435 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
436         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
437 #endif
438
439         return false;
440 }
441
442 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
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 void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
450 {
451         void *p;
452         void *addr = page_address(page);
453
454         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
455                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
456 }
457
458 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
459 {
460         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
461                 return s->size - s->red_left_pad;
462
463         return s->size;
464 }
465
466 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
467 {
468         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
469                 p -= s->red_left_pad;
470
471         return p;
472 }
473
474 /*
475  * Debug settings:
476  */
477 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
478 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
479 #else
480 static slab_flags_t slub_debug;
481 #endif
482
483 static char *slub_debug_slabs;
484 static int disable_higher_order_debug;
485
486 /*
487  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
488  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
489  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
490  * to tell kasan that these accesses are OK.
491  */
492 static inline void metadata_access_enable(void)
493 {
494         kasan_disable_current();
495 }
496
497 static inline void metadata_access_disable(void)
498 {
499         kasan_enable_current();
500 }
501
502 /*
503  * Object debugging
504  */
505
506 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
507 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
508                                 struct page *page, void *object)
509 {
510         void *base;
511
512         if (!object)
513                 return 1;
514
515         base = page_address(page);
516         object = kasan_reset_tag(object);
517         object = restore_red_left(s, object);
518         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
519                 (object - base) % s->size) {
520                 return 0;
521         }
522
523         return 1;
524 }
525
526 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
527                           unsigned int length)
528 {
529         metadata_access_enable();
530         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
531                         length, 1);
532         metadata_access_disable();
533 }
534
535 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
536         enum track_item alloc)
537 {
538         struct track *p;
539
540         if (s->offset)
541                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
542         else
543                 p = object + s->inuse;
544
545         return p + alloc;
546 }
547
548 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
549                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
550 {
551         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
552
553         if (addr) {
554 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
555                 unsigned int nr_entries;
556
557                 metadata_access_enable();
558                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
559                 metadata_access_disable();
560
561                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
562                         p->addrs[nr_entries] = 0;
563 #endif
564                 p->addr = addr;
565                 p->cpu = smp_processor_id();
566                 p->pid = current->pid;
567                 p->when = jiffies;
568         } else {
569                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
570         }
571 }
572
573 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
574 {
575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
576                 return;
577
578         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
579         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
580 }
581
582 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
583 {
584         if (!t->addr)
585                 return;
586
587         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
588                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
589 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
590         {
591                 int i;
592                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
593                         if (t->addrs[i])
594                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
595                         else
596                                 break;
597         }
598 #endif
599 }
600
601 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
602 {
603         unsigned long pr_time = jiffies;
604         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
605                 return;
606
607         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
608         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
609 }
610
611 static void print_page_info(struct page *page)
612 {
613         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
614                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
615
616 }
617
618 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
619 {
620         struct va_format vaf;
621         va_list args;
622
623         va_start(args, fmt);
624         vaf.fmt = fmt;
625         vaf.va = &args;
626         pr_err("=============================================================================\n");
627         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
628         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
629
630         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
631         va_end(args);
632 }
633
634 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
635 {
636         struct va_format vaf;
637         va_list args;
638
639         va_start(args, fmt);
640         vaf.fmt = fmt;
641         vaf.va = &args;
642         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
643         va_end(args);
644 }
645
646 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
647 {
648         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
649         u8 *addr = page_address(page);
650
651         print_tracking(s, p);
652
653         print_page_info(page);
654
655         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
656                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
657
658         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
659                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
660                               s->red_left_pad);
661         else if (p > addr + 16)
662                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
663
664         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
665                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
666         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
667                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
668                         s->inuse - s->object_size);
669
670         if (s->offset)
671                 off = s->offset + sizeof(void *);
672         else
673                 off = s->inuse;
674
675         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
676                 off += 2 * sizeof(struct track);
677
678         off += kasan_metadata_size(s);
679
680         if (off != size_from_object(s))
681                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
682                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
683                               size_from_object(s) - off);
684
685         dump_stack();
686 }
687
688 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
689                         u8 *object, char *reason)
690 {
691         slab_bug(s, "%s", reason);
692         print_trailer(s, page, object);
693 }
694
695 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
696                         const char *fmt, ...)
697 {
698         va_list args;
699         char buf[100];
700
701         va_start(args, fmt);
702         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
703         va_end(args);
704         slab_bug(s, "%s", buf);
705         print_page_info(page);
706         dump_stack();
707 }
708
709 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
710 {
711         u8 *p = object;
712
713         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
714                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
715
716         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
717                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
718                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
719         }
720
721         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
722                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
723 }
724
725 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
726                                                 void *from, void *to)
727 {
728         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
729         memset(from, data, to - from);
730 }
731
732 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
733                         u8 *object, char *what,
734                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
735 {
736         u8 *fault;
737         u8 *end;
738
739         metadata_access_enable();
740         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
741         metadata_access_disable();
742         if (!fault)
743                 return 1;
744
745         end = start + bytes;
746         while (end > fault && end[-1] == value)
747                 end--;
748
749         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
750         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
751                                         fault, end - 1, fault[0], value);
752         print_trailer(s, page, object);
753
754         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
755         return 0;
756 }
757
758 /*
759  * Object layout:
760  *
761  * object address
762  *      Bytes of the object to be managed.
763  *      If the freepointer may overlay the object then the free
764  *      pointer is the first word of the object.
765  *
766  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
767  *      0xa5 (POISON_END)
768  *
769  * object + s->object_size
770  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
771  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
772  *      object_size == inuse.
773  *
774  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
775  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
776  *
777  * object + s->inuse
778  *      Meta data starts here.
779  *
780  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
781  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
782  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
783  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
784  *              before the word boundary.
785  *
786  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
787  *
788  * object + s->size
789  *      Nothing is used beyond s->size.
790  *
791  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
792  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
793  * may be used with merged slabcaches.
794  */
795
796 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
797 {
798         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
799
800         if (s->offset)
801                 /* Freepointer is placed after the object. */
802                 off += sizeof(void *);
803
804         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
805                 /* We also have user information there */
806                 off += 2 * sizeof(struct track);
807
808         off += kasan_metadata_size(s);
809
810         if (size_from_object(s) == off)
811                 return 1;
812
813         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
814                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
815 }
816
817 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
818 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
819 {
820         u8 *start;
821         u8 *fault;
822         u8 *end;
823         u8 *pad;
824         int length;
825         int remainder;
826
827         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
828                 return 1;
829
830         start = page_address(page);
831         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
832         end = start + length;
833         remainder = length % s->size;
834         if (!remainder)
835                 return 1;
836
837         pad = end - remainder;
838         metadata_access_enable();
839         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
840         metadata_access_disable();
841         if (!fault)
842                 return 1;
843         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
844                 end--;
845
846         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
847         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
848
849         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
850         return 0;
851 }
852
853 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
854                                         void *object, u8 val)
855 {
856         u8 *p = object;
857         u8 *endobject = object + s->object_size;
858
859         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
860                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
861                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
862                         return 0;
863
864                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
865                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
866                         return 0;
867         } else {
868                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
869                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
870                                 endobject, POISON_INUSE,
871                                 s->inuse - s->object_size);
872                 }
873         }
874
875         if (s->flags & SLAB_POISON) {
876                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
877                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
878                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
879                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
880                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
881                         return 0;
882                 /*
883                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
884                  */
885                 check_pad_bytes(s, page, p);
886         }
887
888         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
889                 /*
890                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
891                  * freepointer while object is allocated.
892                  */
893                 return 1;
894
895         /* Check free pointer validity */
896         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
897                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
898                 /*
899                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
900                  * of the free objects in this slab. May cause
901                  * another error because the object count is now wrong.
902                  */
903                 set_freepointer(s, p, NULL);
904                 return 0;
905         }
906         return 1;
907 }
908
909 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
910 {
911         int maxobj;
912
913         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
914
915         if (!PageSlab(page)) {
916                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
917                 return 0;
918         }
919
920         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
921         if (page->objects > maxobj) {
922                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
923                         page->objects, maxobj);
924                 return 0;
925         }
926         if (page->inuse > page->objects) {
927                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
928                         page->inuse, page->objects);
929                 return 0;
930         }
931         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
932         slab_pad_check(s, page);
933         return 1;
934 }
935
936 /*
937  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
938  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
939  */
940 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
941 {
942         int nr = 0;
943         void *fp;
944         void *object = NULL;
945         int max_objects;
946
947         fp = page->freelist;
948         while (fp && nr <= page->objects) {
949                 if (fp == search)
950                         return 1;
951                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
952                         if (object) {
953                                 object_err(s, page, object,
954                                         "Freechain corrupt");
955                                 set_freepointer(s, object, NULL);
956                         } else {
957                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
958                                 page->freelist = NULL;
959                                 page->inuse = page->objects;
960                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
961                                 return 0;
962                         }
963                         break;
964                 }
965                 object = fp;
966                 fp = get_freepointer(s, object);
967                 nr++;
968         }
969
970         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
971         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
972                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
973
974         if (page->objects != max_objects) {
975                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
976                          page->objects, max_objects);
977                 page->objects = max_objects;
978                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
979         }
980         if (page->inuse != page->objects - nr) {
981                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
982                          page->inuse, page->objects - nr);
983                 page->inuse = page->objects - nr;
984                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
985         }
986         return search == NULL;
987 }
988
989 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
990                                                                 int alloc)
991 {
992         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
993                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
994                         s->name,
995                         alloc ? "alloc" : "free",
996                         object, page->inuse,
997                         page->freelist);
998
999                 if (!alloc)
1000                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1001                                         s->object_size);
1002
1003                 dump_stack();
1004         }
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1009  */
1010 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1011         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1012 {
1013         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1014                 return;
1015
1016         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1017         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1018 }
1019
1020 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1021 {
1022         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1023                 return;
1024
1025         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1026         list_del(&page->slab_list);
1027 }
1028
1029 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1030 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1031 {
1032         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1033
1034         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1035 }
1036
1037 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1038 {
1039         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1040 }
1041
1042 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1043 {
1044         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1045
1046         /*
1047          * May be called early in order to allocate a slab for the
1048          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1049          * dilemma by deferring the increment of the count during
1050          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1051          */
1052         if (likely(n)) {
1053                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1054                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1055         }
1056 }
1057 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1058 {
1059         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1060
1061         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1062         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1063 }
1064
1065 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1066 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1067                                                                 void *object)
1068 {
1069         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1070                 return;
1071
1072         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1073         init_tracking(s, object);
1074 }
1075
1076 static void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, void *addr, int order)
1077 {
1078         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1079                 return;
1080
1081         metadata_access_enable();
1082         memset(addr, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1083         metadata_access_disable();
1084 }
1085
1086 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1087                                         struct page *page, void *object)
1088 {
1089         if (!check_slab(s, page))
1090                 return 0;
1091
1092         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1093                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1094                 return 0;
1095         }
1096
1097         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1098                 return 0;
1099
1100         return 1;
1101 }
1102
1103 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1104                                         struct page *page,
1105                                         void *object, unsigned long addr)
1106 {
1107         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1108                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1109                         goto bad;
1110         }
1111
1112         /* Success perform special debug activities for allocs */
1113         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1114                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1115         trace(s, page, object, 1);
1116         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1117         return 1;
1118
1119 bad:
1120         if (PageSlab(page)) {
1121                 /*
1122                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1123                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1124                  * as used avoids touching the remaining objects.
1125                  */
1126                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1127                 page->inuse = page->objects;
1128                 page->freelist = NULL;
1129         }
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1134                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1135 {
1136         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1137                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1138                 return 0;
1139         }
1140
1141         if (on_freelist(s, page, object)) {
1142                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1143                 return 0;
1144         }
1145
1146         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1147                 return 0;
1148
1149         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1150                 if (!PageSlab(page)) {
1151                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1152                                  object);
1153                 } else if (!page->slab_cache) {
1154                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1155                                object);
1156                         dump_stack();
1157                 } else
1158                         object_err(s, page, object,
1159                                         "page slab pointer corrupt.");
1160                 return 0;
1161         }
1162         return 1;
1163 }
1164
1165 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1166 static noinline int free_debug_processing(
1167         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1168         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1169         unsigned long addr)
1170 {
1171         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1172         void *object = head;
1173         int cnt = 0;
1174         unsigned long uninitialized_var(flags);
1175         int ret = 0;
1176
1177         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1178         slab_lock(page);
1179
1180         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1181                 if (!check_slab(s, page))
1182                         goto out;
1183         }
1184
1185 next_object:
1186         cnt++;
1187
1188         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1189                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1190                         goto out;
1191         }
1192
1193         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1194                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1195         trace(s, page, object, 0);
1196         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1197         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1198
1199         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1200         if (object != tail) {
1201                 object = get_freepointer(s, object);
1202                 goto next_object;
1203         }
1204         ret = 1;
1205
1206 out:
1207         if (cnt != bulk_cnt)
1208                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1209                          bulk_cnt, cnt);
1210
1211         slab_unlock(page);
1212         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1213         if (!ret)
1214                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1215         return ret;
1216 }
1217
1218 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1219 {
1220         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1221         if (*str++ != '=' || !*str)
1222                 /*
1223                  * No options specified. Switch on full debugging.
