Merge v5.14-rc3 into usb-next
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         page->counters = counters_new;
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         page->counters = counters_new;
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
458 static bool slab_add_kunit_errors(void)
459 {
460         struct kunit_resource *resource;
461
462         if (likely(!current->kunit_test))
463                 return false;
464
465         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
466         if (!resource)
467                 return false;
468
469         (*(int *)resource->data)++;
470         kunit_put_resource(resource);
471         return true;
472 }
473 #else
474 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
475 #endif
476
477 /*
478  * Determine a map of object in use on a page.
479  *
480  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
481  * not vanish from under us.
482  */
483 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
484         __acquires(&object_map_lock)
485 {
486         void *p;
487         void *addr = page_address(page);
488
489         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
490
491         spin_lock(&object_map_lock);
492
493         bitmap_zero(object_map, page->objects);
494
495         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
496                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
497
498         return object_map;
499 }
500
501 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
502 {
503         VM_BUG_ON(map != object_map);
504         spin_unlock(&object_map_lock);
505 }
506
507 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
508 {
509         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
510                 return s->size - s->red_left_pad;
511
512         return s->size;
513 }
514
515 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
516 {
517         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
518                 p -= s->red_left_pad;
519
520         return p;
521 }
522
523 /*
524  * Debug settings:
525  */
526 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
527 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
528 #else
529 static slab_flags_t slub_debug;
530 #endif
531
532 static char *slub_debug_string;
533 static int disable_higher_order_debug;
534
535 /*
536  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
537  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
538  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
539  * to tell kasan that these accesses are OK.
540  */
541 static inline void metadata_access_enable(void)
542 {
543         kasan_disable_current();
544 }
545
546 static inline void metadata_access_disable(void)
547 {
548         kasan_enable_current();
549 }
550
551 /*
552  * Object debugging
553  */
554
555 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
556 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
557                                 struct page *page, void *object)
558 {
559         void *base;
560
561         if (!object)
562                 return 1;
563
564         base = page_address(page);
565         object = kasan_reset_tag(object);
566         object = restore_red_left(s, object);
567         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
568                 (object - base) % s->size) {
569                 return 0;
570         }
571
572         return 1;
573 }
574
575 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
576                           unsigned int length)
577 {
578         metadata_access_enable();
579         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
580                         16, 1, addr, length, 1);
581         metadata_access_disable();
582 }
583
584 /*
585  * See comment in calculate_sizes().
586  */
587 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
588 {
589         return s->offset >= s->inuse;
590 }
591
592 /*
593  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
594  * not overlapping with object.
595  */
596 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
597 {
598         if (freeptr_outside_object(s))
599                 return s->inuse + sizeof(void *);
600         else
601                 return s->inuse;
602 }
603
604 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
605         enum track_item alloc)
606 {
607         struct track *p;
608
609         p = object + get_info_end(s);
610
611         return kasan_reset_tag(p + alloc);
612 }
613
614 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
615                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
616 {
617         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
618
619         if (addr) {
620 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
621                 unsigned int nr_entries;
622
623                 metadata_access_enable();
624                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
625                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
626                 metadata_access_disable();
627
628                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
629                         p->addrs[nr_entries] = 0;
630 #endif
631                 p->addr = addr;
632                 p->cpu = smp_processor_id();
633                 p->pid = current->pid;
634                 p->when = jiffies;
635         } else {
636                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
637         }
638 }
639
640 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
641 {
642         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
643                 return;
644
645         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
646         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
647 }
648
649 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
650 {
651         if (!t->addr)
652                 return;
653
654         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
655                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
656 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
657         {
658                 int i;
659                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
660                         if (t->addrs[i])
661                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
662                         else
663                                 break;
664         }
665 #endif
666 }
667
668 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
669 {
670         unsigned long pr_time = jiffies;
671         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
672                 return;
673
674         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
675         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
676 }
677
678 static void print_page_info(struct page *page)
679 {
680         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
681                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
682                page->flags, &page->flags);
683
684 }
685
686 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
687 {
688         struct va_format vaf;
689         va_list args;
690
691         va_start(args, fmt);
692         vaf.fmt = fmt;
693         vaf.va = &args;
694         pr_err("=============================================================================\n");
695         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
696         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
697         va_end(args);
698 }
699
700 __printf(2, 3)
701 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
702 {
703         struct va_format vaf;
704         va_list args;
705
706         if (slab_add_kunit_errors())
707                 return;
708
709         va_start(args, fmt);
710         vaf.fmt = fmt;
711         vaf.va = &args;
712         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
713         va_end(args);
714 }
715
716 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
717                                void **freelist, void *nextfree)
718 {
719         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
720             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
721                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
722                 *freelist = NULL;
723                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729
730 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
731 {
732         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
733         u8 *addr = page_address(page);
734
735         print_tracking(s, p);
736
737         print_page_info(page);
738
739         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
740                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
741
742         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
743                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
744                               s->red_left_pad);
745         else if (p > addr + 16)
746                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
747
748         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
749                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
750         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
751                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
752                         s->inuse - s->object_size);
753
754         off = get_info_end(s);
755
756         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
757                 off += 2 * sizeof(struct track);
758
759         off += kasan_metadata_size(s);
760
761         if (off != size_from_object(s))
762                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
763                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
764                               size_from_object(s) - off);
765
766         dump_stack();
767 }
768
769 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
770                         u8 *object, char *reason)
771 {
772         if (slab_add_kunit_errors())
773                 return;
774
775         slab_bug(s, "%s", reason);
776         print_trailer(s, page, object);
777         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
778 }
779
780 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
781                         const char *fmt, ...)
782 {
783         va_list args;
784         char buf[100];
785
786         if (slab_add_kunit_errors())
787                 return;
788
789         va_start(args, fmt);
790         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
791         va_end(args);
792         slab_bug(s, "%s", buf);
793         print_page_info(page);
794         dump_stack();
795         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
796 }
797
798 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
801
802         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
803                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
804
805         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
806                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
807                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
808         }
809
810         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
811                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
812 }
813
814 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
815                                                 void *from, void *to)
816 {
817         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
818         memset(from, data, to - from);
819 }
820
821 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
822                         u8 *object, char *what,
823                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
824 {
825         u8 *fault;
826         u8 *end;
827         u8 *addr = page_address(page);
828
829         metadata_access_enable();
830         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
831         metadata_access_disable();
832         if (!fault)
833                 return 1;
834
835         end = start + bytes;
836         while (end > fault && end[-1] == value)
837                 end--;
838
839         if (slab_add_kunit_errors())
840                 goto skip_bug_print;
841
842         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
843         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
844                                         fault, end - 1, fault - addr,
845                                         fault[0], value);
846         print_trailer(s, page, object);
847         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
848
849 skip_bug_print:
850         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
851         return 0;
852 }
853
854 /*
855  * Object layout:
856  *
857  * object address
858  *      Bytes of the object to be managed.
859  *      If the freepointer may overlay the object then the free
860  *      pointer is at the middle of the object.
861  *
862  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
863  *      0xa5 (POISON_END)
864  *
865  * object + s->object_size
866  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
867  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
868  *      object_size == inuse.
869  *
870  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
871  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
872  *
873  * object + s->inuse
874  *      Meta data starts here.
875  *
876  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
877  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
878  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
879  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
880  *              before the word boundary.
881  *
882  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
883  *
884  * object + s->size
885  *      Nothing is used beyond s->size.
886  *
887  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
888  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
889  * may be used with merged slabcaches.
890  */
891
892 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
893 {
894         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
895
896         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
897                 /* We also have user information there */
898                 off += 2 * sizeof(struct track);
899
900         off += kasan_metadata_size(s);
901
902         if (size_from_object(s) == off)
903                 return 1;
904
905         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
906                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
907 }
908
909 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
910 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         u8 *start;
913         u8 *fault;
914         u8 *end;
915         u8 *pad;
916         int length;
917         int remainder;
918
919         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
920                 return 1;
921
922         start = page_address(page);
923         length = page_size(page);
924         end = start + length;
925         remainder = length % s->size;
926         if (!remainder)
927                 return 1;
928
929         pad = end - remainder;
930         metadata_access_enable();
931         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
932         metadata_access_disable();
933         if (!fault)
934                 return 1;
935         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
936                 end--;
937
938         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
939                         fault, end - 1, fault - start);
940         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
941
942         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
943         return 0;
944 }
945
946 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
947                                         void *object, u8 val)
948 {
949         u8 *p = object;
950         u8 *endobject = object + s->object_size;
951
952         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
953                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
954                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
955                         return 0;
956
957                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
958                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
959                         return 0;
960         } else {
961                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
962                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
963                                 endobject, POISON_INUSE,
964                                 s->inuse - s->object_size);
965                 }
966         }
967
968         if (s->flags & SLAB_POISON) {
969                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
970                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
971                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
972                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
973                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
974                         return 0;
975                 /*
976                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
977                  */
978                 check_pad_bytes(s, page, p);
979         }
980
981         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
982                 /*
983                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
984                  * freepointer while object is allocated.
985                  */
986                 return 1;
987
988         /* Check free pointer validity */
989         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
990                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
991                 /*
992                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
993                  * of the free objects in this slab. May cause
994                  * another error because the object count is now wrong.
995                  */
996                 set_freepointer(s, p, NULL);
997                 return 0;
998         }
999         return 1;
1000 }
1001
1002 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1003 {
1004         int maxobj;
1005
1006         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1007
1008         if (!PageSlab(page)) {
1009                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1010                 return 0;
1011         }
1012
1013         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1014         if (page->objects > maxobj) {
1015                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1016                         page->objects, maxobj);
1017                 return 0;
1018         }
1019         if (page->inuse > page->objects) {
1020                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1021                         page->inuse, page->objects);
1022                 return 0;
1023         }
1024         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1025         slab_pad_check(s, page);
1026         return 1;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1031  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1032  */
1033 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1034 {
1035         int nr = 0;
1036         void *fp;
1037         void *object = NULL;
1038         int max_objects;
1039
1040         fp = page->freelist;
1041         while (fp && nr <= page->objects) {
1042                 if (fp == search)
1043                         return 1;
1044                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1045                         if (object) {
1046                                 object_err(s, page, object,
1047                                         "Freechain corrupt");
1048                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1049                         } else {
1050                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1051                                 page->freelist = NULL;
1052                                 page->inuse = page->objects;
1053                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1054                                 return 0;
1055                         }
1056                         break;
1057                 }
1058                 object = fp;
1059                 fp = get_freepointer(s, object);
1060                 nr++;
1061         }
1062
1063         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1064         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1065                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1066
1067         if (page->objects != max_objects) {
1068                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1069                          page->objects, max_objects);
1070                 page->objects = max_objects;
1071                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1072         }
1073         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1074                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1075                          page->inuse, page->objects - nr);
1076                 page->inuse = page->objects - nr;
1077                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1078         }
1079         return search == NULL;
1080 }
1081
1082 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1083                                                                 int alloc)
1084 {
1085         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1086                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1087                         s->name,
1088                         alloc ? "alloc" : "free",
1089                         object, page->inuse,
1090                         page->freelist);
1091
1092                 if (!alloc)
1093                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1094                                         s->object_size);
1095
1096                 dump_stack();
1097         }
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1102  */
1103 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1104         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1105 {
1106         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1107                 return;
1108
1109         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1110         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1111 }
1112
1113 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1114 {
1115         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1116                 return;
1117
1118         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1119         list_del(&page->slab_list);
1120 }
1121
1122 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1123 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1124 {
1125         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1126
1127         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1128 }
1129
1130 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1131 {
1132         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1133 }
1134
1135 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1136 {
1137         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1138
1139         /*
1140          * May be called early in order to allocate a slab for the
1141          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1142          * dilemma by deferring the increment of the count during
1143          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1144          */
1145         if (likely(n)) {
1146                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1147                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1148         }
1149 }
1150 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1151 {
1152         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1153
1154         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1155         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1156 }
1157
1158 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1159 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1160                                                                 void *object)
1161 {
1162         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1163                 return;
1164
1165         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1166         init_tracking(s, object);
1167 }
1168
1169 static
1170 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1171 {
1172         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1173                 return;
1174
1175         metadata_access_enable();
1176         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1177         metadata_access_disable();
1178 }
1179
1180 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1181                                         struct page *page, void *object)
1182 {
1183         if (!check_slab(s, page))
1184                 return 0;
1185
1186         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1187                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1188                 return 0;
1189         }
1190
1191         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1192                 return 0;
1193
1194         return 1;
1195 }
1196
1197 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1198                                         struct page *page,
1199                                         void *object, unsigned long addr)
1200 {
1201         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1202                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1203                         goto bad;
1204         }
1205
1206         /* Success perform special debug activities for allocs */
1207         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1208                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1209         trace(s, page, object, 1);
1210         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1211         return 1;
1212
1213 bad:
1214         if (PageSlab(page)) {
1215                 /*
1216                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1217                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1218                  * as used avoids touching the remaining objects.