1224                  */
1225                 goto out;
1226
1227         if (*str == ',')
1228                 /*
1229                  * No options but restriction on slabs. This means full
1230                  * debugging for slabs matching a pattern.
1231                  */
1232                 goto check_slabs;
1233
1234         slub_debug = 0;
1235         if (*str == '-')
1236                 /*
1237                  * Switch off all debugging measures.
1238                  */
1239                 goto out;
1240
1241         /*
1242          * Determine which debug features should be switched on
1243          */
1244         for (; *str && *str != ','; str++) {
1245                 switch (tolower(*str)) {
1246                 case 'f':
1247                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1248                         break;
1249                 case 'z':
1250                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1251                         break;
1252                 case 'p':
1253                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1254                         break;
1255                 case 'u':
1256                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1257                         break;
1258                 case 't':
1259                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1260                         break;
1261                 case 'a':
1262                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1263                         break;
1264                 case 'o':
1265                         /*
1266                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1267                          * order would increase as a result.
1268                          */
1269                         disable_higher_order_debug = 1;
1270                         break;
1271                 default:
1272                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1273                                *str);
1274                 }
1275         }
1276
1277 check_slabs:
1278         if (*str == ',')
1279                 slub_debug_slabs = str + 1;
1280 out:
1281         return 1;
1282 }
1283
1284 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1285
1286 /*
1287  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1288  * @object_size:        the size of an object without meta data
1289  * @flags:              flags to set
1290  * @name:               name of the cache
1291  * @ctor:               constructor function
1292  *
1293  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1294  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1295  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1296  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1297  */
1298 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1299         slab_flags_t flags, const char *name,
1300         void (*ctor)(void *))
1301 {
1302         char *iter;
1303         size_t len;
1304
1305         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1306         if (!slub_debug_slabs)
1307                 return flags | slub_debug;
1308
1309         len = strlen(name);
1310         iter = slub_debug_slabs;
1311         while (*iter) {
1312                 char *end, *glob;
1313                 size_t cmplen;
1314
1315                 end = strchr(iter, ',');
1316                 if (!end)
1317                         end = iter + strlen(iter);
1318
1319                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1320                 if (glob)
1321                         cmplen = glob - iter;
1322                 else
1323                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1324
1325                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1326                         flags |= slub_debug;
1327                         break;
1328                 }
1329
1330                 if (!*end)
1331                         break;
1332                 iter = end + 1;
1333         }
1334
1335         return flags;
1336 }
1337 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1338 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1339                         struct page *page, void *object) {}
1340 static inline void setup_page_debug(struct kmem_cache *s,
1341                         void *addr, int order) {}
1342
1343 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1344         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1345
1346 static inline int free_debug_processing(
1347         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1348         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1349         unsigned long addr) { return 0; }
1350
1351 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1352                         { return 1; }
1353 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1354                         void *object, u8 val) { return 1; }
1355 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1356                                         struct page *page) {}
1357 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1358                                         struct page *page) {}
1359 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1360         slab_flags_t flags, const char *name,
1361         void (*ctor)(void *))
1362 {
1363         return flags;
1364 }
1365 #define slub_debug 0
1366
1367 #define disable_higher_order_debug 0
1368
1369 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1370                                                         { return 0; }
1371 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1372                                                         { return 0; }
1373 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1374                                                         int objects) {}
1375 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1376                                                         int objects) {}
1377
1378 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1379
1380 /*
1381  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1382  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1383  */
1384 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1385 {
1386         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1387         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1388         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1389         return ptr;
1390 }
1391
1392 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1393 {
1394         kmemleak_free(x);
1395         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1396 }
1397
1398 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1399 {
1400         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1401
1402         /*
1403          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1404          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1405          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1406          */
1407 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1408         {
1409                 unsigned long flags;
1410
1411                 local_irq_save(flags);
1412                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1413                 local_irq_restore(flags);
1414         }
1415 #endif
1416         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1417                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1418
1419         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1420         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1421 }
1422
1423 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1424                                            void **head, void **tail)
1425 {
1426 /*
1427  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1428  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1429  */
1430 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1431         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1432         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1433         defined(CONFIG_KASAN)
1434
1435         void *object;
1436         void *next = *head;
1437         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1438
1439         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1440         *head = NULL;
1441         *tail = NULL;
1442
1443         do {
1444                 object = next;
1445                 next = get_freepointer(s, object);
1446                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1447                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1448                         /* Move object to the new freelist */
1449                         set_freepointer(s, object, *head);
1450                         *head = object;
1451                         if (!*tail)
1452                                 *tail = object;
1453                 }
1454         } while (object != old_tail);
1455
1456         if (*head == *tail)
1457                 *tail = NULL;
1458
1459         return *head != NULL;
1460 #else
1461         return true;
1462 #endif
1463 }
1464
1465 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1466                                 void *object)
1467 {
1468         setup_object_debug(s, page, object);
1469         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1470         if (unlikely(s->ctor)) {
1471                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1472                 s->ctor(object);
1473                 kasan_poison_object_data(s, object);
1474         }
1475         return object;
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Slab allocation and freeing
1480  */
1481 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1482                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1483 {
1484         struct page *page;
1485         unsigned int order = oo_order(oo);
1486
1487         if (node == NUMA_NO_NODE)
1488                 page = alloc_pages(flags, order);
1489         else
1490                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1491
1492         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1493                 __free_pages(page, order);
1494                 page = NULL;
1495         }
1496
1497         return page;
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1501 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1502 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1503 {
1504         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1505         int err;
1506
1507         /* Bailout if already initialised */
1508         if (s->random_seq)
1509                 return 0;
1510
1511         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1512         if (err) {
1513                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1514                         s->name);
1515                 return err;
1516         }
1517
1518         /* Transform to an offset on the set of pages */
1519         if (s->random_seq) {
1520                 unsigned int i;
1521
1522                 for (i = 0; i < count; i++)
1523                         s->random_seq[i] *= s->size;
1524         }
1525         return 0;
1526 }
1527
1528 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1529 static void __init init_freelist_randomization(void)
1530 {
1531         struct kmem_cache *s;
1532
1533         mutex_lock(&slab_mutex);
1534
1535         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1536                 init_cache_random_seq(s);
1537
1538         mutex_unlock(&slab_mutex);
1539 }
1540
1541 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1542 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1543                                 unsigned long *pos, void *start,
1544                                 unsigned long page_limit,
1545                                 unsigned long freelist_count)
1546 {
1547         unsigned int idx;
1548
1549         /*
1550          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1551          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1552          */
1553         do {
1554                 idx = s->random_seq[*pos];
1555                 *pos += 1;
1556                 if (*pos >= freelist_count)
1557                         *pos = 0;
1558         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1559
1560         return (char *)start + idx;
1561 }
1562
1563 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1564 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1565 {
1566         void *start;
1567         void *cur;
1568         void *next;
1569         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1570
1571         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1572                 return false;
1573
1574         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1575         pos = get_random_int() % freelist_count;
1576
1577         page_limit = page->objects * s->size;
1578         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1579
1580         /* First entry is used as the base of the freelist */
1581         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1582                                 freelist_count);
1583         cur = setup_object(s, page, cur);
1584         page->freelist = cur;
1585
1586         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1587                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1588                         freelist_count);
1589                 next = setup_object(s, page, next);
1590                 set_freepointer(s, cur, next);
1591                 cur = next;
1592         }
1593         set_freepointer(s, cur, NULL);
1594
1595         return true;
1596 }
1597 #else
1598 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1599 {
1600         return 0;
1601 }
1602 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1603 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1604 {
1605         return false;
1606 }
1607 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1608
1609 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1610 {
1611         struct page *page;
1612         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1613         gfp_t alloc_gfp;
1614         void *start, *p, *next;
1615         int idx, order;
1616         bool shuffle;
1617
1618         flags &= gfp_allowed_mask;
1619
1620         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1621                 local_irq_enable();
1622
1623         flags |= s->allocflags;
1624
1625         /*
1626          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1627          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1628          */
1629         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1630         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1631                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1632
1633         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1634         if (unlikely(!page)) {
1635                 oo = s->min;
1636                 alloc_gfp = flags;
1637                 /*
1638                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1639                  * Try a lower order alloc if possible
1640                  */
1641                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1642                 if (unlikely(!page))
1643                         goto out;
1644                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1645         }
1646
1647         page->objects = oo_objects(oo);
1648
1649         order = compound_order(page);
1650         page->slab_cache = s;
1651         __SetPageSlab(page);
1652         if (page_is_pfmemalloc(page))
1653                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1654
1655         kasan_poison_slab(page);
1656
1657         start = page_address(page);
1658
1659         setup_page_debug(s, start, order);
1660
1661         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1662
1663         if (!shuffle) {
1664                 start = fixup_red_left(s, start);
1665                 start = setup_object(s, page, start);
1666                 page->freelist = start;
1667                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1668                         next = p + s->size;
1669                         next = setup_object(s, page, next);
1670                         set_freepointer(s, p, next);
1671                         p = next;
1672                 }
1673                 set_freepointer(s, p, NULL);
1674         }
1675
1676         page->inuse = page->objects;
1677         page->frozen = 1;
1678
1679 out:
1680         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1681                 local_irq_disable();
1682         if (!page)
1683                 return NULL;
1684
1685         mod_lruvec_page_state(page,
1686                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1687                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1688                 1 << oo_order(oo));
1689
1690         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1691
1692         return page;
1693 }
1694
1695 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1696 {
1697         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1698                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1699                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1700                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1701                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1702                 dump_stack();
1703         }
1704
1705         return allocate_slab(s,
1706                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1707 }
1708
1709 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1710 {
1711         int order = compound_order(page);
1712         int pages = 1 << order;
1713
1714         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1715                 void *p;
1716
1717                 slab_pad_check(s, page);
1718                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1719                                                 page->objects)
1720                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1721         }
1722
1723         mod_lruvec_page_state(page,
1724                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1725                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1726                 -pages);
1727
1728         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1729         __ClearPageSlab(page);
1730
1731         page->mapping = NULL;
1732         if (current->reclaim_state)
1733                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1734         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1735         __free_pages(page, order);
1736 }
1737
1738 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1739 {
1740         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1741
1742         __free_slab(page->slab_cache, page);
1743 }
1744
1745 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1746 {
1747         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1748                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1749         } else
1750                 __free_slab(s, page);
1751 }
1752
1753 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1754 {
1755         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1756         free_slab(s, page);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Management of partially allocated slabs.
1761  */
1762 static inline void
1763 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1764 {
1765         n->nr_partial++;
1766         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1767                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1768         else
1769                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1770 }
1771
1772 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1773                                 struct page *page, int tail)
1774 {
1775         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1776         __add_partial(n, page, tail);
1777 }
1778
1779 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1780                                         struct page *page)
1781 {
1782         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1783         list_del(&page->slab_list);
1784         n->nr_partial--;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1789  * return the pointer to the freelist.
1790  *
1791  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1792  */
1793 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1794                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1795                 int mode, int *objects)
1796 {
1797         void *freelist;
1798         unsigned long counters;
1799         struct page new;
1800
1801         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1802
1803         /*
1804          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1805          * The old freelist is the list of objects for the
1806          * per cpu allocation list.
1807          */
1808         freelist = page->freelist;
1809         counters = page->counters;
1810         new.counters = counters;
1811         *objects = new.objects - new.inuse;
1812         if (mode) {
1813                 new.inuse = page->objects;
1814                 new.freelist = NULL;
1815         } else {
1816                 new.freelist = freelist;
1817         }
1818
1819         VM_BUG_ON(new.frozen);
1820         new.frozen = 1;
1821
1822         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1823                         freelist, counters,
1824                         new.freelist, new.counters,
1825                         "acquire_slab"))
1826                 return NULL;
1827
1828         remove_partial(n, page);
1829         WARN_ON(!freelist);
1830         return freelist;
1831 }
1832
1833 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1834 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1835
1836 /*
1837  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1838  */
1839 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1840                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1841 {
1842         struct page *page, *page2;
1843         void *object = NULL;
1844         unsigned int available = 0;
1845         int objects;
1846
1847         /*
1848          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1849          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1850          * partial slab and there is none available then get_partials()
1851          * will return NULL.
1852          */
1853         if (!n || !n->nr_partial)
1854                 return NULL;
1855
1856         spin_lock(&n->list_lock);
1857         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1858                 void *t;
1859
1860                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1861                         continue;
1862
1863                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1864                 if (!t)
1865                         break;
1866
1867                 available += objects;
1868                 if (!object) {
1869                         c->page = page;
1870                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1871                         object = t;
1872                 } else {
1873                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1874                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1875                 }
1876                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1877                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1878                         break;
1879
1880         }
1881         spin_unlock(&n->list_lock);
1882         return object;
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1887  */
1888 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1889                 struct kmem_cache_cpu *c)
1890 {
1891 #ifdef CONFIG_NUMA
1892         struct zonelist *zonelist;
1893         struct zoneref *z;
1894         struct zone *zone;
1895         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1896         void *object;
1897         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1898
1899         /*
1900          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1901          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1902          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1903          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1904          *
1905          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1906          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1907          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1908          * from other nodes and filled up.
1909          *
1910          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1911          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1912          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1913          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1914          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1915          * with available objects.
1916          */
1917         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1918                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1919                 return NULL;
1920
1921         do {
1922                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1923                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1924                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1925                         struct kmem_cache_node *n;
1926
1927                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1928
1929                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1930                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1931                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1932                                 if (object) {
1933                                         /*
1934                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1935                                          * here - if mems_allowed was updated in
1936                                          * parallel, that was a harmless race
1937                                          * between allocation and the cpuset
1938                                          * update
1939                                          */
1940                                         return object;
1941                                 }
1942                         }
1943                 }
1944         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1945 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1946         return NULL;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Get a partial page, lock it and return it.
1951  */
1952 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1953                 struct kmem_cache_cpu *c)
1954 {
1955         void *object;
1956         int searchnode = node;
1957
1958         if (node == NUMA_NO_NODE)
1959                 searchnode = numa_mem_id();
1960         else if (!node_present_pages(node))
1961                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1962
1963         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1964         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1965                 return object;
1966
1967         return get_any_partial(s, flags, c);
1968 }
1969
1970 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1971 /*
1972  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1973  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1974  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1975  */
1976 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1977 #else
1978 /*
1979  * No preemption supported therefore also no need to check for
1980  * different cpus.
1981  */
1982 #define TID_STEP 1
1983 #endif
1984
1985 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1986 {
1987         return tid + TID_STEP;
1988 }
1989
1990 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1991 {
1992         return tid % TID_STEP;
1993 }
1994
1995 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1996 {
1997         return tid / TID_STEP;
1998 }
1999
2000 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2001 {
2002         return cpu;
2003 }
2004
2005 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2006                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2007 {
2008 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2009         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2010
2011         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2012
2013 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2014         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2015                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2016                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2017         else
2018 #endif
2019         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2020                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2021                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2022         else
2023                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2024                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2025 #endif
2026         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2027 }
2028
2029 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2030 {
2031         int cpu;
2032
2033         for_each_possible_cpu(cpu)
2034                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Remove the cpu slab
2039  */
2040 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2041                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2042 {
2043         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2044         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2045         int lock = 0;
2046         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2047         void *nextfree;
2048         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2049         struct page new;
2050         struct page old;
2051
2052         if (page->freelist) {
2053                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2054                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2055         }
2056
2057         /*
2058          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2059          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2060          * last one.
2061          *
2062          * There is no need to take the list->lock because the page
2063          * is still frozen.
2064          */
2065         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2066                 void *prior;
2067                 unsigned long counters;
2068
2069                 do {
2070                         prior = page->freelist;
2071                         counters = page->counters;
2072                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2073                         new.counters = counters;
2074                         new.inuse--;
2075                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2076
2077                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2078                         prior, counters,
2079                         freelist, new.counters,
2080                         "drain percpu freelist"));
2081
2082                 freelist = nextfree;
2083         }
2084
2085         /*
2086          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2087          * list presence reflects the actual number of objects
2088          * during unfreeze.
2089          *
2090          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2091          * with the count. If there is a mismatch then the page
2092          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2093          *
2094          * Then we restart the process which may have to remove
2095          * the page from the list that we just put it on again
2096          * because the number of objects in the slab may have
2097          * changed.
2098          */
2099 redo:
2100
2101         old.freelist = page->freelist;
2102         old.counters = page->counters;
2103         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2104
2105         /* Determine target state of the slab */
2106         new.counters = old.counters;
2107         if (freelist) {
2108                 new.inuse--;
2109                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2110                 new.freelist = freelist;
2111         } else
2112                 new.freelist = old.freelist;
2113
2114         new.frozen = 0;
2115
2116         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2117                 m = M_FREE;
2118         else if (new.freelist) {
2119                 m = M_PARTIAL;
2120                 if (!lock) {
2121                         lock = 1;
2122                         /*
2123                          * Taking the spinlock removes the possibility
2124                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2125                          * is frozen
2126                          */
2127                         spin_lock(&n->list_lock);
2128                 }
2129         } else {
2130                 m = M_FULL;
2131                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2132                         lock = 1;
2133                         /*
2134                          * This also ensures that the scanning of full
2135                          * slabs from diagnostic functions will not see
2136                          * any frozen slabs.
2137                          */
2138                         spin_lock(&n->list_lock);
2139                 }
2140         }
2141
2142         if (l != m) {
2143                 if (l == M_PARTIAL)
2144                         remove_partial(n, page);
2145                 else if (l == M_FULL)
2146                         remove_full(s, n, page);
2147
2148                 if (m == M_PARTIAL)
2149                         add_partial(n, page, tail);
2150                 else if (m == M_FULL)
2151                         add_full(s, n, page);
2152         }
2153
2154         l = m;
2155         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2156                                 old.freelist, old.counters,
2157                                 new.freelist, new.counters,
2158                                 "unfreezing slab"))
2159                 goto redo;
2160
2161         if (lock)
2162                 spin_unlock(&n->list_lock);
2163
2164         if (m == M_PARTIAL)
2165                 stat(s, tail);
2166         else if (m == M_FULL)
2167                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2168         else if (m == M_FREE) {
2169                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2170                 discard_slab(s, page);
2171                 stat(s, FREE_SLAB);
2172         }
2173
2174         c->page = NULL;
2175         c->freelist = NULL;
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2180  *
2181  * This function must be called with interrupts disabled
2182  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2183  * to guarantee no concurrent accesses).
2184  */
2185 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2186                 struct kmem_cache_cpu *c)
2187 {
2188 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2189         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2190         struct page *page, *discard_page = NULL;
2191
2192         while ((page = c->partial)) {
2193                 struct page new;
2194                 struct page old;
2195
2196                 c->partial = page->next;
2197
2198                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2199                 if (n != n2) {
2200                         if (n)
2201                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2202
2203                         n = n2;
2204                         spin_lock(&n->list_lock);
2205                 }
2206
2207                 do {
2208
2209                         old.freelist = page->freelist;
2210                         old.counters = page->counters;
2211                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2212
2213                         new.counters = old.counters;
2214                         new.freelist = old.freelist;
2215
2216                         new.frozen = 0;
2217
2218                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2219                                 old.freelist, old.counters,
2220                                 new.freelist, new.counters,
2221                                 "unfreezing slab"));
2222
2223                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2224                         page->next = discard_page;
2225                         discard_page = page;
2226                 } else {
2227                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2228                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2229                 }
2230         }
2231
2232         if (n)
2233                 spin_unlock(&n->list_lock);
2234
2235         while (discard_page) {
2236                 page = discard_page;
2237                 discard_page = discard_page->next;
2238
2239                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2240                 discard_slab(s, page);
2241                 stat(s, FREE_SLAB);
2242         }
2243 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2248  * partial page slot if available.
2249  *
2250  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2251  * per node partial list.
2252  */
2253 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2254 {
2255 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2256         struct page *oldpage;
2257         int pages;
2258         int pobjects;
2259
2260         preempt_disable();
2261         do {
2262                 pages = 0;
2263                 pobjects = 0;
2264                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2265
2266                 if (oldpage) {
2267                         pobjects = oldpage->pobjects;
2268                         pages = oldpage->pages;
2269                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2270                                 unsigned long flags;
2271                                 /*
2272                                  * partial array is full. Move the existing
2273                                  * set to the per node partial list.
2274                                  */
2275                                 local_irq_save(flags);
2276                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2277                                 local_irq_restore(flags);
2278                                 oldpage = NULL;
2279                                 pobjects = 0;
2280                                 pages = 0;
2281                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2282                         }
2283                 }
2284
2285                 pages++;
2286                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2287
2288                 page->pages = pages;
2289                 page->pobjects = pobjects;
2290                 page->next = oldpage;
2291
2292         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2293                                                                 != oldpage);
2294         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2295                 unsigned long flags;
2296
2297                 local_irq_save(flags);
2298                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2299                 local_irq_restore(flags);
2300         }
2301         preempt_enable();
2302 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2303 }
2304
2305 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2306 {
2307         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2308         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2309
2310         c->tid = next_tid(c->tid);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Flush cpu slab.
2315  *
2316  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2317  */
2318 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2319 {
2320         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2321
2322         if (c->page)
2323                 flush_slab(s, c);
2324
2325         unfreeze_partials(s, c);
2326 }
2327
2328 static void flush_cpu_slab(void *d)
2329 {
2330         struct kmem_cache *s = d;
2331
2332         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2333 }
2334
2335 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2336 {
2337         struct kmem_cache *s = info;
2338         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2339
2340         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2341 }
2342
2343 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2344 {
2345         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2350  * necessary.
2351  */
2352 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2353 {
2354         struct kmem_cache *s;
2355         unsigned long flags;
2356
2357         mutex_lock(&slab_mutex);
2358         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2359                 local_irq_save(flags);
2360                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2361                 local_irq_restore(flags);
2362         }
2363         mutex_unlock(&slab_mutex);
2364         return 0;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2369  * locality expectations.
2370  */
2371 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2372 {
2373 #ifdef CONFIG_NUMA
2374         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2375                 return 0;
2376 #endif
2377         return 1;
2378 }
2379
2380 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2381 static int count_free(struct page *page)
2382 {
2383         return page->objects - page->inuse;
2384 }
2385
2386 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2387 {
2388         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2389 }
2390 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2391
2392 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2393 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2394                                         int (*get_count)(struct page *))
2395 {
2396         unsigned long flags;
2397         unsigned long x = 0;
2398         struct page *page;
2399
2400         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2401         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2402                 x += get_count(page);
2403         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2404         return x;
2405 }
2406 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2407
2408 static noinline void
2409 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2410 {
2411 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2412         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2413                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2414         int node;
2415         struct kmem_cache_node *n;
2416
2417         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2418                 return;
2419
2420         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2421                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2422         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2423                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2424                 oo_order(s->min));
2425
2426         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2427                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2428                         s->name);
2429
2430         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2431                 unsigned long nr_slabs;
2432                 unsigned long nr_objs;
2433                 unsigned long nr_free;
2434
2435                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2436                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2437                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2438
2439                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2440                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2441         }
2442 #endif
2443 }
2444
2445 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2446                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2447 {
2448         void *freelist;
2449         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2450         struct page *page;
2451
2452         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2453
2454         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2455
2456         if (freelist)
2457                 return freelist;
2458
2459         page = new_slab(s, flags, node);
2460         if (page) {
2461                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2462                 if (c->page)
2463                         flush_slab(s, c);
2464
2465                 /*
2466                  * No other reference to the page yet so we can
2467                  * muck around with it freely without cmpxchg
2468                  */
2469                 freelist = page->freelist;
2470                 page->freelist = NULL;
2471
2472                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2473                 c->page = page;
2474                 *pc = c;
2475         }
2476
2477         return freelist;
2478 }
2479
2480 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2481 {
2482         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2483                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2484
2485         return true;
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2490  * per cpu freelist or deactivate the page.
2491  *
2492  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2493  *
2494  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2495  *
2496  * This function must be called with interrupt disabled.
2497  */
2498 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2499 {
2500         struct page new;
2501         unsigned long counters;
2502         void *freelist;
2503
2504         do {
2505                 freelist = page->freelist;
2506                 counters = page->counters;
2507
2508                 new.counters = counters;
2509                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2510
2511                 new.inuse = page->objects;
2512                 new.frozen = freelist != NULL;
2513
2514         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2515                 freelist, counters,
2516                 NULL, new.counters,
2517                 "get_freelist"));
2518
2519         return freelist;
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2524  * debugging duties.