1219                  */
1220                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1221                 page->inuse = page->objects;
1222                 page->freelist = NULL;
1223         }
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1228                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1229 {
1230         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1231                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1232                 return 0;
1233         }
1234
1235         if (on_freelist(s, page, object)) {
1236                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1237                 return 0;
1238         }
1239
1240         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1241                 return 0;
1242
1243         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1244                 if (!PageSlab(page)) {
1245                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1246                                  object);
1247                 } else if (!page->slab_cache) {
1248                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1249                                object);
1250                         dump_stack();
1251                 } else
1252                         object_err(s, page, object,
1253                                         "page slab pointer corrupt.");
1254                 return 0;
1255         }
1256         return 1;
1257 }
1258
1259 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1260 static noinline int free_debug_processing(
1261         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1262         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1263         unsigned long addr)
1264 {
1265         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1266         void *object = head;
1267         int cnt = 0;
1268         unsigned long flags;
1269         int ret = 0;
1270
1271         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1272         slab_lock(page);
1273
1274         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1275                 if (!check_slab(s, page))
1276                         goto out;
1277         }
1278
1279 next_object:
1280         cnt++;
1281
1282         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1283                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1284                         goto out;
1285         }
1286
1287         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1288                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1289         trace(s, page, object, 0);
1290         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1291         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1292
1293         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1294         if (object != tail) {
1295                 object = get_freepointer(s, object);
1296                 goto next_object;
1297         }
1298         ret = 1;
1299
1300 out:
1301         if (cnt != bulk_cnt)
1302                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1303                          bulk_cnt, cnt);
1304
1305         slab_unlock(page);
1306         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1307         if (!ret)
1308                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1309         return ret;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1314  *
1315  * @str:    start of block
1316  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1317  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1318  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1319  *
1320  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1321  */
1322 static char *
1323 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1324 {
1325         bool higher_order_disable = false;
1326
1327         /* Skip any completely empty blocks */
1328         while (*str && *str == ';')
1329                 str++;
1330
1331         if (*str == ',') {
1332                 /*
1333                  * No options but restriction on slabs. This means full
1334                  * debugging for slabs matching a pattern.
1335                  */
1336                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1337                 goto check_slabs;
1338         }
1339         *flags = 0;
1340
1341         /* Determine which debug features should be switched on */
1342         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1343                 switch (tolower(*str)) {
1344                 case '-':
1345                         *flags = 0;
1346                         break;
1347                 case 'f':
1348                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1349                         break;
1350                 case 'z':
1351                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1352                         break;
1353                 case 'p':
1354                         *flags |= SLAB_POISON;
1355                         break;
1356                 case 'u':
1357                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1358                         break;
1359                 case 't':
1360                         *flags |= SLAB_TRACE;
1361                         break;
1362                 case 'a':
1363                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1364                         break;
1365                 case 'o':
1366                         /*
1367                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1368                          * order would increase as a result.
1369                          */
1370                         higher_order_disable = true;
1371                         break;
1372                 default:
1373                         if (init)
1374                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1375                 }
1376         }
1377 check_slabs:
1378         if (*str == ',')
1379                 *slabs = ++str;
1380         else
1381                 *slabs = NULL;
1382
1383         /* Skip over the slab list */
1384         while (*str && *str != ';')
1385                 str++;
1386
1387         /* Skip any completely empty blocks */
1388         while (*str && *str == ';')
1389                 str++;
1390
1391         if (init && higher_order_disable)
1392                 disable_higher_order_debug = 1;
1393
1394         if (*str)
1395                 return str;
1396         else
1397                 return NULL;
1398 }
1399
1400 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1401 {
1402         slab_flags_t flags;
1403         char *saved_str;
1404         char *slab_list;
1405         bool global_slub_debug_changed = false;
1406         bool slab_list_specified = false;
1407
1408         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1409         if (*str++ != '=' || !*str)
1410                 /*
1411                  * No options specified. Switch on full debugging.
1412                  */
1413                 goto out;
1414
1415         saved_str = str;
1416         while (str) {
1417                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1418
1419                 if (!slab_list) {
1420                         slub_debug = flags;
1421                         global_slub_debug_changed = true;
1422                 } else {
1423                         slab_list_specified = true;
1424                 }
1425         }
1426
1427         /*
1428          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1429          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1430          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1431          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1432          */
1433         if (slab_list_specified) {
1434                 if (!global_slub_debug_changed)
1435                         slub_debug = 0;
1436                 slub_debug_string = saved_str;
1437         }
1438 out:
1439         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1440                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1441         else
1442                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1443         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1444              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1445             (slub_debug & SLAB_POISON))
1446                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1447         return 1;
1448 }
1449
1450 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1451
1452 /*
1453  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1454  * @object_size:        the size of an object without meta data
1455  * @flags:              flags to set
1456  * @name:               name of the cache
1457  *
1458  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1459  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1460  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1461  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1462  */
1463 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1464         slab_flags_t flags, const char *name)
1465 {
1466         char *iter;
1467         size_t len;
1468         char *next_block;
1469         slab_flags_t block_flags;
1470         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1471
1472         /*
1473          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1474          * don't store user (stack trace) information by default,
1475          * but let the user enable it via the command line below.
1476          */
1477         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1478                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1479
1480         len = strlen(name);
1481         next_block = slub_debug_string;
1482         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1483         while (next_block) {
1484                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1485                 if (!iter)
1486                         continue;
1487                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1488                 while (*iter) {
1489                         char *end, *glob;
1490                         size_t cmplen;
1491
1492                         end = strchrnul(iter, ',');
1493                         if (next_block && next_block < end)
1494                                 end = next_block - 1;
1495
1496                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1497                         if (glob)
1498                                 cmplen = glob - iter;
1499                         else
1500                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1501
1502                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1503                                 flags |= block_flags;
1504                                 return flags;
1505                         }
1506
1507                         if (!*end || *end == ';')
1508                                 break;
1509                         iter = end + 1;
1510                 }
1511         }
1512
1513         return flags | slub_debug_local;
1514 }
1515 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1516 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1517                         struct page *page, void *object) {}
1518 static inline
1519 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1520
1521 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1522         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1523
1524 static inline int free_debug_processing(
1525         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1526         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1527         unsigned long addr) { return 0; }
1528
1529 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1530                         { return 1; }
1531 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1532                         void *object, u8 val) { return 1; }
1533 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1534                                         struct page *page) {}
1535 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1536                                         struct page *page) {}
1537 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1538         slab_flags_t flags, const char *name)
1539 {
1540         return flags;
1541 }
1542 #define slub_debug 0
1543
1544 #define disable_higher_order_debug 0
1545
1546 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1547                                                         { return 0; }
1548 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1549                                                         { return 0; }
1550 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1551                                                         int objects) {}
1552 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1553                                                         int objects) {}
1554
1555 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1556                                void **freelist, void *nextfree)
1557 {
1558         return false;
1559 }
1560 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1561
1562 /*
1563  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1564  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1565  */
1566 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1567 {
1568         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1569         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1570         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1571         return ptr;
1572 }
1573
1574 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1575 {
1576         kmemleak_free(x);
1577         kasan_kfree_large(x);
1578 }
1579
1580 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1581                                                 void *x, bool init)
1582 {
1583         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1584
1585         /*
1586          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1587          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1588          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1589          */
1590 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1591         {
1592                 unsigned long flags;
1593
1594                 local_irq_save(flags);
1595                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1596                 local_irq_restore(flags);
1597         }
1598 #endif
1599         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1600                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1601
1602         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1603         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1604                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1605                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1606
1607         /*
1608          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1609          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1610          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1611          *
1612          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1613          * but don't touch the SLAB redzone.