2525  *
2526  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2527  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2528  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2529  *
2530  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2531  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2532  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2533  *
2534  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2535  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2536  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2537  *
2538  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2539  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2540  */
2541 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2542                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2543 {
2544         void *freelist;
2545         struct page *page;
2546
2547         page = c->page;
2548         if (!page)
2549                 goto new_slab;
2550 redo:
2551
2552         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2553                 int searchnode = node;
2554
2555                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2556                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2557
2558                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2559                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2560                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2561                         goto new_slab;
2562                 }
2563         }
2564
2565         /*
2566          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2567          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2568          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2569          */
2570         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2571                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2572                 goto new_slab;
2573         }
2574
2575         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2576         freelist = c->freelist;
2577         if (freelist)
2578                 goto load_freelist;
2579
2580         freelist = get_freelist(s, page);
2581
2582         if (!freelist) {
2583                 c->page = NULL;
2584                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2585                 goto new_slab;
2586         }
2587
2588         stat(s, ALLOC_REFILL);
2589
2590 load_freelist:
2591         /*
2592          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2593          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2594          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2595          */
2596         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2597         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2598         c->tid = next_tid(c->tid);
2599         return freelist;
2600
2601 new_slab:
2602
2603         if (slub_percpu_partial(c)) {
2604                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2605                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2606                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2607                 goto redo;
2608         }
2609
2610         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2611
2612         if (unlikely(!freelist)) {
2613                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2614                 return NULL;
2615         }
2616
2617         page = c->page;
2618         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2619                 goto load_freelist;
2620
2621         /* Only entered in the debug case */
2622         if (kmem_cache_debug(s) &&
2623                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2624                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2625
2626         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2627         return freelist;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2632  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2633  */
2634 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2635                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2636 {
2637         void *p;
2638         unsigned long flags;
2639
2640         local_irq_save(flags);
2641 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2642         /*
2643          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2644          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2645          * pointer.
2646          */
2647         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2648 #endif
2649
2650         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2651         local_irq_restore(flags);
2652         return p;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2657  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2658  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2659  *
2660  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2661  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2662  *
2663  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2664  */
2665 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2666                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2667 {
2668         void *object;
2669         struct kmem_cache_cpu *c;
2670         struct page *page;
2671         unsigned long tid;
2672
2673         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2674         if (!s)
2675                 return NULL;
2676 redo:
2677         /*
2678          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2679          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2680          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2681          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2682          *
2683          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2684          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2685          * to check if it is matched or not.
2686          */
2687         do {
2688                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2689                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2690         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2691                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2692
2693         /*
2694          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2695          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2696          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2697          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2698          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2699          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2700          */
2701         barrier();
2702
2703         /*
2704          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2705          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2706          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2707          * linked list in between.
2708          */
2709
2710         object = c->freelist;
2711         page = c->page;
2712         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2713                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2714                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2715         } else {
2716                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2717
2718                 /*
2719                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2720                  * operation and if we are on the right processor.
2721                  *
2722                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2723                  * semantics!)
2724                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2725                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2726                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2727                  *
2728                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2729                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2730                  * other cpus.
2731                  */
2732                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2733                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2734                                 object, tid,
2735                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2736
2737                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2738                         goto redo;
2739                 }
2740                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2741                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2742         }
2743
2744         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2745                 memset(object, 0, s->object_size);
2746
2747         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2748
2749         return object;
2750 }
2751
2752 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2753                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2754 {
2755         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2756 }
2757
2758 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2759 {
2760         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2761
2762         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2763                                 s->size, gfpflags);
2764
2765         return ret;
2766 }
2767 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2768
2769 #ifdef CONFIG_TRACING
2770 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2771 {
2772         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2773         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2774         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2775         return ret;
2776 }
2777 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2778 #endif
2779
2780 #ifdef CONFIG_NUMA
2781 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2782 {
2783         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2784
2785         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2786                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2787
2788         return ret;
2789 }
2790 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2791
2792 #ifdef CONFIG_TRACING
2793 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2794                                     gfp_t gfpflags,
2795                                     int node, size_t size)
2796 {
2797         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2798
2799         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2800                            size, s->size, gfpflags, node);
2801
2802         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2803         return ret;
2804 }
2805 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2806 #endif
2807 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2808
2809 /*
2810  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2811  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2812  *
2813  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2814  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2815  * handling required then we can return immediately.
2816  */
2817 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2818                         void *head, void *tail, int cnt,
2819                         unsigned long addr)
2820
2821 {
2822         void *prior;
2823         int was_frozen;
2824         struct page new;
2825         unsigned long counters;
2826         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2827         unsigned long uninitialized_var(flags);
2828
2829         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2830
2831         if (kmem_cache_debug(s) &&
2832             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2833                 return;
2834
2835         do {
2836                 if (unlikely(n)) {
2837                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2838                         n = NULL;
2839                 }
2840                 prior = page->freelist;
2841                 counters = page->counters;
2842                 set_freepointer(s, tail, prior);
2843                 new.counters = counters;
2844                 was_frozen = new.frozen;
2845                 new.inuse -= cnt;
2846                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2847
2848                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2849
2850                                 /*
2851                                  * Slab was on no list before and will be
2852                                  * partially empty
2853                                  * We can defer the list move and instead
2854                                  * freeze it.
2855                                  */
2856                                 new.frozen = 1;
2857
2858                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2859
2860                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2861                                 /*
2862                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2863                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2864                                  * drop the list_lock without any processing.
2865                                  *
2866                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2867                                  * other processors updating the list of slabs.
2868                                  */
2869                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2870
2871                         }
2872                 }
2873
2874         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2875                 prior, counters,
2876                 head, new.counters,
2877                 "__slab_free"));
2878
2879         if (likely(!n)) {
2880
2881                 /*
2882                  * If we just froze the page then put it onto the
2883                  * per cpu partial list.
2884                  */
2885                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2886                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2887                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2888                 }
2889                 /*
2890                  * The list lock was not taken therefore no list
2891                  * activity can be necessary.
2892                  */
2893                 if (was_frozen)
2894                         stat(s, FREE_FROZEN);
2895                 return;
2896         }
2897
2898         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2899                 goto slab_empty;
2900
2901         /*
2902          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2903          * then add it.
2904          */
2905         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2906                 remove_full(s, n, page);
2907                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2908                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2909         }
2910         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2911         return;
2912
2913 slab_empty:
2914         if (prior) {
2915                 /*
2916                  * Slab on the partial list.
2917                  */
2918                 remove_partial(n, page);
2919                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2920         } else {
2921                 /* Slab must be on the full list */
2922                 remove_full(s, n, page);
2923         }
2924
2925         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2926         stat(s, FREE_SLAB);
2927         discard_slab(s, page);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2932  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2933  *
2934  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2935  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2936  * the item before.
2937  *
2938  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2939  * with all sorts of special processing.
2940  *
2941  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2942  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2943  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2944  */
2945 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2946                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2947                                 int cnt, unsigned long addr)
2948 {
2949         void *tail_obj = tail ? : head;
2950         struct kmem_cache_cpu *c;
2951         unsigned long tid;
2952 redo:
2953         /*
2954          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2955          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2956          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2957          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2958          */
2959         do {
2960                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2961                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2962         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2963                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2964
2965         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2966         barrier();
2967
2968         if (likely(page == c->page)) {
2969                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2970
2971                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2972                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2973                                 c->freelist, tid,
2974                                 head, next_tid(tid)))) {
2975
2976                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2977                         goto redo;
2978                 }
2979                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2980         } else
2981                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2982
2983 }
2984
2985 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2986                                       void *head, void *tail, int cnt,
2987                                       unsigned long addr)
2988 {
2989         /*
2990          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2991          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2992          */
2993         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2994                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2995 }
2996
2997 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
2998 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2999 {
3000         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3001 }
3002 #endif
3003
3004 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3005 {
3006         s = cache_from_obj(s, x);
3007         if (!s)
3008                 return;
3009         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3010         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3011 }
3012 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3013
3014 struct detached_freelist {
3015         struct page *page;
3016         void *tail;
3017         void *freelist;
3018         int cnt;
3019         struct kmem_cache *s;
3020 };
3021
3022 /*
3023  * This function progressively scans the array with free objects (with
3024  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3025  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3026  * page/objects.  This can happen without any need for
3027  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3028  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3029  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3030  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3031  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3032  * to performance reasons.
3033  */
3034 static inline
3035 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3036                             void **p, struct detached_freelist *df)
3037 {
3038         size_t first_skipped_index = 0;
3039         int lookahead = 3;
3040         void *object;
3041         struct page *page;
3042
3043         /* Always re-init detached_freelist */
3044         df->page = NULL;
3045
3046         do {
3047                 object = p[--size];
3048                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3049         } while (!object && size);
3050
3051         if (!object)
3052                 return 0;
3053
3054         page = virt_to_head_page(object);
3055         if (!s) {
3056                 /* Handle kalloc'ed objects */
3057                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3058                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3059                         kfree_hook(object);
3060                         __free_pages(page, compound_order(page));
3061                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3062                         return size;
3063                 }
3064                 /* Derive kmem_cache from object */
3065                 df->s = page->slab_cache;
3066         } else {
3067                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3068         }
3069
3070         /* Start new detached freelist */
3071         df->page = page;
3072         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3073         df->tail = object;
3074         df->freelist = object;
3075         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3076         df->cnt = 1;
3077
3078         while (size) {
3079                 object = p[--size];
3080                 if (!object)
3081                         continue; /* Skip processed objects */
3082
3083                 /* df->page is always set at this point */
3084                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3085                         /* Opportunity build freelist */
3086                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3087                         df->freelist = object;
3088                         df->cnt++;
3089                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3090
3091                         continue;
3092                 }
3093
3094                 /* Limit look ahead search */
3095                 if (!--lookahead)
3096                         break;
3097
3098                 if (!first_skipped_index)
3099                         first_skipped_index = size + 1;
3100         }
3101
3102         return first_skipped_index;
3103 }
3104
3105 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3106 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3107 {
3108         if (WARN_ON(!size))
3109                 return;
3110
3111         do {
3112                 struct detached_freelist df;
3113
3114                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3115                 if (!df.page)
3116                         continue;
3117
3118                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3119         } while (likely(size));
3120 }
3121 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3122
3123 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3124 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3125                           void **p)
3126 {
3127         struct kmem_cache_cpu *c;
3128         int i;
3129
3130         /* memcg and kmem_cache debug support */
3131         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3132         if (unlikely(!s))
3133                 return false;
3134         /*
3135          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3136          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3137          * handlers invoking normal fastpath.
3138          */
3139         local_irq_disable();
3140         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3141
3142         for (i = 0; i < size; i++) {
3143                 void *object = c->freelist;
3144
3145                 if (unlikely(!object)) {
3146                         /*
3147                          * Invoking slow path likely have side-effect
3148                          * of re-populating per CPU c->freelist
3149                          */
3150                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3151                                             _RET_IP_, c);
3152                         if (unlikely(!p[i]))
3153                                 goto error;
3154
3155                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3156                         continue; /* goto for-loop */
3157                 }
3158                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3159                 p[i] = object;
3160         }
3161         c->tid = next_tid(c->tid);
3162         local_irq_enable();
3163
3164         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3165         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3166                 int j;
3167
3168                 for (j = 0; j < i; j++)
3169                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3170         }
3171
3172         /* memcg and kmem_cache debug support */
3173         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3174         return i;
3175 error:
3176         local_irq_enable();
3177         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3178         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3179         return 0;
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3182
3183
3184 /*
3185  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3186  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3187  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3188  * another.
3189  *
3190  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3191  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3192  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3193  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3194  * locking overhead.
3195  */
3196
3197 /*
3198  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3199  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3200  * and increases the number of allocations possible without having to
3201  * take the list_lock.
3202  */
3203 static unsigned int slub_min_order;
3204 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3205 static unsigned int slub_min_objects;
3206
3207 /*
3208  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3209  *
3210  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3211  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3212  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3213  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3214  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3215  * would be wasted.
3216  *
3217  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3218  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3219  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3220  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3221  *
3222  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3223  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3224  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3225  * of space in favor of a small page order.
3226  *
3227  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3228  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3229  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3230  * the smallest order which will fit the object.