1614          */
1615         if (init) {
1616                 int rsize;
1617
1618                 if (!kasan_has_integrated_init())
1619                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1620                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1621                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1622                        s->size - s->inuse - rsize);
1623         }
1624         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1625         return kasan_slab_free(s, x, init);
1626 }
1627
1628 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1629                                            void **head, void **tail)
1630 {
1631
1632         void *object;
1633         void *next = *head;
1634         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1635
1636         if (is_kfence_address(next)) {
1637                 slab_free_hook(s, next, false);
1638                 return true;
1639         }
1640
1641         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1642         *head = NULL;
1643         *tail = NULL;
1644
1645         do {
1646                 object = next;
1647                 next = get_freepointer(s, object);
1648
1649                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1650                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1651                         /* Move object to the new freelist */
1652                         set_freepointer(s, object, *head);
1653                         *head = object;
1654                         if (!*tail)
1655                                 *tail = object;
1656                 }
1657         } while (object != old_tail);
1658
1659         if (*head == *tail)
1660                 *tail = NULL;
1661
1662         return *head != NULL;
1663 }
1664
1665 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1666                                 void *object)
1667 {
1668         setup_object_debug(s, page, object);
1669         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1670         if (unlikely(s->ctor)) {
1671                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1672                 s->ctor(object);
1673                 kasan_poison_object_data(s, object);
1674         }
1675         return object;
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Slab allocation and freeing
1680  */
1681 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1682                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1683 {
1684         struct page *page;
1685         unsigned int order = oo_order(oo);
1686
1687         if (node == NUMA_NO_NODE)
1688                 page = alloc_pages(flags, order);
1689         else
1690                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1691
1692         return page;
1693 }
1694
1695 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1696 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1697 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1698 {
1699         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1700         int err;
1701
1702         /* Bailout if already initialised */
1703         if (s->random_seq)
1704                 return 0;
1705
1706         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1707         if (err) {
1708                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1709                         s->name);
1710                 return err;
1711         }
1712
1713         /* Transform to an offset on the set of pages */
1714         if (s->random_seq) {
1715                 unsigned int i;
1716
1717                 for (i = 0; i < count; i++)
1718                         s->random_seq[i] *= s->size;
1719         }
1720         return 0;
1721 }
1722
1723 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1724 static void __init init_freelist_randomization(void)
1725 {
1726         struct kmem_cache *s;
1727
1728         mutex_lock(&slab_mutex);
1729
1730         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1731                 init_cache_random_seq(s);
1732
1733         mutex_unlock(&slab_mutex);
1734 }
1735
1736 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1737 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1738                                 unsigned long *pos, void *start,
1739                                 unsigned long page_limit,
1740                                 unsigned long freelist_count)
1741 {
1742         unsigned int idx;
1743
1744         /*
1745          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1746          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1747          */
1748         do {
1749                 idx = s->random_seq[*pos];
1750                 *pos += 1;
1751                 if (*pos >= freelist_count)
1752                         *pos = 0;
1753         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1754
1755         return (char *)start + idx;
1756 }
1757
1758 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1759 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1760 {
1761         void *start;
1762         void *cur;
1763         void *next;
1764         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1765
1766         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1767                 return false;
1768
1769         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1770         pos = get_random_int() % freelist_count;
1771
1772         page_limit = page->objects * s->size;
1773         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1774
1775         /* First entry is used as the base of the freelist */
1776         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1777                                 freelist_count);
1778         cur = setup_object(s, page, cur);
1779         page->freelist = cur;
1780
1781         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1782                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1783                         freelist_count);
1784                 next = setup_object(s, page, next);
1785                 set_freepointer(s, cur, next);
1786                 cur = next;
1787         }
1788         set_freepointer(s, cur, NULL);
1789
1790         return true;
1791 }
1792 #else
1793 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1794 {
1795         return 0;
1796 }
1797 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1798 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1799 {
1800         return false;
1801 }
1802 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1803
1804 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1805 {
1806         struct page *page;
1807         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1808         gfp_t alloc_gfp;
1809         void *start, *p, *next;
1810         int idx;
1811         bool shuffle;
1812
1813         flags &= gfp_allowed_mask;
1814
1815         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1816                 local_irq_enable();
1817
1818         flags |= s->allocflags;
1819
1820         /*
1821          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1822          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1823          */
1824         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1825         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1826                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1827
1828         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1829         if (unlikely(!page)) {
1830                 oo = s->min;
1831                 alloc_gfp = flags;
1832                 /*
1833                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1834                  * Try a lower order alloc if possible
1835                  */
1836                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1837                 if (unlikely(!page))
1838                         goto out;
1839                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1840         }
1841
1842         page->objects = oo_objects(oo);
1843
1844         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1845
1846         page->slab_cache = s;
1847         __SetPageSlab(page);
1848         if (page_is_pfmemalloc(page))
1849                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1850
1851         kasan_poison_slab(page);
1852
1853         start = page_address(page);
1854
1855         setup_page_debug(s, page, start);
1856
1857         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1858
1859         if (!shuffle) {
1860                 start = fixup_red_left(s, start);
1861                 start = setup_object(s, page, start);
1862                 page->freelist = start;
1863                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1864                         next = p + s->size;
1865                         next = setup_object(s, page, next);
1866                         set_freepointer(s, p, next);
1867                         p = next;
1868                 }
1869                 set_freepointer(s, p, NULL);
1870         }
1871
1872         page->inuse = page->objects;
1873         page->frozen = 1;
1874
1875 out:
1876         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1877                 local_irq_disable();
1878         if (!page)
1879                 return NULL;
1880
1881         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1882
1883         return page;
1884 }
1885
1886 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1887 {
1888         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1889                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1890
1891         return allocate_slab(s,
1892                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1893 }
1894
1895 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1896 {
1897         int order = compound_order(page);
1898         int pages = 1 << order;
1899
1900         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1901                 void *p;
1902
1903                 slab_pad_check(s, page);
1904                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1905                                                 page->objects)
1906                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1907         }
1908
1909         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1910         __ClearPageSlab(page);
1911         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1912         page->slab_cache = NULL;
1913         if (current->reclaim_state)
1914                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1915         unaccount_slab_page(page, order, s);
1916         __free_pages(page, order);
1917 }
1918
1919 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1920 {
1921         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1922
1923         __free_slab(page->slab_cache, page);
1924 }
1925
1926 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1927 {
1928         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1929                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1930         } else
1931                 __free_slab(s, page);
1932 }
1933
1934 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1935 {
1936         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1937         free_slab(s, page);
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Management of partially allocated slabs.
1942  */
1943 static inline void
1944 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1945 {
1946         n->nr_partial++;
1947         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1948                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1949         else
1950                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1951 }
1952
1953 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1954                                 struct page *page, int tail)
1955 {
1956         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1957         __add_partial(n, page, tail);
1958 }
1959
1960 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1961                                         struct page *page)
1962 {
1963         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1964         list_del(&page->slab_list);
1965         n->nr_partial--;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1970  * return the pointer to the freelist.
1971  *
1972  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1973  */
1974 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1975                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1976                 int mode, int *objects)
1977 {
1978         void *freelist;
1979         unsigned long counters;
1980         struct page new;
1981
1982         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1983
1984         /*
1985          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1986          * The old freelist is the list of objects for the
1987          * per cpu allocation list.
1988          */
1989         freelist = page->freelist;
1990         counters = page->counters;
1991         new.counters = counters;
1992         *objects = new.objects - new.inuse;
1993         if (mode) {
1994                 new.inuse = page->objects;
1995                 new.freelist = NULL;
1996         } else {
1997                 new.freelist = freelist;
1998         }
1999
2000         VM_BUG_ON(new.frozen);
2001         new.frozen = 1;
2002
2003         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2004                         freelist, counters,
2005                         new.freelist, new.counters,
2006                         "acquire_slab"))
2007                 return NULL;
2008
2009         remove_partial(n, page);
2010         WARN_ON(!freelist);
2011         return freelist;
2012 }
2013
2014 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2015 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2016
2017 /*
2018  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2019  */
2020 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2021                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2022 {
2023         struct page *page, *page2;
2024         void *object = NULL;
2025         unsigned int available = 0;
2026         int objects;
2027
2028         /*
2029          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2030          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2031          * partial slab and there is none available then get_partial()
2032          * will return NULL.
2033          */
2034         if (!n || !n->nr_partial)
2035                 return NULL;
2036
2037         spin_lock(&n->list_lock);
2038         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2039                 void *t;
2040
2041                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2042                         continue;
2043
2044                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2045                 if (!t)
2046                         break;
2047
2048                 available += objects;
2049                 if (!object) {
2050                         c->page = page;
2051                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2052                         object = t;
2053                 } else {
2054                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2055                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2056                 }
2057                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2058                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2059                         break;
2060
2061         }
2062         spin_unlock(&n->list_lock);
2063         return object;
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2068  */
2069 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2070                 struct kmem_cache_cpu *c)
2071 {
2072 #ifdef CONFIG_NUMA
2073         struct zonelist *zonelist;
2074         struct zoneref *z;
2075         struct zone *zone;
2076         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2077         void *object;
2078         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2079
2080         /*
2081          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2082          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2083          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2084          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2085          *
2086          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2087          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2088          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2089          * from other nodes and filled up.
2090          *
2091          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2092          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2093          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2094          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2095          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2096          * with available objects.
2097          */
2098         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2099                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2100                 return NULL;
2101
2102         do {
2103                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2104                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2105                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2106                         struct kmem_cache_node *n;
2107
2108                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2109
2110                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2111                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2112                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2113                                 if (object) {
2114                                         /*
2115                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2116                                          * here - if mems_allowed was updated in
2117                                          * parallel, that was a harmless race
2118                                          * between allocation and the cpuset
2119                                          * update
2120                                          */
2121                                         return object;
2122                                 }
2123                         }
2124                 }
2125         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2126 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2127         return NULL;
2128 }
2129
2130 /*
2131  * Get a partial page, lock it and return it.
2132  */
2133 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2134                 struct kmem_cache_cpu *c)
2135 {
2136         void *object;
2137         int searchnode = node;
2138
2139         if (node == NUMA_NO_NODE)
2140                 searchnode = numa_mem_id();
2141
2142         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2143         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2144                 return object;
2145
2146         return get_any_partial(s, flags, c);
2147 }
2148
2149 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2150 /*
2151  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2152  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2153  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2154  */
2155 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2156 #else
2157 /*
2158  * No preemption supported therefore also no need to check for
2159  * different cpus.
2160  */
2161 #define TID_STEP 1
2162 #endif
2163
2164 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2165 {
2166         return tid + TID_STEP;
2167 }
2168
2169 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2170 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2171 {
2172         return tid % TID_STEP;
2173 }
2174
2175 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2176 {
2177         return tid / TID_STEP;
2178 }
2179 #endif
2180
2181 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2182 {
2183         return cpu;
2184 }
2185
2186 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2187                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2188 {
2189 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2190         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2191
2192         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2193
2194 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2195         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2196                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2197                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2198         else
2199 #endif
2200         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2201                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2202                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2203         else
2204                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2205                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2206 #endif
2207         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2208 }
2209
2210 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2211 {
2212         int cpu;
2213
2214         for_each_possible_cpu(cpu)
2215                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Remove the cpu slab
2220  */
2221 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2222                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2223 {
2224         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2225         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2226         int lock = 0, free_delta = 0;
2227         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2228         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2229         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2230         struct page new;
2231         struct page old;
2232
2233         if (page->freelist) {
2234                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2235                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2240          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2241          */
2242         freelist_tail = NULL;
2243         freelist_iter = freelist;
2244         while (freelist_iter) {
2245                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2246
2247                 /*
2248                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2249                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2250                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2251                  */
2252                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2253                         break;
2254
2255                 freelist_tail = freelist_iter;
2256                 free_delta++;
2257
2258                 freelist_iter = nextfree;
2259         }
2260
2261         /*
2262          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2263          * freelist to the head of page's freelist.
2264          *
2265          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2266          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2267          *
2268          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2269          * with the count. If there is a mismatch then the page
2270          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2271          *
2272          * Then we restart the process which may have to remove
2273          * the page from the list that we just put it on again
2274          * because the number of objects in the slab may have
2275          * changed.
2276          */
2277 redo:
2278
2279         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2280         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2281         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2282
2283         /* Determine target state of the slab */
2284         new.counters = old.counters;
2285         if (freelist_tail) {
2286                 new.inuse -= free_delta;
2287                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2288                 new.freelist = freelist;
2289         } else
2290                 new.freelist = old.freelist;
2291
2292         new.frozen = 0;
2293
2294         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2295                 m = M_FREE;
2296         else if (new.freelist) {
2297                 m = M_PARTIAL;
2298                 if (!lock) {
2299                         lock = 1;
2300                         /*
2301                          * Taking the spinlock removes the possibility
2302                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2303                          * is frozen
2304                          */
2305                         spin_lock(&n->list_lock);
2306                 }
2307         } else {
2308                 m = M_FULL;
2309                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2310                         lock = 1;
2311                         /*
2312                          * This also ensures that the scanning of full
2313                          * slabs from diagnostic functions will not see
2314                          * any frozen slabs.
2315                          */
2316                         spin_lock(&n->list_lock);
2317                 }
2318         }
2319
2320         if (l != m) {
2321                 if (l == M_PARTIAL)
2322                         remove_partial(n, page);
2323                 else if (l == M_FULL)
2324                         remove_full(s, n, page);
2325
2326                 if (m == M_PARTIAL)
2327                         add_partial(n, page, tail);
2328                 else if (m == M_FULL)
2329                         add_full(s, n, page);
2330         }
2331
2332         l = m;
2333         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2334                                 old.freelist, old.counters,
2335                                 new.freelist, new.counters,
2336                                 "unfreezing slab"))
2337                 goto redo;
2338
2339         if (lock)
2340                 spin_unlock(&n->list_lock);
2341
2342         if (m == M_PARTIAL)
2343                 stat(s, tail);
2344         else if (m == M_FULL)
2345                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2346         else if (m == M_FREE) {
2347                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2348                 discard_slab(s, page);
2349                 stat(s, FREE_SLAB);
2350         }
2351
2352         c->page = NULL;
2353         c->freelist = NULL;
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2358  *
2359  * This function must be called with interrupts disabled
2360  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2361  * to guarantee no concurrent accesses).
2362  */
2363 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2364                 struct kmem_cache_cpu *c)
2365 {
2366 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2367         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2368         struct page *page, *discard_page = NULL;
2369
2370         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2371                 struct page new;
2372                 struct page old;
2373
2374                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2375
2376                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2377                 if (n != n2) {
2378                         if (n)
2379                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2380
2381                         n = n2;
2382                         spin_lock(&n->list_lock);
2383                 }
2384
2385                 do {
2386
2387                         old.freelist = page->freelist;
2388                         old.counters = page->counters;
2389                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2390
2391                         new.counters = old.counters;
2392                         new.freelist = old.freelist;
2393
2394                         new.frozen = 0;
2395
2396                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2397                                 old.freelist, old.counters,
2398                                 new.freelist, new.counters,
2399                                 "unfreezing slab"));
2400
2401                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2402                         page->next = discard_page;
2403                         discard_page = page;
2404                 } else {
2405                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2406                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2407                 }
2408         }
2409
2410         if (n)
2411                 spin_unlock(&n->list_lock);
2412
2413         while (discard_page) {
2414                 page = discard_page;
2415                 discard_page = discard_page->next;
2416
2417                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2418                 discard_slab(s, page);
2419                 stat(s, FREE_SLAB);
2420         }
2421 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2426  * partial page slot if available.
2427  *
2428  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2429  * per node partial list.
2430  */
2431 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2432 {
2433 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2434         struct page *oldpage;
2435         int pages;
2436         int pobjects;
2437
2438         preempt_disable();
2439         do {
2440                 pages = 0;
2441                 pobjects = 0;
2442                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2443
2444                 if (oldpage) {
2445                         pobjects = oldpage->pobjects;
2446                         pages = oldpage->pages;
2447                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2448                                 unsigned long flags;
2449                                 /*
2450                                  * partial array is full. Move the existing
2451                                  * set to the per node partial list.
2452                                  */
2453                                 local_irq_save(flags);
2454                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2455                                 local_irq_restore(flags);
2456                                 oldpage = NULL;
2457                                 pobjects = 0;
2458                                 pages = 0;
2459                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2460                         }
2461                 }
2462
2463                 pages++;
2464                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2465
2466                 page->pages = pages;
2467                 page->pobjects = pobjects;
2468                 page->next = oldpage;
2469
2470         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2471                                                                 != oldpage);
2472         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2473                 unsigned long flags;
2474
2475                 local_irq_save(flags);
2476                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2477                 local_irq_restore(flags);
2478         }
2479         preempt_enable();
2480 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2481 }
2482
2483 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2484 {
2485         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2486         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2487
2488         c->tid = next_tid(c->tid);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Flush cpu slab.
2493  *
2494  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2495  */
2496 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2497 {
2498         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2499
2500         if (c->page)
2501                 flush_slab(s, c);
2502
2503         unfreeze_partials(s, c);
2504 }
2505
2506 static void flush_cpu_slab(void *d)
2507 {
2508         struct kmem_cache *s = d;
2509
2510         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2511 }
2512
2513 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2514 {
2515         struct kmem_cache *s = info;
2516         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2517
2518         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2519 }
2520
2521 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2522 {
2523         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2524 }
2525
2526 /*
2527  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2528  * necessary.
2529  */
2530 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2531 {
2532         struct kmem_cache *s;
2533         unsigned long flags;
2534
2535         mutex_lock(&slab_mutex);
2536         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2537                 local_irq_save(flags);
2538                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2539                 local_irq_restore(flags);
2540         }
2541         mutex_unlock(&slab_mutex);
2542         return 0;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2547  * locality expectations.
2548  */
2549 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2550 {
2551 #ifdef CONFIG_NUMA
2552         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2553                 return 0;
2554 #endif
2555         return 1;
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2559 static int count_free(struct page *page)
2560 {
2561         return page->objects - page->inuse;
2562 }
2563
2564 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2565 {
2566         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2567 }
2568 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2569
2570 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2571 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2572                                         int (*get_count)(struct page *))
2573 {
2574         unsigned long flags;
2575         unsigned long x = 0;
2576         struct page *page;
2577
2578         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2579         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2580                 x += get_count(page);
2581         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2582         return x;
2583 }
2584 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2585
2586 static noinline void
2587 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2588 {
2589 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2590         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2591                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2592         int node;
2593         struct kmem_cache_node *n;
2594
2595         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2596                 return;
2597
2598         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2599                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2600         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2601                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2602                 oo_order(s->min));
2603
2604         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2605                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2606                         s->name);
2607
2608         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2609                 unsigned long nr_slabs;
2610                 unsigned long nr_objs;
2611                 unsigned long nr_free;
2612
2613                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2614                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2615                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2616
2617                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2618                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2619         }
2620 #endif
2621 }
2622
2623 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2624                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2625 {
2626         void *freelist;
2627         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2628         struct page *page;
2629
2630         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2631
2632         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2633
2634         if (freelist)
2635                 return freelist;
2636
2637         page = new_slab(s, flags, node);
2638         if (page) {
2639                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2640                 if (c->page)
2641                         flush_slab(s, c);
2642
2643                 /*
2644                  * No other reference to the page yet so we can
2645                  * muck around with it freely without cmpxchg
2646                  */
2647                 freelist = page->freelist;
2648                 page->freelist = NULL;
2649
2650                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2651                 c->page = page;
2652                 *pc = c;
2653         }
2654
2655         return freelist;
2656 }
2657
2658 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2659 {
2660         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2661                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2662
2663         return true;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2668  * per cpu freelist or deactivate the page.
2669  *
2670  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2671  *
2672  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2673  *
2674  * This function must be called with interrupt disabled.
2675  */
2676 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2677 {
2678         struct page new;
2679         unsigned long counters;
2680         void *freelist;
2681
2682         do {
2683                 freelist = page->freelist;
2684                 counters = page->counters;
2685
2686                 new.counters = counters;
2687                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2688
2689                 new.inuse = page->objects;
2690                 new.frozen = freelist != NULL;
2691
2692         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2693                 freelist, counters,
2694                 NULL, new.counters,
2695                 "get_freelist"));
2696
2697         return freelist;
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2702  * debugging duties.
2703  *
2704  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2705  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2706  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2707  *
2708  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2709  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2710  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2711  *
2712  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2713  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2714  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2715  *
2716  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2717  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2718  */
2719 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2720                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2721 {
2722         void *freelist;
2723         struct page *page;
2724
2725         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2726
2727         page = c->page;
2728         if (!page) {
2729                 /*
2730                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2731                  * ignore the node constraint
2732                  */
2733                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2734                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2735                         node = NUMA_NO_NODE;
2736                 goto new_slab;
2737         }
2738 redo:
2739
2740         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2741                 /*
2742                  * same as above but node_match() being false already
2743                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2744                  */
2745                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2746                         node = NUMA_NO_NODE;
2747                         goto redo;
2748                 } else {
2749                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2750                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2751                         goto new_slab;
2752                 }
2753         }
2754
2755         /*
2756          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2757          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2758          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2759          */
2760         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2761                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2762                 goto new_slab;
2763         }
2764
2765         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2766         freelist = c->freelist;
2767         if (freelist)
2768                 goto load_freelist;
2769
2770         freelist = get_freelist(s, page);
2771
2772         if (!freelist) {
2773                 c->page = NULL;
2774                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2775                 goto new_slab;
2776         }
2777
2778         stat(s, ALLOC_REFILL);
2779
2780 load_freelist:
2781         /*
2782          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2783          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2784          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2785          */
2786         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2787         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2788         c->tid = next_tid(c->tid);
2789         return freelist;
2790
2791 new_slab:
2792
2793         if (slub_percpu_partial(c)) {
2794                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2795                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2796                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2797                 goto redo;
2798         }
2799
2800         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2801
2802         if (unlikely(!freelist)) {
2803                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2804                 return NULL;
2805         }
2806
2807         page = c->page;
2808         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2809                 goto load_freelist;
2810
2811         /* Only entered in the debug case */
2812         if (kmem_cache_debug(s) &&
2813                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2814                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2815
2816         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2817         return freelist;
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2822  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2823  */
2824 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2825                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2826 {
2827         void *p;
2828         unsigned long flags;
2829
2830         local_irq_save(flags);
2831 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2832         /*
2833          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2834          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2835          * pointer.
2836          */
2837         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2838 #endif
2839
2840         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2841         local_irq_restore(flags);
2842         return p;
2843 }
2844
2845 /*
2846  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2847  * zeroing out freelist pointer.
2848  */
2849 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2850                                                    void *obj)
2851 {
2852         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2853                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2854                         0, sizeof(void *));
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2859  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2860  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2861  *
2862  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2863  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2864  *
2865  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2866  */
2867 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2868                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2869 {
2870         void *object;
2871         struct kmem_cache_cpu *c;
2872         struct page *page;
2873         unsigned long tid;
2874         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2875         bool init = false;
2876
2877         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2878         if (!s)
2879                 return NULL;
2880
2881         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2882         if (unlikely(object))
2883                 goto out;
2884
2885 redo:
2886         /*
2887          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2888          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2889          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2890          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2891          *
2892          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2893          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2894          * to check if it is matched or not.
2895          */
2896         do {
2897                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2898                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2899         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2900                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2901
2902         /*
2903          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2904          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2905          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2906          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2907          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2908          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2909          */
2910         barrier();
2911
2912         /*
2913          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2914          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2915          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2916          * linked list in between.
2917          */
2918
2919         object = c->freelist;
2920         page = c->page;
2921         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2922                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2923         } else {
2924                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2925
2926                 /*
2927                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2928                  * operation and if we are on the right processor.
2929                  *
2930                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2931                  * semantics!)
2932                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2933                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2934                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2935                  *
2936                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2937                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2938                  * other cpus.
2939                  */
2940                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2941                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2942                                 object, tid,
2943                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2944
2945                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2946                         goto redo;
2947                 }
2948                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2949                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2950         }
2951
2952         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2953         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2954
2955 out:
2956         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2957
2958         return object;
2959 }
2960
2961 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2962                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2963 {
2964         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2965 }
2966
2967 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2968 {
2969         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2970
2971         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2972                                 s->size, gfpflags);
2973
2974         return ret;
2975 }
2976 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2977
2978 #ifdef CONFIG_TRACING
2979 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2980 {
2981         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2982         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2983         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2984         return ret;
2985 }
2986 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2987 #endif
2988
2989 #ifdef CONFIG_NUMA
2990 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2991 {
2992         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2993
2994         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2995                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2996
2997         return ret;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3000
3001 #ifdef CONFIG_TRACING
3002 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3003                                     gfp_t gfpflags,
3004                                     int node, size_t size)
3005 {
3006         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3007
3008         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3009                            size, s->size, gfpflags, node);
3010
3011         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3012         return ret;
3013 }
3014 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3015 #endif
3016 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3017
3018 /*
3019  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3020  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3021  *
3022  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3023  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3024  * handling required then we can return immediately.