3231  */
3232 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3233                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3234                 unsigned int fract_leftover)
3235 {
3236         unsigned int min_order = slub_min_order;
3237         unsigned int order;
3238
3239         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3240                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3241
3242         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3243                         order <= max_order; order++) {
3244
3245                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3246                 unsigned int rem;
3247
3248                 rem = slab_size % size;
3249
3250                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3251                         break;
3252         }
3253
3254         return order;
3255 }
3256
3257 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3258 {
3259         unsigned int order;
3260         unsigned int min_objects;
3261         unsigned int max_objects;
3262
3263         /*
3264          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3265          * works by first attempting to generate a layout with
3266          * the best configuration and backing off gradually.
3267          *
3268          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3269          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3270          */
3271         min_objects = slub_min_objects;
3272         if (!min_objects)
3273                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3274         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3275         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3276
3277         while (min_objects > 1) {
3278                 unsigned int fraction;
3279
3280                 fraction = 16;
3281                 while (fraction >= 4) {
3282                         order = slab_order(size, min_objects,
3283                                         slub_max_order, fraction);
3284                         if (order <= slub_max_order)
3285                                 return order;
3286                         fraction /= 2;
3287                 }
3288                 min_objects--;
3289         }
3290
3291         /*
3292          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3293          * lets see if we can place a single object there.
3294          */
3295         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3296         if (order <= slub_max_order)
3297                 return order;
3298
3299         /*
3300          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3301          */
3302         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3303         if (order < MAX_ORDER)
3304                 return order;
3305         return -ENOSYS;
3306 }
3307
3308 static void
3309 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3310 {
3311         n->nr_partial = 0;
3312         spin_lock_init(&n->list_lock);
3313         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3314 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3315         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3316         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3317         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3318 #endif
3319 }
3320
3321 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3322 {
3323         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3324                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3325
3326         /*
3327          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3328          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3329          */
3330         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3331                                      2 * sizeof(void *));
3332
3333         if (!s->cpu_slab)
3334                 return 0;
3335
3336         init_kmem_cache_cpus(s);
3337
3338         return 1;
3339 }
3340
3341 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3342
3343 /*
3344  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3345  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3346  * possible.
3347  *
3348  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3349  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3350  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3351  */
3352 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3353 {
3354         struct page *page;
3355         struct kmem_cache_node *n;
3356
3357         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3358
3359         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3360
3361         BUG_ON(!page);
3362         if (page_to_nid(page) != node) {
3363                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3364                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3365         }
3366
3367         n = page->freelist;
3368         BUG_ON(!n);
3369 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3370         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3371         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3372 #endif
3373         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3374                       GFP_KERNEL);
3375         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3376         page->inuse = 1;
3377         page->frozen = 0;
3378         kmem_cache_node->node[node] = n;
3379         init_kmem_cache_node(n);
3380         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3381
3382         /*
3383          * No locks need to be taken here as it has just been
3384          * initialized and there is no concurrent access.
3385          */
3386         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3387 }
3388
3389 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3390 {
3391         int node;
3392         struct kmem_cache_node *n;
3393
3394         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3395                 s->node[node] = NULL;
3396                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3397         }
3398 }
3399
3400 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3401 {
3402         cache_random_seq_destroy(s);
3403         free_percpu(s->cpu_slab);
3404         free_kmem_cache_nodes(s);
3405 }
3406
3407 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3408 {
3409         int node;
3410
3411         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3412                 struct kmem_cache_node *n;
3413
3414                 if (slab_state == DOWN) {
3415                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3416                         continue;
3417                 }
3418                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3419                                                 GFP_KERNEL, node);
3420
3421                 if (!n) {
3422                         free_kmem_cache_nodes(s);
3423                         return 0;
3424                 }
3425
3426                 init_kmem_cache_node(n);
3427                 s->node[node] = n;
3428         }
3429         return 1;
3430 }
3431
3432 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3433 {
3434         if (min < MIN_PARTIAL)
3435                 min = MIN_PARTIAL;
3436         else if (min > MAX_PARTIAL)
3437                 min = MAX_PARTIAL;
3438         s->min_partial = min;
3439 }
3440
3441 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3442 {
3443 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3444         /*
3445          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3446          * per cpu partial lists of a processor.
3447          *
3448          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3449          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3450          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3451          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3452          *
3453          * This setting also determines
3454          *
3455          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3456          *    per node list when we reach the limit.
3457          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3458          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3459          *    50% to keep some capacity around for frees.
3460          */
3461         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3462                 s->cpu_partial = 0;
3463         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3464                 s->cpu_partial = 2;
3465         else if (s->size >= 1024)
3466                 s->cpu_partial = 6;
3467         else if (s->size >= 256)
3468                 s->cpu_partial = 13;
3469         else
3470                 s->cpu_partial = 30;
3471 #endif
3472 }
3473
3474 /*
3475  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3476  * a slab object.
3477  */
3478 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3479 {
3480         slab_flags_t flags = s->flags;
3481         unsigned int size = s->object_size;
3482         unsigned int order;
3483
3484         /*
3485          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3486          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3487          * the possible location of the free pointer.
3488          */
3489         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3490
3491 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3492         /*
3493          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3494          * the slab may touch the object after free or before allocation
3495          * then we should never poison the object itself.
3496          */
3497         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3498                         !s->ctor)
3499                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3500         else
3501                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3502
3503
3504         /*
3505          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3506          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3507          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3508          */
3509         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3510                 size += sizeof(void *);
3511 #endif
3512
3513         /*
3514          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3515          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3516          */
3517         s->inuse = size;
3518
3519         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3520                 s->ctor)) {
3521                 /*
3522                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3523                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3524                  * kmem_cache_free.
3525                  *
3526                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3527                  * destructor or are poisoning the objects.
3528                  */
3529                 s->offset = size;
3530                 size += sizeof(void *);
3531         }
3532
3533 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3534         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3535                 /*
3536                  * Need to store information about allocs and frees after
3537                  * the object.
3538                  */
3539                 size += 2 * sizeof(struct track);
3540 #endif
3541
3542         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3543 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3544         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3545                 /*
3546                  * Add some empty padding so that we can catch
3547                  * overwrites from earlier objects rather than let
3548                  * tracking information or the free pointer be
3549                  * corrupted if a user writes before the start
3550                  * of the object.
3551                  */
3552                 size += sizeof(void *);
3553
3554                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3555                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3556                 size += s->red_left_pad;
3557         }
3558 #endif
3559
3560         /*
3561          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3562          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3563          * each object to conform to the alignment.
3564          */
3565         size = ALIGN(size, s->align);
3566         s->size = size;
3567         if (forced_order >= 0)
3568                 order = forced_order;
3569         else
3570                 order = calculate_order(size);
3571
3572         if ((int)order < 0)
3573                 return 0;
3574
3575         s->allocflags = 0;
3576         if (order)
3577                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3578
3579         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3580                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3581
3582         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3583                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3584
3585         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3586                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3587
3588         /*
3589          * Determine the number of objects per slab
3590          */
3591         s->oo = oo_make(order, size);
3592         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3593         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3594                 s->max = s->oo;
3595
3596         return !!oo_objects(s->oo);
3597 }
3598
3599 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3600 {
3601         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3602 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3603         s->random = get_random_long();
3604 #endif
3605
3606         if (!calculate_sizes(s, -1))
3607                 goto error;
3608         if (disable_higher_order_debug) {
3609                 /*
3610                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3611                  * order increased.
3612                  */
3613                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3614                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3615                         s->offset = 0;
3616                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3617                                 goto error;
3618                 }
3619         }
3620
3621 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3622     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3623         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3624                 /* Enable fast mode */
3625                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3626 #endif
3627
3628         /*
3629          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3630          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3631          */
3632         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3633
3634         set_cpu_partial(s);
3635
3636 #ifdef CONFIG_NUMA
3637         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3638 #endif
3639
3640         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3641         if (slab_state >= UP) {
3642                 if (init_cache_random_seq(s))
3643                         goto error;
3644         }
3645
3646         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3647                 goto error;
3648
3649         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3650                 return 0;
3651
3652         free_kmem_cache_nodes(s);
3653 error:
3654         if (flags & SLAB_PANIC)
3655                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3656                       s->name, s->size, s->size,
3657                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3658         return -EINVAL;
3659 }
3660
3661 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3662                                                         const char *text)
3663 {
3664 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3665         void *addr = page_address(page);
3666         void *p;
3667         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3668         if (!map)
3669                 return;
3670         slab_err(s, page, text, s->name);
3671         slab_lock(page);
3672
3673         get_map(s, page, map);
3674         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3675
3676                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3677                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3678                         print_tracking(s, p);
3679                 }
3680         }
3681         slab_unlock(page);
3682         bitmap_free(map);
3683 #endif
3684 }
3685
3686 /*
3687  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3688  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3689  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3690  */
3691 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3692 {
3693         LIST_HEAD(discard);
3694         struct page *page, *h;
3695
3696         BUG_ON(irqs_disabled());
3697         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3698         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3699                 if (!page->inuse) {
3700                         remove_partial(n, page);
3701                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3702                 } else {
3703                         list_slab_objects(s, page,
3704                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3705                 }
3706         }
3707         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3708
3709         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3710                 discard_slab(s, page);
3711 }
3712
3713 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3714 {
3715         int node;
3716         struct kmem_cache_node *n;
3717
3718         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3719                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3720                         return false;
3721         return true;
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Release all resources used by a slab cache.
3726  */
3727 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3728 {
3729         int node;
3730         struct kmem_cache_node *n;
3731
3732         flush_all(s);
3733         /* Attempt to free all objects */
3734         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3735                 free_partial(s, n);
3736                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3737                         return 1;
3738         }
3739         sysfs_slab_remove(s);
3740         return 0;
3741 }
3742
3743 /********************************************************************
3744  *              Kmalloc subsystem
3745  *******************************************************************/
3746
3747 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3748 {
3749         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3750
3751         return 1;
3752 }
3753
3754 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3755
3756 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3757 {
3758         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3759         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3760
3761         return 1;
3762 }
3763
3764 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3765
3766 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3767 {
3768         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3769
3770         return 1;
3771 }
3772
3773 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3774
3775 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3776 {
3777         struct kmem_cache *s;
3778         void *ret;
3779
3780         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3781                 return kmalloc_large(size, flags);
3782
3783         s = kmalloc_slab(size, flags);
3784
3785         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3786                 return s;
3787
3788         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3789
3790         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3791
3792         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3793
3794         return ret;
3795 }
3796 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3797
3798 #ifdef CONFIG_NUMA
3799 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3800 {
3801         struct page *page;
3802         void *ptr = NULL;
3803
3804         flags |= __GFP_COMP;
3805         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3806         if (page)
3807                 ptr = page_address(page);
3808
3809         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3810 }
3811
3812 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3813 {
3814         struct kmem_cache *s;
3815         void *ret;
3816
3817         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3818                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3819
3820                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3821                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3822                                    flags, node);
3823
3824                 return ret;
3825         }
3826
3827         s = kmalloc_slab(size, flags);
3828
3829         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3830                 return s;
3831
3832         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3833
3834         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3835
3836         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3837
3838         return ret;
3839 }
3840 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3841 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3842
3843 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3844 /*
3845  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3846  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3847  * cache's usercopy region.
3848  *
3849  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3850  * to indicate an error.
3851  */
3852 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3853                          bool to_user)
3854 {
3855         struct kmem_cache *s;
3856         unsigned int offset;
3857         size_t object_size;
3858
3859         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3860
3861         /* Find object and usable object size. */
3862         s = page->slab_cache;
3863
3864         /* Reject impossible pointers. */
3865         if (ptr < page_address(page))
3866                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3867                                to_user, 0, n);
3868
3869         /* Find offset within object. */
3870         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3871
3872         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3873         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3874                 if (offset < s->red_left_pad)
3875                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3876                                        s->name, to_user, offset, n);
3877                 offset -= s->red_left_pad;
3878         }
3879
3880         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3881         if (offset >= s->useroffset &&
3882             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3883             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3884                 return;
3885
3886         /*
3887          * If the copy is still within the allocated object, produce
3888          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3889          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3890          * whitelists.
3891          */
3892         object_size = slab_ksize(s);
3893         if (usercopy_fallback &&
3894             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3895                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3896                 return;
3897         }
3898
3899         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3900 }
3901 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3902
3903 static size_t __ksize(const void *object)
3904 {
3905         struct page *page;
3906
3907         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3908                 return 0;
3909
3910         page = virt_to_head_page(object);
3911
3912         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3913                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3914                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3915         }
3916
3917         return slab_ksize(page->slab_cache);
3918 }
3919
3920 size_t ksize(const void *object)
3921 {
3922         size_t size = __ksize(object);
3923         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3924          * so we need to unpoison this area.