3025  */
3026 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3027                         void *head, void *tail, int cnt,
3028                         unsigned long addr)
3029
3030 {
3031         void *prior;
3032         int was_frozen;
3033         struct page new;
3034         unsigned long counters;
3035         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3036         unsigned long flags;
3037
3038         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3039
3040         if (kfence_free(head))
3041                 return;
3042
3043         if (kmem_cache_debug(s) &&
3044             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3045                 return;
3046
3047         do {
3048                 if (unlikely(n)) {
3049                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3050                         n = NULL;
3051                 }
3052                 prior = page->freelist;
3053                 counters = page->counters;
3054                 set_freepointer(s, tail, prior);
3055                 new.counters = counters;
3056                 was_frozen = new.frozen;
3057                 new.inuse -= cnt;
3058                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3059
3060                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3061
3062                                 /*
3063                                  * Slab was on no list before and will be
3064                                  * partially empty
3065                                  * We can defer the list move and instead
3066                                  * freeze it.
3067                                  */
3068                                 new.frozen = 1;
3069
3070                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3071
3072                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3073                                 /*
3074                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3075                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3076                                  * drop the list_lock without any processing.
3077                                  *
3078                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3079                                  * other processors updating the list of slabs.
3080                                  */
3081                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3082
3083                         }
3084                 }
3085
3086         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3087                 prior, counters,
3088                 head, new.counters,
3089                 "__slab_free"));
3090
3091         if (likely(!n)) {
3092
3093                 if (likely(was_frozen)) {
3094                         /*
3095                          * The list lock was not taken therefore no list
3096                          * activity can be necessary.
3097                          */
3098                         stat(s, FREE_FROZEN);
3099                 } else if (new.frozen) {
3100                         /*
3101                          * If we just froze the page then put it onto the
3102                          * per cpu partial list.
3103                          */
3104                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3105                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3106                 }
3107
3108                 return;
3109         }
3110
3111         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3112                 goto slab_empty;
3113
3114         /*
3115          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3116          * then add it.
3117          */
3118         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3119                 remove_full(s, n, page);
3120                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3121                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3122         }
3123         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3124         return;
3125
3126 slab_empty:
3127         if (prior) {
3128                 /*
3129                  * Slab on the partial list.
3130                  */
3131                 remove_partial(n, page);
3132                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3133         } else {
3134                 /* Slab must be on the full list */
3135                 remove_full(s, n, page);
3136         }
3137
3138         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3139         stat(s, FREE_SLAB);
3140         discard_slab(s, page);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3145  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3146  *
3147  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3148  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3149  * the item before.
3150  *
3151  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3152  * with all sorts of special processing.
3153  *
3154  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3155  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3156  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3157  */
3158 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3159                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3160                                 int cnt, unsigned long addr)
3161 {
3162         void *tail_obj = tail ? : head;
3163         struct kmem_cache_cpu *c;
3164         unsigned long tid;
3165
3166         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3167 redo:
3168         /*
3169          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3170          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3171          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3172          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3173          */
3174         do {
3175                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3176                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3177         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3178                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3179
3180         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3181         barrier();
3182
3183         if (likely(page == c->page)) {
3184                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3185
3186                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3187
3188                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3189                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3190                                 freelist, tid,
3191                                 head, next_tid(tid)))) {
3192
3193                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3194                         goto redo;
3195                 }
3196                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3197         } else
3198                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3199
3200 }
3201
3202 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3203                                       void *head, void *tail, int cnt,
3204                                       unsigned long addr)
3205 {
3206         /*
3207          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3208          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3209          */
3210         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3211                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3212 }
3213
3214 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3215 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3216 {
3217         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3218 }
3219 #endif
3220
3221 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3222 {
3223         s = cache_from_obj(s, x);
3224         if (!s)
3225                 return;
3226         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3227         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3228 }
3229 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3230
3231 struct detached_freelist {
3232         struct page *page;
3233         void *tail;
3234         void *freelist;
3235         int cnt;
3236         struct kmem_cache *s;
3237 };
3238
3239 /*
3240  * This function progressively scans the array with free objects (with
3241  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3242  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3243  * page/objects.  This can happen without any need for
3244  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3245  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3246  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3247  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3248  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3249  * to performance reasons.
3250  */
3251 static inline
3252 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3253                             void **p, struct detached_freelist *df)
3254 {
3255         size_t first_skipped_index = 0;
3256         int lookahead = 3;
3257         void *object;
3258         struct page *page;
3259
3260         /* Always re-init detached_freelist */
3261         df->page = NULL;
3262
3263         do {
3264                 object = p[--size];
3265                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3266         } while (!object && size);
3267
3268         if (!object)
3269                 return 0;
3270
3271         page = virt_to_head_page(object);
3272         if (!s) {
3273                 /* Handle kalloc'ed objects */
3274                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3275                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3276                         kfree_hook(object);
3277                         __free_pages(page, compound_order(page));
3278                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3279                         return size;
3280                 }
3281                 /* Derive kmem_cache from object */
3282                 df->s = page->slab_cache;
3283         } else {
3284                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3285         }
3286
3287         if (is_kfence_address(object)) {
3288                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3289                 __kfence_free(object);
3290                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3291                 return size;
3292         }
3293
3294         /* Start new detached freelist */
3295         df->page = page;
3296         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3297         df->tail = object;
3298         df->freelist = object;
3299         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3300         df->cnt = 1;
3301
3302         while (size) {
3303                 object = p[--size];
3304                 if (!object)
3305                         continue; /* Skip processed objects */
3306
3307                 /* df->page is always set at this point */
3308                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3309                         /* Opportunity build freelist */
3310                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3311                         df->freelist = object;
3312                         df->cnt++;
3313                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3314
3315                         continue;
3316                 }
3317
3318                 /* Limit look ahead search */
3319                 if (!--lookahead)
3320                         break;
3321
3322                 if (!first_skipped_index)
3323                         first_skipped_index = size + 1;
3324         }
3325
3326         return first_skipped_index;
3327 }
3328
3329 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3330 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3331 {
3332         if (WARN_ON(!size))
3333                 return;
3334
3335         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3336         do {
3337                 struct detached_freelist df;
3338
3339                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3340                 if (!df.page)
3341                         continue;
3342
3343                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3344         } while (likely(size));
3345 }
3346 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3347
3348 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3349 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3350                           void **p)
3351 {
3352         struct kmem_cache_cpu *c;
3353         int i;
3354         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3355
3356         /* memcg and kmem_cache debug support */
3357         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3358         if (unlikely(!s))
3359                 return false;
3360         /*
3361          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3362          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3363          * handlers invoking normal fastpath.
3364          */
3365         local_irq_disable();
3366         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3367
3368         for (i = 0; i < size; i++) {
3369                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3370
3371                 if (unlikely(object)) {
3372                         p[i] = object;
3373                         continue;
3374                 }
3375
3376                 object = c->freelist;
3377                 if (unlikely(!object)) {
3378                         /*
3379                          * We may have removed an object from c->freelist using
3380                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3381                          * c->tid has not been bumped yet.
3382                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3383                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3384                          */
3385                         c->tid = next_tid(c->tid);
3386
3387                         /*
3388                          * Invoking slow path likely have side-effect
3389                          * of re-populating per CPU c->freelist
3390                          */
3391                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3392                                             _RET_IP_, c);
3393                         if (unlikely(!p[i]))
3394                                 goto error;
3395
3396                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3397                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3398
3399                         continue; /* goto for-loop */
3400                 }
3401                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3402                 p[i] = object;
3403                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3404         }
3405         c->tid = next_tid(c->tid);
3406         local_irq_enable();
3407
3408         /*
3409          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3410          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3411          */
3412         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3413                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3414         return i;
3415 error:
3416         local_irq_enable();
3417         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3418         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3419         return 0;
3420 }
3421 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3422
3423
3424 /*
3425  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3426  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3427  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3428  * another.
3429  *
3430  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3431  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3432  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3433  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3434  * locking overhead.
3435  */
3436
3437 /*
3438  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3439  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3440  * and increases the number of allocations possible without having to
3441  * take the list_lock.
3442  */
3443 static unsigned int slub_min_order;
3444 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3445 static unsigned int slub_min_objects;
3446
3447 /*
3448  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3449  *
3450  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3451  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3452  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3453  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3454  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3455  * would be wasted.
3456  *
3457  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3458  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3459  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3460  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3461  *
3462  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3463  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3464  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3465  * of space in favor of a small page order.
3466  *
3467  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3468  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3469  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3470  * the smallest order which will fit the object.
3471  */
3472 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3473                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3474                 unsigned int fract_leftover)
3475 {
3476         unsigned int min_order = slub_min_order;
3477         unsigned int order;
3478
3479         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3480                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3481
3482         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3483                         order <= max_order; order++) {
3484
3485                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3486                 unsigned int rem;
3487
3488                 rem = slab_size % size;
3489
3490                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3491                         break;
3492         }
3493
3494         return order;
3495 }
3496
3497 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3498 {
3499         unsigned int order;
3500         unsigned int min_objects;
3501         unsigned int max_objects;
3502         unsigned int nr_cpus;
3503
3504         /*
3505          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3506          * works by first attempting to generate a layout with
3507          * the best configuration and backing off gradually.
3508          *
3509          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3510          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3511          */
3512         min_objects = slub_min_objects;
3513         if (!min_objects) {
3514                 /*
3515                  * Some architectures will only update present cpus when
3516                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3517                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3518                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3519                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3520                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3521                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3522                  */
3523                 nr_cpus = num_present_cpus();
3524                 if (nr_cpus <= 1)
3525                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3526                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3527         }
3528         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3529         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3530
3531         while (min_objects > 1) {
3532                 unsigned int fraction;
3533
3534                 fraction = 16;
3535                 while (fraction >= 4) {
3536                         order = slab_order(size, min_objects,
3537                                         slub_max_order, fraction);
3538                         if (order <= slub_max_order)
3539                                 return order;
3540                         fraction /= 2;
3541                 }
3542                 min_objects--;
3543         }
3544
3545         /*
3546          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3547          * lets see if we can place a single object there.
3548          */
3549         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3550         if (order <= slub_max_order)
3551                 return order;
3552
3553         /*
3554          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3555          */
3556         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3557         if (order < MAX_ORDER)
3558                 return order;
3559         return -ENOSYS;
3560 }
3561
3562 static void
3563 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3564 {
3565         n->nr_partial = 0;
3566         spin_lock_init(&n->list_lock);
3567         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3568 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3569         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3570         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3571         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3572 #endif
3573 }
3574
3575 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3576 {
3577         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3578                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3579
3580         /*
3581          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3582          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3583          */
3584         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3585                                      2 * sizeof(void *));
3586
3587         if (!s->cpu_slab)
3588                 return 0;
3589
3590         init_kmem_cache_cpus(s);
3591
3592         return 1;
3593 }
3594
3595 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3596
3597 /*
3598  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3599  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3600  * possible.
3601  *
3602  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3603  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3604  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3605  */
3606 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3607 {
3608         struct page *page;
3609         struct kmem_cache_node *n;
3610
3611         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3612
3613         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3614
3615         BUG_ON(!page);
3616         if (page_to_nid(page) != node) {
3617                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3618                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3619         }
3620
3621         n = page->freelist;
3622         BUG_ON(!n);
3623 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3624         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3625         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3626 #endif
3627         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3628         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3629         page->inuse = 1;
3630         page->frozen = 0;
3631         kmem_cache_node->node[node] = n;
3632         init_kmem_cache_node(n);
3633         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3634
3635         /*
3636          * No locks need to be taken here as it has just been
3637          * initialized and there is no concurrent access.
3638          */
3639         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3640 }
3641
3642 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3643 {
3644         int node;
3645         struct kmem_cache_node *n;
3646
3647         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3648                 s->node[node] = NULL;
3649                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3650         }
3651 }
3652
3653 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3654 {
3655         cache_random_seq_destroy(s);
3656         free_percpu(s->cpu_slab);
3657         free_kmem_cache_nodes(s);
3658 }
3659
3660 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3661 {
3662         int node;
3663
3664         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3665                 struct kmem_cache_node *n;
3666
3667                 if (slab_state == DOWN) {
3668                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3669                         continue;
3670                 }
3671                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3672                                                 GFP_KERNEL, node);
3673
3674                 if (!n) {
3675                         free_kmem_cache_nodes(s);
3676                         return 0;
3677                 }
3678
3679                 init_kmem_cache_node(n);
3680                 s->node[node] = n;
3681         }
3682         return 1;
3683 }
3684
3685 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3686 {
3687         if (min < MIN_PARTIAL)
3688                 min = MIN_PARTIAL;
3689         else if (min > MAX_PARTIAL)
3690                 min = MAX_PARTIAL;
3691         s->min_partial = min;
3692 }
3693
3694 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3695 {
3696 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3697         /*
3698          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3699          * per cpu partial lists of a processor.
3700          *
3701          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3702          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3703          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3704          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3705          *
3706          * This setting also determines
3707          *
3708          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3709          *    per node list when we reach the limit.
3710          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3711          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3712          *    50% to keep some capacity around for frees.
3713          */
3714         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3715                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3716         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3717                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3718         else if (s->size >= 1024)
3719                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3720         else if (s->size >= 256)
3721                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3722         else
3723                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3724 #endif
3725 }
3726
3727 /*
3728  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3729  * a slab object.
3730  */
3731 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3732 {
3733         slab_flags_t flags = s->flags;
3734         unsigned int size = s->object_size;
3735         unsigned int order;
3736
3737         /*
3738          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3739          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3740          * the possible location of the free pointer.
3741          */
3742         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3743
3744 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3745         /*
3746          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3747          * the slab may touch the object after free or before allocation
3748          * then we should never poison the object itself.
3749          */
3750         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3751                         !s->ctor)
3752                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3753         else
3754                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3755
3756
3757         /*
3758          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3759          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3760          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3761          */
3762         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3763                 size += sizeof(void *);
3764 #endif
3765
3766         /*
3767          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3768          * by the object and redzoning.
3769          */
3770         s->inuse = size;
3771
3772         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3773             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3774             s->ctor) {
3775                 /*
3776                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3777                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3778                  * kmem_cache_free.
3779                  *
3780                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3781                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3782                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3783                  *
3784                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3785                  * pointer is outside of the object is used in the
3786                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3787                  * longer true, the function needs to be modified.
3788                  */
3789                 s->offset = size;
3790                 size += sizeof(void *);
3791         } else {
3792                 /*
3793                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3794                  * it away from the edges of the object to avoid small
3795                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3796                  */
3797                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3798         }
3799
3800 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3801         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3802                 /*
3803                  * Need to store information about allocs and frees after
3804                  * the object.
3805                  */
3806                 size += 2 * sizeof(struct track);
3807 #endif
3808
3809         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3810 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3811         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3812                 /*
3813                  * Add some empty padding so that we can catch
3814                  * overwrites from earlier objects rather than let
3815                  * tracking information or the free pointer be
3816                  * corrupted if a user writes before the start
3817                  * of the object.
3818                  */
3819                 size += sizeof(void *);
3820
3821                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3822                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3823                 size += s->red_left_pad;
3824         }
3825 #endif
3826
3827         /*
3828          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3829          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3830          * each object to conform to the alignment.
3831          */
3832         size = ALIGN(size, s->align);
3833         s->size = size;
3834         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3835         if (forced_order >= 0)
3836                 order = forced_order;
3837         else
3838                 order = calculate_order(size);
3839
3840         if ((int)order < 0)
3841                 return 0;
3842
3843         s->allocflags = 0;
3844         if (order)
3845                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3846
3847         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3848                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3849
3850         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3851                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3852
3853         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3854                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3855
3856         /*
3857          * Determine the number of objects per slab
3858          */
3859         s->oo = oo_make(order, size);
3860         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3861         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3862                 s->max = s->oo;
3863
3864         return !!oo_objects(s->oo);
3865 }
3866
3867 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3868 {
3869         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3870 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3871         s->random = get_random_long();
3872 #endif
3873
3874         if (!calculate_sizes(s, -1))
3875                 goto error;
3876         if (disable_higher_order_debug) {
3877                 /*
3878                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3879                  * order increased.
3880                  */
3881                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3882                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3883                         s->offset = 0;
3884                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3885                                 goto error;
3886                 }
3887         }
3888
3889 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3890     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3891         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3892                 /* Enable fast mode */
3893                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3894 #endif
3895
3896         /*
3897          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3898          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3899          */
3900         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3901
3902         set_cpu_partial(s);
3903
3904 #ifdef CONFIG_NUMA
3905         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3906 #endif
3907
3908         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3909         if (slab_state >= UP) {
3910                 if (init_cache_random_seq(s))
3911                         goto error;
3912         }
3913
3914         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3915                 goto error;
3916
3917         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3918                 return 0;
3919
3920         free_kmem_cache_nodes(s);
3921 error:
3922         return -EINVAL;
3923 }
3924
3925 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3926                               const char *text)
3927 {
3928 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3929         void *addr = page_address(page);
3930         unsigned long *map;
3931         void *p;
3932
3933         slab_err(s, page, text, s->name);
3934         slab_lock(page);
3935
3936         map = get_map(s, page);
3937         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3938
3939                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3940                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3941                         print_tracking(s, p);
3942                 }
3943         }
3944         put_map(map);
3945         slab_unlock(page);
3946 #endif
3947 }
3948
3949 /*
3950  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3951  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3952  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3953  */
3954 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3955 {
3956         LIST_HEAD(discard);
3957         struct page *page, *h;
3958
3959         BUG_ON(irqs_disabled());
3960         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3961         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3962                 if (!page->inuse) {
3963                         remove_partial(n, page);
3964                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3965                 } else {
3966                         list_slab_objects(s, page,
3967                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3968                 }
3969         }
3970         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3971
3972         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3973                 discard_slab(s, page);
3974 }
3975
3976 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3977 {
3978         int node;
3979         struct kmem_cache_node *n;
3980
3981         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3982                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3983                         return false;
3984         return true;
3985 }
3986
3987 /*
3988  * Release all resources used by a slab cache.
3989  */
3990 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3991 {
3992         int node;
3993         struct kmem_cache_node *n;
3994
3995         flush_all(s);
3996         /* Attempt to free all objects */
3997         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3998                 free_partial(s, n);
3999                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4000                         return 1;
4001         }
4002         return 0;
4003 }
4004
4005 #ifdef CONFIG_PRINTK
4006 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4007 {
4008         void *base;
4009         int __maybe_unused i;
4010         unsigned int objnr;
4011         void *objp;
4012         void *objp0;
4013         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4014         struct track __maybe_unused *trackp;
4015
4016         kpp->kp_ptr = object;
4017         kpp->kp_page = page;
4018         kpp->kp_slab_cache = s;
4019         base = page_address(page);
4020         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4021 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4022         objp = restore_red_left(s, objp0);
4023 #else
4024         objp = objp0;
4025 #endif
4026         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4027         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4028         objp = base + s->size * objnr;
4029         kpp->kp_objp = objp;
4030         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4031             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4032                 return;
4033 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4034         objp = fixup_red_left(s, objp);
4035         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4036         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4037 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4038         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4039                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4040                 if (!kpp->kp_stack[i])
4041                         break;
4042         }
4043
4044         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4045         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4046                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4047                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4048                         break;
4049         }
4050 #endif
4051 #endif
4052 }
4053 #endif
4054
4055 /********************************************************************
4056  *              Kmalloc subsystem
4057  *******************************************************************/
4058
4059 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4060 {
4061         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4062
4063         return 1;
4064 }
4065
4066 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4067
4068 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4069 {
4070         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4071         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4072
4073         return 1;
4074 }
4075
4076 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4077
4078 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4079 {
4080         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4081
4082         return 1;
4083 }
4084
4085 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4086
4087 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4088 {
4089         struct kmem_cache *s;
4090         void *ret;
4091
4092         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4093                 return kmalloc_large(size, flags);
4094
4095         s = kmalloc_slab(size, flags);
4096
4097         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4098                 return s;
4099
4100         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4101
4102         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4103
4104         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4105
4106         return ret;
4107 }
4108 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4109
4110 #ifdef CONFIG_NUMA
4111 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4112 {
4113         struct page *page;
4114         void *ptr = NULL;
4115         unsigned int order = get_order(size);
4116
4117         flags |= __GFP_COMP;
4118         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4119         if (page) {
4120                 ptr = page_address(page);
4121                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4122                                       PAGE_SIZE << order);
4123         }
4124
4125         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4126 }
4127
4128 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4129 {
4130         struct kmem_cache *s;
4131         void *ret;
4132
4133         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4134                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4135
4136                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4137                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4138                                    flags, node);
4139
4140                 return ret;
4141         }
4142
4143         s = kmalloc_slab(size, flags);
4144
4145         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4146                 return s;
4147
4148         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4149
4150         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4151
4152         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4153
4154         return ret;
4155 }
4156 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4157 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4158
4159 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4160 /*
4161  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4162  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4163  * cache's usercopy region.
4164  *
4165  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4166  * to indicate an error.
4167  */
4168 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4169                          bool to_user)
4170 {
4171         struct kmem_cache *s;
4172         unsigned int offset;
4173         size_t object_size;
4174         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4175
4176         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4177
4178         /* Find object and usable object size. */
4179         s = page->slab_cache;
4180
4181         /* Reject impossible pointers. */
4182         if (ptr < page_address(page))
4183                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4184                                to_user, 0, n);
4185
4186         /* Find offset within object. */
4187         if (is_kfence)
4188                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4189         else
4190                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4191
4192         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4193         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4194                 if (offset < s->red_left_pad)
4195                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4196                                        s->name, to_user, offset, n);
4197                 offset -= s->red_left_pad;
4198         }
4199
4200         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4201         if (offset >= s->useroffset &&
4202             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4203             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4204                 return;
4205
4206         /*
4207          * If the copy is still within the allocated object, produce
4208          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4209          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4210          * whitelists.
4211          */
4212         object_size = slab_ksize(s);
4213         if (usercopy_fallback &&
4214             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4215                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4216                 return;
4217         }
4218
4219         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4220 }
4221 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4222
4223 size_t __ksize(const void *object)
4224 {
4225         struct page *page;
4226
4227         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4228                 return 0;
4229
4230         page = virt_to_head_page(object);
4231
4232         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4233                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4234                 return page_size(page);
4235         }
4236
4237         return slab_ksize(page->slab_cache);
4238 }
4239 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4240
4241 void kfree(const void *x)
4242 {
4243         struct page *page;
4244         void *object = (void *)x;
4245
4246         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4247
4248         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4249                 return;
4250
4251         page = virt_to_head_page(x);
4252         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4253                 unsigned int order = compound_order(page);
4254
4255                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4256                 kfree_hook(object);
4257                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4258                                       -(PAGE_SIZE << order));
4259                 __free_pages(page, order);
4260                 return;
4261         }
4262         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4263 }
4264 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4265
4266 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4267
4268 /*
4269  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4270  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4271  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4272  *
4273  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4274  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4275  * are freed in them.