3925          */
3926         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3927         return size;
3928 }
3929 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3930
3931 void kfree(const void *x)
3932 {
3933         struct page *page;
3934         void *object = (void *)x;
3935
3936         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3937
3938         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3939                 return;
3940
3941         page = virt_to_head_page(x);
3942         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3943                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3944                 kfree_hook(object);
3945                 __free_pages(page, compound_order(page));
3946                 return;
3947         }
3948         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3949 }
3950 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3951
3952 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3953
3954 /*
3955  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3956  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3957  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3958  *
3959  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3960  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3961  * are freed in them.
3962  */
3963 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3964 {
3965         int node;
3966         int i;
3967         struct kmem_cache_node *n;
3968         struct page *page;
3969         struct page *t;
3970         struct list_head discard;
3971         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3972         unsigned long flags;
3973         int ret = 0;
3974
3975         flush_all(s);
3976         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3977                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3978                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3979                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3980
3981                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3982
3983                 /*
3984                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3985                  *
3986                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3987                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3988                  */
3989                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
3990                         int free = page->objects - page->inuse;
3991
3992                         /* Do not reread page->inuse */
3993                         barrier();
3994
3995                         /* We do not keep full slabs on the list */
3996                         BUG_ON(free <= 0);
3997
3998                         if (free == page->objects) {
3999                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4000                                 n->nr_partial--;
4001                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4002                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4003                 }
4004
4005                 /*
4006                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4007                  * partial list.
4008                  */
4009                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4010                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4011
4012                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4013
4014                 /* Release empty slabs */
4015                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4016                         discard_slab(s, page);
4017
4018                 if (slabs_node(s, node))
4019                         ret = 1;
4020         }
4021
4022         return ret;
4023 }
4024
4025 #ifdef CONFIG_MEMCG
4026 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4027 {
4028         /*
4029          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4030          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4031          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4032          * destroy @s until the associated memcg is released.
4033          *
4034          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4035          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4036          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4037          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4038          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4039          */
4040         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4041                 sysfs_slab_remove(s);
4042 }
4043
4044 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4045 {
4046         /*
4047          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4048          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4049          */
4050         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4051         s->min_partial = 0;
4052
4053         /*
4054          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4055          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4056          */
4057         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4058 }
4059 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4060
4061 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4062 {
4063         struct kmem_cache *s;
4064
4065         mutex_lock(&slab_mutex);
4066         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4067                 __kmem_cache_shrink(s);
4068         mutex_unlock(&slab_mutex);
4069
4070         return 0;
4071 }
4072
4073 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4074 {
4075         struct kmem_cache_node *n;
4076         struct kmem_cache *s;
4077         struct memory_notify *marg = arg;
4078         int offline_node;
4079
4080         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4081
4082         /*
4083          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4084          * for it yet.
4085          */
4086         if (offline_node < 0)
4087                 return;
4088
4089         mutex_lock(&slab_mutex);
4090         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4091                 n = get_node(s, offline_node);
4092                 if (n) {
4093                         /*
4094                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4095                          * that is going down. We were unable to free them,
4096                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4097                          * callback. So, we must fail.
4098                          */
4099                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4100
4101                         s->node[offline_node] = NULL;
4102                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4103                 }
4104         }
4105         mutex_unlock(&slab_mutex);
4106 }
4107
4108 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4109 {
4110         struct kmem_cache_node *n;
4111         struct kmem_cache *s;
4112         struct memory_notify *marg = arg;
4113         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4114         int ret = 0;
4115
4116         /*
4117          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4118          * already created. Nothing to do.
4119          */
4120         if (nid < 0)
4121                 return 0;
4122
4123         /*
4124          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4125          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4126          * online.
4127          */
4128         mutex_lock(&slab_mutex);
4129         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4130                 /*
4131                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4132                  *      since memory is not yet available from the node that
4133                  *      is brought up.
4134                  */
4135                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4136                 if (!n) {
4137                         ret = -ENOMEM;
4138                         goto out;
4139                 }
4140                 init_kmem_cache_node(n);
4141                 s->node[nid] = n;
4142         }
4143 out:
4144         mutex_unlock(&slab_mutex);
4145         return ret;
4146 }
4147
4148 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4149                                 unsigned long action, void *arg)
4150 {
4151         int ret = 0;
4152
4153         switch (action) {
4154         case MEM_GOING_ONLINE:
4155                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4156                 break;
4157         case MEM_GOING_OFFLINE:
4158                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4159                 break;
4160         case MEM_OFFLINE:
4161         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4162                 slab_mem_offline_callback(arg);
4163                 break;
4164         case MEM_ONLINE:
4165         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4166                 break;
4167         }
4168         if (ret)
4169                 ret = notifier_from_errno(ret);
4170         else
4171                 ret = NOTIFY_OK;
4172         return ret;
4173 }
4174
4175 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4176         .notifier_call = slab_memory_callback,
4177         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4178 };
4179
4180 /********************************************************************
4181  *                      Basic setup of slabs
4182  *******************************************************************/
4183
4184 /*
4185  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4186  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4187  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4188  */
4189
4190 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4191 {
4192         int node;
4193         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4194         struct kmem_cache_node *n;
4195
4196         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4197
4198         /*
4199          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4200          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4201          * IPIs around.
4202          */
4203         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4204         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4205                 struct page *p;
4206
4207                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4208                         p->slab_cache = s;
4209
4210 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4211                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4212                         p->slab_cache = s;
4213 #endif
4214         }
4215         slab_init_memcg_params(s);
4216         list_add(&s->list, &slab_caches);
4217         memcg_link_cache(s);
4218         return s;
4219 }
4220
4221 void __init kmem_cache_init(void)
4222 {
4223         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4224                 boot_kmem_cache_node;
4225
4226         if (debug_guardpage_minorder())
4227                 slub_max_order = 0;
4228
4229         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4230         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4231
4232         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4233                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4234
4235         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4236
4237         /* Able to allocate the per node structures */
4238         slab_state = PARTIAL;
4239
4240         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4241                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4242                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4243                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4244
4245         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4246         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4247
4248         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4249         setup_kmalloc_cache_index_table();
4250         create_kmalloc_caches(0);
4251
4252         /* Setup random freelists for each cache */
4253         init_freelist_randomization();
4254
4255         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4256                                   slub_cpu_dead);
4257
4258         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4259                 cache_line_size(),
4260                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4261                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4262 }
4263
4264 void __init kmem_cache_init_late(void)
4265 {
4266 }
4267
4268 struct kmem_cache *
4269 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4270                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4271 {
4272         struct kmem_cache *s, *c;
4273
4274         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4275         if (s) {
4276                 s->refcount++;
4277
4278                 /*
4279                  * Adjust the object sizes so that we clear
4280                  * the complete object on kzalloc.
4281                  */
4282                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4283                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4284
4285                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4286                         c->object_size = s->object_size;
4287                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4288                 }
4289
4290                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4291                         s->refcount--;
4292                         s = NULL;
4293                 }
4294         }
4295
4296         return s;
4297 }
4298
4299 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4300 {
4301         int err;
4302
4303         err = kmem_cache_open(s, flags);
4304         if (err)
4305                 return err;
4306
4307         /* Mutex is not taken during early boot */
4308         if (slab_state <= UP)
4309                 return 0;
4310
4311         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4312         err = sysfs_slab_add(s);
4313         if (err)
4314                 __kmem_cache_release(s);
4315
4316         return err;
4317 }
4318
4319 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4320 {
4321         struct kmem_cache *s;
4322         void *ret;
4323
4324         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4325                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4326
4327         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4328
4329         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4330                 return s;
4331
4332         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4333
4334         /* Honor the call site pointer we received. */
4335         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4336
4337         return ret;
4338 }
4339
4340 #ifdef CONFIG_NUMA
4341 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4342                                         int node, unsigned long caller)
4343 {
4344         struct kmem_cache *s;
4345         void *ret;
4346
4347         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4348                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4349
4350                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4351                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4352                                    gfpflags, node);
4353
4354                 return ret;
4355         }
4356
4357         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4358
4359         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4360                 return s;
4361
4362         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4363
4364         /* Honor the call site pointer we received. */
4365         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4366
4367         return ret;
4368 }
4369 #endif
4370
4371 #ifdef CONFIG_SYSFS
4372 static int count_inuse(struct page *page)
4373 {
4374         return page->inuse;
4375 }
4376
4377 static int count_total(struct page *page)
4378 {
4379         return page->objects;
4380 }
4381 #endif
4382
4383 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4384 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4385                                                 unsigned long *map)
4386 {
4387         void *p;
4388         void *addr = page_address(page);
4389
4390         if (!check_slab(s, page) ||
4391                         !on_freelist(s, page, NULL))
4392                 return 0;
4393
4394         /* Now we know that a valid freelist exists */
4395         bitmap_zero(map, page->objects);
4396
4397         get_map(s, page, map);
4398         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4399                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4400                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4401                                 return 0;
4402         }
4403
4404         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4405                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4406                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4407                                 return 0;
4408         return 1;
4409 }
4410
4411 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4412                                                 unsigned long *map)
4413 {
4414         slab_lock(page);
4415         validate_slab(s, page, map);
4416         slab_unlock(page);
4417 }
4418
4419 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4420                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4421 {
4422         unsigned long count = 0;
4423         struct page *page;
4424         unsigned long flags;
4425
4426         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4427
4428         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4429                 validate_slab_slab(s, page, map);
4430                 count++;
4431         }
4432         if (count != n->nr_partial)
4433                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4434                        s->name, count, n->nr_partial);
4435
4436         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4437                 goto out;
4438
4439         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4440                 validate_slab_slab(s, page, map);
4441                 count++;
4442         }
4443         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4444                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4445                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4446
4447 out:
4448         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4449         return count;
4450 }
4451
4452 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4453 {
4454         int node;
4455         unsigned long count = 0;
4456         struct kmem_cache_node *n;
4457         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4458
4459         if (!map)
4460                 return -ENOMEM;
4461
4462         flush_all(s);
4463         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4464                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4465         bitmap_free(map);
4466         return count;
4467 }
4468 /*
4469  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4470  * and freed.
4471  */
4472
4473 struct location {
4474         unsigned long count;
4475         unsigned long addr;
4476         long long sum_time;
4477         long min_time;
4478         long max_time;
4479         long min_pid;
4480         long max_pid;
4481         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4482         nodemask_t nodes;
4483 };
4484
4485 struct loc_track {
4486         unsigned long max;
4487         unsigned long count;
4488         struct location *loc;
4489 };
4490
4491 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4492 {
4493         if (t->max)
4494                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4495                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4496 }
4497
4498 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4499 {
4500         struct location *l;
4501         int order;
4502
4503         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4504
4505         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4506         if (!l)
4507                 return 0;
4508
4509         if (t->count) {
4510                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4511                 free_loc_track(t);
4512         }
4513         t->max = max;
4514         t->loc = l;
4515         return 1;
4516 }
4517
4518 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4519                                 const struct track *track)
4520 {
4521         long start, end, pos;
4522         struct location *l;
4523         unsigned long caddr;
4524         unsigned long age = jiffies - track->when;
4525
4526         start = -1;
4527         end = t->count;
4528
4529         for ( ; ; ) {
4530                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4531
4532                 /*
4533                  * There is nothing at "end". If we end up there
4534                  * we need to add something to before end.
4535                  */
4536                 if (pos == end)
4537                         break;
4538
4539                 caddr = t->loc[pos].addr;
4540                 if (track->addr == caddr) {
4541
4542                         l = &t->loc[pos];
4543                         l->count++;
4544                         if (track->when) {
4545                                 l->sum_time += age;
4546                                 if (age < l->min_time)
4547                                         l->min_time = age;
4548                                 if (age > l->max_time)
4549                                         l->max_time = age;
4550
4551                                 if (track->pid < l->min_pid)
4552                                         l->min_pid = track->pid;
4553                                 if (track->pid > l->max_pid)
4554                                         l->max_pid = track->pid;
4555
4556                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4557                                                 to_cpumask(l->cpus));
4558                         }
4559                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4560                         return 1;
4561                 }
4562
4563                 if (track->addr < caddr)
4564                         end = pos;
4565                 else
4566                         start = pos;
4567         }
4568
4569         /*
4570          * Not found. Insert new tracking element.
4571          */
4572         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4573                 return 0;
4574
4575         l = t->loc + pos;
4576         if (pos < t->count)
4577                 memmove(l + 1, l,
4578                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4579         t->count++;
4580         l->count = 1;
4581         l->addr = track->addr;
4582         l->sum_time = age;
4583         l->min_time = age;
4584         l->max_time = age;
4585         l->min_pid = track->pid;
4586         l->max_pid = track->pid;
4587         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4588         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4589         nodes_clear(l->nodes);
4590         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4591         return 1;
4592 }
4593
4594 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4595                 struct page *page, enum track_item alloc,
4596                 unsigned long *map)
4597 {
4598         void *addr = page_address(page);
4599         void *p;
4600
4601         bitmap_zero(map, page->objects);
4602         get_map(s, page, map);
4603
4604         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4605                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4606                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4607 }
4608
4609 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4610                                         enum track_item alloc)
4611 {
4612         int len = 0;
4613         unsigned long i;
4614         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4615         int node;
4616         struct kmem_cache_node *n;
4617         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4618
4619         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4620                                      GFP_KERNEL)) {
4621                 bitmap_free(map);
4622                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4623         }
4624         /* Push back cpu slabs */
4625         flush_all(s);
4626
4627         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4628                 unsigned long flags;
4629                 struct page *page;
4630
4631                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4632                         continue;
4633
4634                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4635                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4636                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4637                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4638                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4639                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4640         }
4641
4642         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4643                 struct location *l = &t.loc[i];
4644
4645                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4646                         break;
4647                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4648
4649                 if (l->addr)
4650                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4651                 else
4652                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4653
4654                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4655                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4656                                 l->min_time,
4657                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4658                                 l->max_time);
4659                 } else
4660                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4661                                 l->min_time);
4662
4663                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4664                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4665                                 l->min_pid, l->max_pid);
4666                 else
4667                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4668                                 l->min_pid);
4669
4670                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4671                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4672                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4673                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4674                                          " cpus=%*pbl",
4675                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4676
4677                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4678                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4679                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4680                                          " nodes=%*pbl",
4681                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4682
4683                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4684         }
4685
4686         free_loc_track(&t);
4687         bitmap_free(map);
4688         if (!t.count)
4689                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4690         return len;
4691 }
4692 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4693
4694 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4695 static void __init resiliency_test(void)
4696 {
4697         u8 *p;
4698         int type = KMALLOC_NORMAL;
4699
4700         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4701
4702         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4703         pr_err("-----------------------\n");
4704         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4705
4706         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4707         p[16] = 0x12;
4708         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4709                p + 16);
4710
4711         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4712
4713         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4714         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4715         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4716         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4717                p);
4718         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4719
4720         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4721         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4722         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4723         *p = 0x56;
4724         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4725                p);
4726         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4727         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4728
4729         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4730         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4731         kfree(p);
4732         *p = 0x78;
4733         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4734         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4735
4736         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4737         kfree(p);
4738         p[50] = 0x9a;
4739         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4740         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4741
4742         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4743         kfree(p);
4744         p[512] = 0xab;
4745         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4746         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4747 }
4748 #else
4749 #ifdef CONFIG_SYSFS
4750 static void resiliency_test(void) {};
4751 #endif
4752 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4753
4754 #ifdef CONFIG_SYSFS
4755 enum slab_stat_type {
4756         SL_ALL,                 /* All slabs */
4757         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4758         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4759         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4760         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4761 };
4762
4763 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4764 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4765 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4766 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4767 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4768
4769 #ifdef CONFIG_MEMCG
4770 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4771
4772 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4773 {
4774         int v;
4775
4776         if (get_option(&str, &v) > 0)
4777                 memcg_sysfs_enabled = v;
4778
4779         return 1;
4780 }
4781
4782 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4783 #endif
4784
4785 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4786                             char *buf, unsigned long flags)
4787 {
4788         unsigned long total = 0;
4789         int node;
4790         int x;
4791         unsigned long *nodes;
4792
4793         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4794         if (!nodes)
4795                 return -ENOMEM;
4796
4797         if (flags & SO_CPU) {
4798                 int cpu;
4799
4800                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4801                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4802                                                                cpu);
4803                         int node;
4804                         struct page *page;
4805
4806                         page = READ_ONCE(c->page);
4807                         if (!page)
4808                                 continue;
4809
4810                         node = page_to_nid(page);
4811                         if (flags & SO_TOTAL)
4812                                 x = page->objects;
4813                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4814                                 x = page->inuse;
4815                         else
4816                                 x = 1;
4817
4818                         total += x;
4819                         nodes[node] += x;
4820
4821                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4822                         if (page) {
4823                                 node = page_to_nid(page);
4824                                 if (flags & SO_TOTAL)
4825                                         WARN_ON_ONCE(1);
4826                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4827                                         WARN_ON_ONCE(1);
4828                                 else
4829                                         x = page->pages;
4830                                 total += x;
4831                                 nodes[node] += x;
4832                         }
4833                 }
4834         }
4835
4836         get_online_mems();
4837 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4838         if (flags & SO_ALL) {
4839                 struct kmem_cache_node *n;
4840
4841                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4842
4843                         if (flags & SO_TOTAL)
4844                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4845                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4846                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4847                                         count_partial(n, count_free);
4848                         else
4849                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4850                         total += x;
4851                         nodes[node] += x;
4852                 }
4853
4854         } else
4855 #endif
4856         if (flags & SO_PARTIAL) {
4857                 struct kmem_cache_node *n;
4858
4859                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4860                         if (flags & SO_TOTAL)
4861                                 x = count_partial(n, count_total);
4862                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4863                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4864                         else
4865                                 x = n->nr_partial;
4866                         total += x;
4867                         nodes[node] += x;
4868                 }
4869         }
4870         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4871 #ifdef CONFIG_NUMA
4872         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4873                 if (nodes[node])
4874                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4875                                         node, nodes[node]);
4876 #endif
4877         put_online_mems();
4878         kfree(nodes);
4879         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4880 }
4881
4882 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4883 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4884 {
4885         int node;
4886         struct kmem_cache_node *n;
4887
4888         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4889                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4890                         return 1;
4891
4892         return 0;
4893 }
4894 #endif
4895
4896 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4897 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4898
4899 struct slab_attribute {
4900         struct attribute attr;
4901         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4902         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4903 };
4904
4905 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4906         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4907         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4908
4909 #define SLAB_ATTR(_name) \
4910         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4911         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4912
4913 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4914 {
4915         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4916 }
4917 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4918
4919 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4920 {
4921         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4922 }
4923 SLAB_ATTR_RO(align);
4924
4925 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4926 {
4927         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4928 }
4929 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4930
4931 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4932 {
4933         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4934 }
4935 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4936
4937 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4938                                 const char *buf, size_t length)
4939 {
4940         unsigned int order;
4941         int err;
4942
4943         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4944         if (err)
4945                 return err;
4946
4947         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4948                 return -EINVAL;
4949
4950         calculate_sizes(s, order);
4951         return length;
4952 }
4953
4954 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4955 {
4956         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4957 }
4958 SLAB_ATTR(order);
4959
4960 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4961 {
4962         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4963 }
4964
4965 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4966                                  size_t length)
4967 {
4968         unsigned long min;
4969         int err;
4970
4971         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4972         if (err)
4973                 return err;
4974
4975         set_min_partial(s, min);
4976         return length;
4977 }
4978 SLAB_ATTR(min_partial);
4979
4980 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4981 {
4982         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4983 }
4984
4985 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4986                                  size_t length)
4987 {
4988         unsigned int objects;
4989         int err;
4990
4991         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4992         if (err)
4993                 return err;
4994         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4995                 return -EINVAL;
4996
4997         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4998         flush_all(s);
4999         return length;
5000 }
5001 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5002
5003 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5004 {
5005         if (!s->ctor)
5006                 return 0;
5007         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5008 }
5009 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5010
5011 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5012 {
5013         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5014 }
5015 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5016
5017 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5018 {
5019         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5020 }
5021 SLAB_ATTR_RO(partial);
5022
5023 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5024 {
5025         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5026 }
5027 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5028
5029 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5030 {
5031         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5032 }
5033 SLAB_ATTR_RO(objects);
5034
5035 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5036 {
5037         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5038 }
5039 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5040
5041 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5042 {
5043         int objects = 0;
5044         int pages = 0;
5045         int cpu;
5046         int len;
5047
5048         for_each_online_cpu(cpu) {
5049                 struct page *page;
5050
5051                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5052
5053                 if (page) {
5054                         pages += page->pages;
5055                         objects += page->pobjects;
5056                 }
5057         }
5058
5059         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5060
5061 #ifdef CONFIG_SMP
5062         for_each_online_cpu(cpu) {
5063                 struct page *page;
5064
5065                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5066
5067                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5068                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5069                                 page->pobjects, page->pages);
5070         }
5071 #endif
5072         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5073 }
5074 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5075
5076 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5077 {
5078         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5079 }
5080
5081 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5082                                 const char *buf, size_t length)
5083 {
5084         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5085         if (buf[0] == '1')
5086                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5087         return length;
5088 }
5089 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5090
5091 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5092 {
5093         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5094 }
5095 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5096
5097 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5098 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5099 {
5100         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5101 }
5102 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5103 #endif
5104
5105 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5106 {
5107         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5108 }
5109 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5110
5111 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5112 {
5113         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5114 }
5115 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5116
5117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5118 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5123
5124 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5125 {
5126         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5127 }
5128 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5129
5130 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5133 }
5134
5135 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5136                                 const char *buf, size_t length)
5137 {
5138         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5139         if (buf[0] == '1') {
5140                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5141                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5142         }
5143         return length;
5144 }
5145 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5146
5147 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5148 {
5149         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5150 }
5151
5152 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5153                                                         size_t length)
5154 {
5155         /*
5156          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5157          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5158          * cache into an umergeable one.