4276  */
4277 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4278 {
4279         int node;
4280         int i;
4281         struct kmem_cache_node *n;
4282         struct page *page;
4283         struct page *t;
4284         struct list_head discard;
4285         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4286         unsigned long flags;
4287         int ret = 0;
4288
4289         flush_all(s);
4290         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4291                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4292                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4293                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4294
4295                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4296
4297                 /*
4298                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4299                  *
4300                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4301                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4302                  */
4303                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4304                         int free = page->objects - page->inuse;
4305
4306                         /* Do not reread page->inuse */
4307                         barrier();
4308
4309                         /* We do not keep full slabs on the list */
4310                         BUG_ON(free <= 0);
4311
4312                         if (free == page->objects) {
4313                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4314                                 n->nr_partial--;
4315                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4316                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4317                 }
4318
4319                 /*
4320                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4321                  * partial list.
4322                  */
4323                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4324                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4325
4326                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4327
4328                 /* Release empty slabs */
4329                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4330                         discard_slab(s, page);
4331
4332                 if (slabs_node(s, node))
4333                         ret = 1;
4334         }
4335
4336         return ret;
4337 }
4338
4339 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4340 {
4341         struct kmem_cache *s;
4342
4343         mutex_lock(&slab_mutex);
4344         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4345                 __kmem_cache_shrink(s);
4346         mutex_unlock(&slab_mutex);
4347
4348         return 0;
4349 }
4350
4351 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4352 {
4353         struct memory_notify *marg = arg;
4354         int offline_node;
4355
4356         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4357
4358         /*
4359          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4360          * for it yet.
4361          */
4362         if (offline_node < 0)
4363                 return;
4364
4365         mutex_lock(&slab_mutex);
4366         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4367         /*
4368          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4369          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4370          * slab_mutex.
4371          */
4372         mutex_unlock(&slab_mutex);
4373 }
4374
4375 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4376 {
4377         struct kmem_cache_node *n;
4378         struct kmem_cache *s;
4379         struct memory_notify *marg = arg;
4380         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4381         int ret = 0;
4382
4383         /*
4384          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4385          * already created. Nothing to do.
4386          */
4387         if (nid < 0)
4388                 return 0;
4389
4390         /*
4391          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4392          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4393          * online.
4394          */
4395         mutex_lock(&slab_mutex);
4396         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4397                 /*
4398                  * The structure may already exist if the node was previously
4399                  * onlined and offlined.
4400                  */
4401                 if (get_node(s, nid))
4402                         continue;
4403                 /*
4404                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4405                  *      since memory is not yet available from the node that
4406                  *      is brought up.
4407                  */
4408                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4409                 if (!n) {
4410                         ret = -ENOMEM;
4411                         goto out;
4412                 }
4413                 init_kmem_cache_node(n);
4414                 s->node[nid] = n;
4415         }
4416         /*
4417          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4418          * initialized for the new node.
4419          */
4420         node_set(nid, slab_nodes);
4421 out:
4422         mutex_unlock(&slab_mutex);
4423         return ret;
4424 }
4425
4426 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4427                                 unsigned long action, void *arg)
4428 {
4429         int ret = 0;
4430
4431         switch (action) {
4432         case MEM_GOING_ONLINE:
4433                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4434                 break;
4435         case MEM_GOING_OFFLINE:
4436                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4437                 break;
4438         case MEM_OFFLINE:
4439         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4440                 slab_mem_offline_callback(arg);
4441                 break;
4442         case MEM_ONLINE:
4443         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4444                 break;
4445         }
4446         if (ret)
4447                 ret = notifier_from_errno(ret);
4448         else
4449                 ret = NOTIFY_OK;
4450         return ret;
4451 }
4452
4453 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4454         .notifier_call = slab_memory_callback,
4455         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4456 };
4457
4458 /********************************************************************
4459  *                      Basic setup of slabs
4460  *******************************************************************/
4461
4462 /*
4463  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4464  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4465  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4466  */
4467
4468 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4469 {
4470         int node;
4471         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4472         struct kmem_cache_node *n;
4473
4474         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4475
4476         /*
4477          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4478          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4479          * IPIs around.
4480          */
4481         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4482         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4483                 struct page *p;
4484
4485                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4486                         p->slab_cache = s;
4487
4488 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4489                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4490                         p->slab_cache = s;
4491 #endif
4492         }
4493         list_add(&s->list, &slab_caches);
4494         return s;
4495 }
4496
4497 void __init kmem_cache_init(void)
4498 {
4499         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4500                 boot_kmem_cache_node;
4501         int node;
4502
4503         if (debug_guardpage_minorder())
4504                 slub_max_order = 0;
4505
4506         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4507         if (__slub_debug_enabled())
4508                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4509
4510         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4511         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4512
4513         /*
4514          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4515          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4516          */
4517         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4518                 node_set(node, slab_nodes);
4519
4520         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4521                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4522
4523         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4524
4525         /* Able to allocate the per node structures */
4526         slab_state = PARTIAL;
4527
4528         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4529                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4530                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4531                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4532
4533         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4534         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4535
4536         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4537         setup_kmalloc_cache_index_table();
4538         create_kmalloc_caches(0);
4539
4540         /* Setup random freelists for each cache */
4541         init_freelist_randomization();
4542
4543         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4544                                   slub_cpu_dead);
4545
4546         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4547                 cache_line_size(),
4548                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4549                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4550 }
4551
4552 void __init kmem_cache_init_late(void)
4553 {
4554 }
4555
4556 struct kmem_cache *
4557 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4558                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4559 {
4560         struct kmem_cache *s;
4561
4562         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4563         if (s) {
4564                 s->refcount++;
4565
4566                 /*
4567                  * Adjust the object sizes so that we clear
4568                  * the complete object on kzalloc.
4569                  */
4570                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4571                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4572
4573                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4574                         s->refcount--;
4575                         s = NULL;
4576                 }
4577         }
4578
4579         return s;
4580 }
4581
4582 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4583 {
4584         int err;
4585
4586         err = kmem_cache_open(s, flags);
4587         if (err)
4588                 return err;
4589
4590         /* Mutex is not taken during early boot */
4591         if (slab_state <= UP)
4592                 return 0;
4593
4594         err = sysfs_slab_add(s);
4595         if (err)
4596                 __kmem_cache_release(s);
4597
4598         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4599                 debugfs_slab_add(s);
4600
4601         return err;
4602 }
4603
4604 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4605 {
4606         struct kmem_cache *s;
4607         void *ret;
4608
4609         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4610                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4611
4612         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4613
4614         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4615                 return s;
4616
4617         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4618
4619         /* Honor the call site pointer we received. */
4620         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4621
4622         return ret;
4623 }
4624 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4625
4626 #ifdef CONFIG_NUMA
4627 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4628                                         int node, unsigned long caller)
4629 {
4630         struct kmem_cache *s;
4631         void *ret;
4632
4633         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4634                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4635
4636                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4637                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4638                                    gfpflags, node);
4639
4640                 return ret;
4641         }
4642
4643         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4644
4645         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4646                 return s;
4647
4648         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4649
4650         /* Honor the call site pointer we received. */
4651         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4652
4653         return ret;
4654 }
4655 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4656 #endif
4657
4658 #ifdef CONFIG_SYSFS
4659 static int count_inuse(struct page *page)
4660 {
4661         return page->inuse;
4662 }
4663
4664 static int count_total(struct page *page)
4665 {
4666         return page->objects;
4667 }
4668 #endif
4669
4670 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4671 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4672 {
4673         void *p;
4674         void *addr = page_address(page);
4675         unsigned long *map;
4676
4677         slab_lock(page);
4678
4679         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4680                 goto unlock;
4681
4682         /* Now we know that a valid freelist exists */
4683         map = get_map(s, page);
4684         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4685                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4686                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4687
4688                 if (!check_object(s, page, p, val))
4689                         break;
4690         }
4691         put_map(map);
4692 unlock:
4693         slab_unlock(page);
4694 }
4695
4696 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4697                 struct kmem_cache_node *n)
4698 {
4699         unsigned long count = 0;
4700         struct page *page;
4701         unsigned long flags;
4702
4703         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4704
4705         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4706                 validate_slab(s, page);
4707                 count++;
4708         }
4709         if (count != n->nr_partial) {
4710                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4711                        s->name, count, n->nr_partial);
4712                 slab_add_kunit_errors();
4713         }
4714
4715         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4716                 goto out;
4717
4718         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4719                 validate_slab(s, page);
4720                 count++;
4721         }
4722         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4723                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4724                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4725                 slab_add_kunit_errors();
4726         }
4727
4728 out:
4729         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4730         return count;
4731 }
4732
4733 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4734 {
4735         int node;
4736         unsigned long count = 0;
4737         struct kmem_cache_node *n;
4738
4739         flush_all(s);
4740         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4741                 count += validate_slab_node(s, n);
4742
4743         return count;
4744 }
4745 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4746
4747 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4748 /*
4749  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4750  * and freed.
4751  */
4752
4753 struct location {
4754         unsigned long count;
4755         unsigned long addr;
4756         long long sum_time;
4757         long min_time;
4758         long max_time;
4759         long min_pid;
4760         long max_pid;
4761         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4762         nodemask_t nodes;
4763 };
4764
4765 struct loc_track {
4766         unsigned long max;
4767         unsigned long count;
4768         struct location *loc;
4769 };
4770
4771 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4772
4773 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4774 {
4775         if (t->max)
4776                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4777                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4778 }
4779
4780 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4781 {
4782         struct location *l;
4783         int order;
4784
4785         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4786
4787         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4788         if (!l)
4789                 return 0;
4790
4791         if (t->count) {
4792                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4793                 free_loc_track(t);
4794         }
4795         t->max = max;
4796         t->loc = l;
4797         return 1;
4798 }
4799
4800 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4801                                 const struct track *track)
4802 {
4803         long start, end, pos;
4804         struct location *l;
4805         unsigned long caddr;
4806         unsigned long age = jiffies - track->when;
4807
4808         start = -1;
4809         end = t->count;
4810
4811         for ( ; ; ) {
4812                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4813
4814                 /*
4815                  * There is nothing at "end". If we end up there
4816                  * we need to add something to before end.
4817                  */
4818                 if (pos == end)
4819                         break;
4820
4821                 caddr = t->loc[pos].addr;
4822                 if (track->addr == caddr) {
4823
4824                         l = &t->loc[pos];
4825                         l->count++;
4826                         if (track->when) {
4827                                 l->sum_time += age;
4828                                 if (age < l->min_time)
4829                                         l->min_time = age;
4830                                 if (age > l->max_time)
4831                                         l->max_time = age;
4832
4833                                 if (track->pid < l->min_pid)
4834                                         l->min_pid = track->pid;
4835                                 if (track->pid > l->max_pid)
4836                                         l->max_pid = track->pid;
4837
4838                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4839                                                 to_cpumask(l->cpus));
4840                         }
4841                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4842                         return 1;
4843                 }
4844
4845                 if (track->addr < caddr)
4846                         end = pos;
4847                 else
4848                         start = pos;
4849         }
4850
4851         /*
4852          * Not found. Insert new tracking element.
4853          */
4854         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4855                 return 0;
4856
4857         l = t->loc + pos;
4858         if (pos < t->count)
4859                 memmove(l + 1, l,
4860                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4861         t->count++;
4862         l->count = 1;
4863         l->addr = track->addr;
4864         l->sum_time = age;
4865         l->min_time = age;
4866         l->max_time = age;
4867         l->min_pid = track->pid;
4868         l->max_pid = track->pid;
4869         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4870         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4871         nodes_clear(l->nodes);
4872         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4873         return 1;
4874 }
4875
4876 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4877                 struct page *page, enum track_item alloc)
4878 {
4879         void *addr = page_address(page);
4880         void *p;
4881         unsigned long *map;
4882
4883         map = get_map(s, page);
4884         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4885                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4886                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4887         put_map(map);
4888 }
4889 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4890 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4891
4892 #ifdef CONFIG_SYSFS
4893 enum slab_stat_type {
4894         SL_ALL,                 /* All slabs */
4895         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4896         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4897         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4898         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4899 };
4900
4901 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4902 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4903 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4904 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4905 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4906
4907 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4908                                  char *buf, unsigned long flags)
4909 {
4910         unsigned long total = 0;
4911         int node;
4912         int x;
4913         unsigned long *nodes;
4914         int len = 0;
4915
4916         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4917         if (!nodes)
4918                 return -ENOMEM;
4919
4920         if (flags & SO_CPU) {
4921                 int cpu;
4922
4923                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4924                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4925                                                                cpu);
4926                         int node;
4927                         struct page *page;
4928
4929                         page = READ_ONCE(c->page);
4930                         if (!page)
4931                                 continue;
4932
4933                         node = page_to_nid(page);
4934                         if (flags & SO_TOTAL)
4935                                 x = page->objects;
4936                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4937                                 x = page->inuse;
4938                         else
4939                                 x = 1;
4940
4941                         total += x;
4942                         nodes[node] += x;
4943
4944                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4945                         if (page) {
4946                                 node = page_to_nid(page);
4947                                 if (flags & SO_TOTAL)
4948                                         WARN_ON_ONCE(1);
4949                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4950                                         WARN_ON_ONCE(1);
4951                                 else
4952                                         x = page->pages;
4953                                 total += x;
4954                                 nodes[node] += x;
4955                         }
4956                 }
4957         }
4958
4959         /*
4960          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4961          * already held which will conflict with an existing lock order:
4962          *
4963          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4964          *
4965          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4966          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4967          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4968          */
4969
4970 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4971         if (flags & SO_ALL) {
4972                 struct kmem_cache_node *n;
4973
4974                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4975
4976                         if (flags & SO_TOTAL)
4977                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4978                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4979                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4980                                         count_partial(n, count_free);
4981                         else
4982                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4983                         total += x;
4984                         nodes[node] += x;
4985                 }
4986
4987         } else
4988 #endif
4989         if (flags & SO_PARTIAL) {
4990                 struct kmem_cache_node *n;
4991
4992                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4993                         if (flags & SO_TOTAL)
4994                                 x = count_partial(n, count_total);
4995                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4996                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4997                         else
4998                                 x = n->nr_partial;
4999                         total += x;
5000                         nodes[node] += x;
5001                 }
5002         }
5003
5004         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5005 #ifdef CONFIG_NUMA
5006         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5007                 if (nodes[node])
5008                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5009                                              node, nodes[node]);
5010         }
5011 #endif
5012         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5013         kfree(nodes);
5014
5015         return len;
5016 }
5017
5018 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5019 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5020
5021 struct slab_attribute {
5022         struct attribute attr;
5023         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5024         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5025 };
5026
5027 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5028         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5029         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5030
5031 #define SLAB_ATTR(_name) \
5032         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5033         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5034
5035 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5036 {
5037         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5038 }
5039 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5040
5041 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5042 {
5043         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5044 }
5045 SLAB_ATTR_RO(align);
5046
5047 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5048 {
5049         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5050 }
5051 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5052
5053 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5054 {
5055         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5056 }
5057 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5058
5059 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5060 {
5061         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5062 }
5063 SLAB_ATTR_RO(order);
5064
5065 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5066 {
5067         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5068 }
5069
5070 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5071                                  size_t length)
5072 {
5073         unsigned long min;
5074         int err;
5075
5076         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5077         if (err)
5078                 return err;
5079
5080         set_min_partial(s, min);
5081         return length;
5082 }
5083 SLAB_ATTR(min_partial);
5084
5085 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5086 {
5087         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5088 }
5089
5090 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5091                                  size_t length)
5092 {
5093         unsigned int objects;
5094         int err;
5095
5096         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5097         if (err)
5098                 return err;
5099         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5100                 return -EINVAL;
5101
5102         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5103         flush_all(s);
5104         return length;
5105 }
5106 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5107
5108 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         if (!s->ctor)
5111                 return 0;
5112         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5115
5116 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5117 {
5118         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5119 }
5120 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5121
5122 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5123 {
5124         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5125 }
5126 SLAB_ATTR_RO(partial);
5127
5128 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5129 {
5130         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5131 }
5132 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5133
5134 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5135 {
5136         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5137 }
5138 SLAB_ATTR_RO(objects);
5139
5140 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5141 {
5142         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5143 }
5144 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5145
5146 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5147 {
5148         int objects = 0;
5149         int pages = 0;
5150         int cpu;
5151         int len = 0;
5152
5153         for_each_online_cpu(cpu) {
5154                 struct page *page;
5155
5156                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5157
5158                 if (page) {
5159                         pages += page->pages;
5160                         objects += page->pobjects;
5161                 }
5162         }
5163
5164         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5165
5166 #ifdef CONFIG_SMP
5167         for_each_online_cpu(cpu) {
5168                 struct page *page;
5169
5170                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5171                 if (page)
5172                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5173                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5174         }
5175 #endif
5176         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5177
5178         return len;
5179 }
5180 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5181
5182 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5183 {
5184         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5185 }
5186 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5187
5188 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5189 {
5190         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5191 }
5192 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5193
5194 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5195 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5196 {
5197         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5198 }
5199 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5200 #endif
5201
5202 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5203 {
5204         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5205 }
5206 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5207
5208 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5209 {
5210         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5211 }
5212 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5213
5214 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5215 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5216 {
5217         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5218 }
5219 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5220
5221 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5224 }
5225 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5226
5227 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5228 {
5229         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5230 }
5231 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5232
5233 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5234 {
5235         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5236 }
5237 SLAB_ATTR_RO(trace);
5238
5239 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5240 {
5241         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5242 }
5243
5244 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5245
5246 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5247 {
5248         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5249 }
5250
5251 SLAB_ATTR_RO(poison);
5252
5253 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5254 {
5255         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5256 }
5257
5258 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5259
5260 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5261 {
5262         return 0;
5263 }
5264
5265 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5266                         const char *buf, size_t length)
5267 {
5268         int ret = -EINVAL;
5269
5270         if (buf[0] == '1') {
5271                 ret = validate_slab_cache(s);
5272                 if (ret >= 0)
5273                         ret = length;
5274         }
5275         return ret;
5276 }
5277 SLAB_ATTR(validate);
5278
5279 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5280
5281 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5282 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5283 {
5284         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5285 }
5286 SLAB_ATTR_RO(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 sysfs_emit(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 = 0;
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 += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5349
5350 #ifdef CONFIG_SMP
5351         for_each_online_cpu(cpu) {
5352                 if (data[cpu])
5353                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5354                                              cpu, data[cpu]);
5355         }
5356 #endif
5357         kfree(data);
5358         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5359
5360         return len;
5361 }
5362
5363 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5364 {
5365         int cpu;
5366
5367         for_each_online_cpu(cpu)
5368                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5369 }
5370
5371 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5372 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5373 {                                                               \
5374         return show_stat(s, buf, si);                           \
5375 }                                                               \
5376 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5377                                 const char *buf, size_t length) \
5378 {                                                               \
5379         if (buf[0] != '0')                                      \
5380                 return -EINVAL;                                 \
5381         clear_stat(s, si);                                      \
5382         return length;                                          \
5383 }                                                               \
5384 SLAB_ATTR(text);                                                \
5385
5386 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5387 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5388 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5389 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5390 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5391 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5392 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5394 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5396 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5397 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5398 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5399 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5402 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5403 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5405 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5406 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5407 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5408 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5409 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5410 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5411 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5412 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5413
5414 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5415         &slab_size_attr.attr,
5416         &object_size_attr.attr,
5417         &objs_per_slab_attr.attr,
5418         &order_attr.attr,
5419         &min_partial_attr.attr,
5420         &cpu_partial_attr.attr,
5421         &objects_attr.attr,
5422         &objects_partial_attr.attr,
5423         &partial_attr.attr,
5424         &cpu_slabs_attr.attr,
5425         &ctor_attr.attr,
5426         &aliases_attr.attr,
5427         &align_attr.attr,
5428         &hwcache_align_attr.attr,
5429         &reclaim_account_attr.attr,
5430         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5431         &shrink_attr.attr,
5432         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5433 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5434         &total_objects_attr.attr,
5435         &slabs_attr.attr,
5436         &sanity_checks_attr.attr,
5437         &trace_attr.attr,
5438         &red_zone_attr.attr,
5439         &poison_attr.attr,
5440         &store_user_attr.attr,
5441         &validate_attr.attr,
5442 #endif
5443 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5444         &cache_dma_attr.attr,
5445 #endif
5446 #ifdef CONFIG_NUMA
5447         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5448 #endif
5449 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5450         &alloc_fastpath_attr.attr,
5451         &alloc_slowpath_attr.attr,
5452         &free_fastpath_attr.attr,
5453         &free_slowpath_attr.attr,
5454         &free_frozen_attr.attr,
5455         &free_add_partial_attr.attr,
5456         &free_remove_partial_attr.attr,
5457         &alloc_from_partial_attr.attr,
5458         &alloc_slab_attr.attr,
5459         &alloc_refill_attr.attr,
5460         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5461         &free_slab_attr.attr,
5462         &cpuslab_flush_attr.attr,
5463         &deactivate_full_attr.attr,
5464         &deactivate_empty_attr.attr,
5465         &deactivate_to_head_attr.attr,
5466         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5467         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5468         &deactivate_bypass_attr.attr,
5469         &order_fallback_attr.attr,
5470         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5471         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5472         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5473         &cpu_partial_free_attr.attr,
5474         &cpu_partial_node_attr.attr,
5475         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5476 #endif
5477 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5478         &failslab_attr.attr,
5479 #endif
5480         &usersize_attr.attr,
5481
5482         NULL
5483 };
5484
5485 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5486         .attrs = slab_attrs,
5487 };
5488
5489 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5490                                 struct attribute *attr,
5491                                 char *buf)
5492 {
5493         struct slab_attribute *attribute;
5494         struct kmem_cache *s;
5495         int err;
5496
5497         attribute = to_slab_attr(attr);
5498         s = to_slab(kobj);
5499
5500         if (!attribute->show)
5501                 return -EIO;
5502
5503         err = attribute->show(s, buf);
5504
5505         return err;
5506 }
5507
5508 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5509                                 struct attribute *attr,
5510                                 const char *buf, size_t len)
5511 {
5512         struct slab_attribute *attribute;
5513         struct kmem_cache *s;
5514         int err;
5515
5516         attribute = to_slab_attr(attr);
5517         s = to_slab(kobj);
5518
5519         if (!attribute->store)
5520                 return -EIO;
5521
5522         err = attribute->store(s, buf, len);
5523         return err;
5524 }
5525
5526 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5527 {
5528         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5529 }
5530
5531 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5532         .show = slab_attr_show,
5533         .store = slab_attr_store,
5534 };
5535
5536 static struct kobj_type slab_ktype = {
5537         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5538         .release = kmem_cache_release,
5539 };
5540
5541 static struct kset *slab_kset;
5542
5543 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5544 {
5545         return slab_kset;
5546 }
5547
5548 #define ID_STR_LENGTH 64
5549
5550 /* Create a unique string id for a slab cache:
5551  *
5552  * Format       :[flags-]size
5553  */
5554 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5555 {
5556         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5557         char *p = name;
5558
5559         BUG_ON(!name);