5159          */
5160         if (s->refcount > 1)
5161                 return -EINVAL;
5162
5163         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5164         if (buf[0] == '1') {
5165                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5166                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5167         }
5168         return length;
5169 }
5170 SLAB_ATTR(trace);
5171
5172 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5173 {
5174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5175 }
5176
5177 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5178                                 const char *buf, size_t length)
5179 {
5180         if (any_slab_objects(s))
5181                 return -EBUSY;
5182
5183         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5184         if (buf[0] == '1') {
5185                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5186         }
5187         calculate_sizes(s, -1);
5188         return length;
5189 }
5190 SLAB_ATTR(red_zone);
5191
5192 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5193 {
5194         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5195 }
5196
5197 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5198                                 const char *buf, size_t length)
5199 {
5200         if (any_slab_objects(s))
5201                 return -EBUSY;
5202
5203         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5204         if (buf[0] == '1') {
5205                 s->flags |= SLAB_POISON;
5206         }
5207         calculate_sizes(s, -1);
5208         return length;
5209 }
5210 SLAB_ATTR(poison);
5211
5212 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5215 }
5216
5217 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5218                                 const char *buf, size_t length)
5219 {
5220         if (any_slab_objects(s))
5221                 return -EBUSY;
5222
5223         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5224         if (buf[0] == '1') {
5225                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5226                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5227         }
5228         calculate_sizes(s, -1);
5229         return length;
5230 }
5231 SLAB_ATTR(store_user);
5232
5233 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5234 {
5235         return 0;
5236 }
5237
5238 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5239                         const char *buf, size_t length)
5240 {
5241         int ret = -EINVAL;
5242
5243         if (buf[0] == '1') {
5244                 ret = validate_slab_cache(s);
5245                 if (ret >= 0)
5246                         ret = length;
5247         }
5248         return ret;
5249 }
5250 SLAB_ATTR(validate);
5251
5252 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5255                 return -ENOSYS;
5256         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5257 }
5258 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5259
5260 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5261 {
5262         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5263                 return -ENOSYS;
5264         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5265 }
5266 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5267 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5268
5269 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5270 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5271 {
5272         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5273 }
5274
5275 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5276                                                         size_t length)
5277 {
5278         if (s->refcount > 1)
5279                 return -EINVAL;
5280
5281         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5282         if (buf[0] == '1')
5283                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5284         return length;
5285 }
5286 SLAB_ATTR(failslab);
5287 #endif
5288
5289 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5290 {
5291         return 0;
5292 }
5293
5294 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5295                         const char *buf, size_t length)
5296 {
5297         if (buf[0] == '1')
5298                 kmem_cache_shrink(s);
5299         else
5300                 return -EINVAL;
5301         return length;
5302 }
5303 SLAB_ATTR(shrink);
5304
5305 #ifdef CONFIG_NUMA
5306 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5307 {
5308         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5309 }
5310
5311 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5312                                 const char *buf, size_t length)
5313 {
5314         unsigned int ratio;
5315         int err;
5316
5317         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5318         if (err)
5319                 return err;
5320         if (ratio > 100)
5321                 return -ERANGE;
5322
5323         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5324
5325         return length;
5326 }
5327 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5328 #endif
5329
5330 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5331 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5332 {
5333         unsigned long sum  = 0;
5334         int cpu;
5335         int len;
5336         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5337
5338         if (!data)
5339                 return -ENOMEM;
5340
5341         for_each_online_cpu(cpu) {
5342                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5343
5344                 data[cpu] = x;
5345                 sum += x;
5346         }
5347
5348         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5349
5350 #ifdef CONFIG_SMP
5351         for_each_online_cpu(cpu) {
5352                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5353                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5354         }
5355 #endif
5356         kfree(data);
5357         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5358 }
5359
5360 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5361 {
5362         int cpu;
5363
5364         for_each_online_cpu(cpu)
5365                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5366 }
5367
5368 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5369 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5370 {                                                               \
5371         return show_stat(s, buf, si);                           \
5372 }                                                               \
5373 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5374                                 const char *buf, size_t length) \
5375 {                                                               \
5376         if (buf[0] != '0')                                      \
5377                 return -EINVAL;                                 \
5378         clear_stat(s, si);                                      \
5379         return length;                                          \
5380 }                                                               \
5381 SLAB_ATTR(text);                                                \
5382
5383 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5384 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5385 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5386 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5387 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5388 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5389 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5390 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5391 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5392 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5394 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5395 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5396 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5397 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5398 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5399 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5402 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5403 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5404 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5405 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5406 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5407 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5408 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5409 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5410
5411 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5412         &slab_size_attr.attr,
5413         &object_size_attr.attr,
5414         &objs_per_slab_attr.attr,
5415         &order_attr.attr,
5416         &min_partial_attr.attr,
5417         &cpu_partial_attr.attr,
5418         &objects_attr.attr,
5419         &objects_partial_attr.attr,
5420         &partial_attr.attr,
5421         &cpu_slabs_attr.attr,
5422         &ctor_attr.attr,
5423         &aliases_attr.attr,
5424         &align_attr.attr,
5425         &hwcache_align_attr.attr,
5426         &reclaim_account_attr.attr,
5427         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5428         &shrink_attr.attr,
5429         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5430 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5431         &total_objects_attr.attr,
5432         &slabs_attr.attr,
5433         &sanity_checks_attr.attr,
5434         &trace_attr.attr,
5435         &red_zone_attr.attr,
5436         &poison_attr.attr,
5437         &store_user_attr.attr,
5438         &validate_attr.attr,
5439         &alloc_calls_attr.attr,
5440         &free_calls_attr.attr,
5441 #endif
5442 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5443         &cache_dma_attr.attr,
5444 #endif
5445 #ifdef CONFIG_NUMA
5446         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5447 #endif
5448 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5449         &alloc_fastpath_attr.attr,
5450         &alloc_slowpath_attr.attr,
5451         &free_fastpath_attr.attr,
5452         &free_slowpath_attr.attr,
5453         &free_frozen_attr.attr,
5454         &free_add_partial_attr.attr,
5455         &free_remove_partial_attr.attr,
5456         &alloc_from_partial_attr.attr,
5457         &alloc_slab_attr.attr,
5458         &alloc_refill_attr.attr,
5459         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5460         &free_slab_attr.attr,
5461         &cpuslab_flush_attr.attr,
5462         &deactivate_full_attr.attr,
5463         &deactivate_empty_attr.attr,
5464         &deactivate_to_head_attr.attr,
5465         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5466         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5467         &deactivate_bypass_attr.attr,
5468         &order_fallback_attr.attr,
5469         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5470         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5471         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5472         &cpu_partial_free_attr.attr,
5473         &cpu_partial_node_attr.attr,
5474         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5475 #endif
5476 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5477         &failslab_attr.attr,
5478 #endif
5479         &usersize_attr.attr,
5480
5481         NULL
5482 };
5483
5484 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5485         .attrs = slab_attrs,
5486 };
5487
5488 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5489                                 struct attribute *attr,
5490                                 char *buf)
5491 {
5492         struct slab_attribute *attribute;
5493         struct kmem_cache *s;
5494         int err;
5495
5496         attribute = to_slab_attr(attr);
5497         s = to_slab(kobj);
5498
5499         if (!attribute->show)
5500                 return -EIO;
5501
5502         err = attribute->show(s, buf);
5503
5504         return err;
5505 }
5506
5507 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5508                                 struct attribute *attr,
5509                                 const char *buf, size_t len)
5510 {
5511         struct slab_attribute *attribute;
5512         struct kmem_cache *s;
5513         int err;
5514
5515         attribute = to_slab_attr(attr);
5516         s = to_slab(kobj);
5517
5518         if (!attribute->store)
5519                 return -EIO;
5520
5521         err = attribute->store(s, buf, len);
5522 #ifdef CONFIG_MEMCG
5523         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5524                 struct kmem_cache *c;
5525
5526                 mutex_lock(&slab_mutex);
5527                 if (s->max_attr_size < len)
5528                         s->max_attr_size = len;
5529
5530                 /*
5531                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5532                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5533                  * basically because not all attributes will have a well
5534                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5535                  * have permanent effects.
5536                  *
5537                  * Returning the error value of any of the children that fail
5538                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5539                  * error code won't be able to know anything about the state of
5540                  * the cache.
5541                  *
5542                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5543                  * has well defined semantics. The cache being written to
5544                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5545                  * through the descendants with best-effort propagation.
5546                  */
5547                 for_each_memcg_cache(c, s)
5548                         attribute->store(c, buf, len);
5549                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5550         }
5551 #endif
5552         return err;
5553 }
5554
5555 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5556 {
5557 #ifdef CONFIG_MEMCG
5558         int i;
5559         char *buffer = NULL;
5560         struct kmem_cache *root_cache;
5561
5562         if (is_root_cache(s))
5563                 return;
5564
5565         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5566
5567         /*
5568          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5569          * in copying default values around
5570          */
5571         if (!root_cache->max_attr_size)
5572                 return;
5573
5574         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5575                 char mbuf[64];
5576                 char *buf;
5577                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5578                 ssize_t len;
5579
5580                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5581                         continue;
5582
5583                 /*
5584                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5585                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5586                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5587                  *
5588                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5589                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5590                  * theoretically happen.
5591                  */
5592                 if (buffer)
5593                         buf = buffer;
5594                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5595                         buf = mbuf;
5596                 else {
5597                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5598                         if (WARN_ON(!buffer))
5599                                 continue;
5600                         buf = buffer;
5601                 }
5602
5603                 len = attr->show(root_cache, buf);
5604                 if (len > 0)
5605                         attr->store(s, buf, len);
5606         }
5607
5608         if (buffer)
5609                 free_page((unsigned long)buffer);
5610 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5611 }
5612
5613 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5614 {
5615         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5616 }
5617
5618 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5619         .show = slab_attr_show,
5620         .store = slab_attr_store,
5621 };
5622
5623 static struct kobj_type slab_ktype = {
5624         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5625         .release = kmem_cache_release,
5626 };
5627
5628 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5629 {
5630         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5631
5632         if (ktype == &slab_ktype)
5633                 return 1;
5634         return 0;
5635 }
5636
5637 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5638         .filter = uevent_filter,
5639 };
5640
5641 static struct kset *slab_kset;
5642
5643 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5644 {
5645 #ifdef CONFIG_MEMCG
5646         if (!is_root_cache(s))
5647                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5648 #endif
5649         return slab_kset;
5650 }
5651
5652 #define ID_STR_LENGTH 64
5653
5654 /* Create a unique string id for a slab cache:
5655  *
5656  * Format       :[flags-]size
5657  */
5658 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5659 {
5660         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5661         char *p = name;
5662
5663         BUG_ON(!name);
5664
5665         *p++ = ':';
5666         /*
5667          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5668          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5669          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5670          * are matched during merging to guarantee that the id is
5671          * unique.
5672          */
5673         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5674                 *p++ = 'd';
5675         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5676                 *p++ = 'D';
5677         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5678                 *p++ = 'a';
5679         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5680                 *p++ = 'F';
5681         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5682                 *p++ = 'A';
5683         if (p != name + 1)
5684                 *p++ = '-';
5685         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5686
5687         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5688         return name;
5689 }
5690
5691 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5692 {
5693         struct kmem_cache *s =
5694                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5695
5696         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5697                 /*
5698                  * For a memcg cache, this may be called during
5699                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5700                  * A cache is never shut down before deactivation is
5701                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5702                  */
5703                 goto out;
5704
5705 #ifdef CONFIG_MEMCG
5706         kset_unregister(s->memcg_kset);
5707 #endif
5708         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5709 out:
5710         kobject_put(&s->kobj);
5711 }
5712
5713 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5714 {
5715         int err;
5716         const char *name;
5717         struct kset *kset = cache_kset(s);
5718         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5719
5720         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5721
5722         if (!kset) {
5723                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5724                 return 0;
5725         }
5726
5727         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5728                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5729                 unmergeable = 1;
5730
5731         if (unmergeable) {
5732                 /*
5733                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5734                  * This is typically the case for debug situations. In that
5735                  * case we can catch duplicate names easily.
5736                  */
5737                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5738                 name = s->name;
5739         } else {
5740                 /*
5741                  * Create a unique name for the slab as a target
5742                  * for the symlinks.
5743                  */
5744                 name = create_unique_id(s);
5745         }
5746
5747         s->kobj.kset = kset;
5748         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5749         if (err)
5750                 goto out;
5751
5752         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5753         if (err)
5754                 goto out_del_kobj;
5755
5756 #ifdef CONFIG_MEMCG
5757         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5758                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5759                 if (!s->memcg_kset) {
5760                         err = -ENOMEM;
5761                         goto out_del_kobj;
5762                 }
5763         }
5764 #endif
5765
5766         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5767         if (!unmergeable) {
5768                 /* Setup first alias */
5769                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5770         }
5771 out:
5772         if (!unmergeable)
5773                 kfree(name);
5774         return err;
5775 out_del_kobj:
5776         kobject_del(&s->kobj);
5777         goto out;
5778 }
5779
5780 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5781 {
5782         if (slab_state < FULL)
5783                 /*
5784                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5785                  * cache from sysfs.
5786                  */
5787                 return;
5788
5789         kobject_get(&s->kobj);
5790         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5791 }
5792
5793 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5794 {
5795         if (slab_state >= FULL)
5796                 kobject_del(&s->kobj);
5797 }
5798
5799 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5800 {
5801         if (slab_state >= FULL)
5802                 kobject_put(&s->kobj);
5803 }
5804
5805 /*
5806  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5807  * available lest we lose that information.
5808  */
5809 struct saved_alias {
5810         struct kmem_cache *s;
5811         const char *name;
5812         struct saved_alias *next;
5813 };
5814
5815 static struct saved_alias *alias_list;
5816
5817 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5818 {
5819         struct saved_alias *al;
5820
5821         if (slab_state == FULL) {
5822                 /*
5823                  * If we have a leftover link then remove it.
5824                  */
5825                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5826                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5827         }
5828
5829         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5830         if (!al)
5831                 return -ENOMEM;
5832
5833         al->s = s;
5834         al->name = name;
5835         al->next = alias_list;
5836         alias_list = al;
5837         return 0;
5838 }
5839
5840 static int __init slab_sysfs_init(void)
5841 {
5842         struct kmem_cache *s;
5843         int err;
5844
5845         mutex_lock(&slab_mutex);
5846
5847         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5848         if (!slab_kset) {
5849                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5850                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5851                 return -ENOSYS;
5852         }
5853
5854         slab_state = FULL;
5855
5856         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5857                 err = sysfs_slab_add(s);
5858                 if (err)
5859                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5860                                s->name);
5861         }
5862
5863         while (alias_list) {
5864                 struct saved_alias *al = alias_list;
5865
5866                 alias_list = alias_list->next;
5867                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5868                 if (err)
5869                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5870                                al->name);
5871                 kfree(al);
5872         }
5873
5874         mutex_unlock(&slab_mutex);
5875         resiliency_test();
5876         return 0;
5877 }
5878
5879 __initcall(slab_sysfs_init);
5880 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5881
5882 /*
5883  * The /proc/slabinfo ABI
5884  */
5885 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5886 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5887 {
5888         unsigned long nr_slabs = 0;
5889         unsigned long nr_objs = 0;
5890         unsigned long nr_free = 0;
5891         int node;
5892         struct kmem_cache_node *n;
5893
5894         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5895                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5896                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5897                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5898         }
5899
5900         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5901         sinfo->num_objs = nr_objs;
5902         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5903         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5904         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5905         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5906 }
5907
5908 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5909 {
5910 }
5911
5912 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5913                        size_t count, loff_t *ppos)
5914 {
5915         return -EIO;
5916 }
5917 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */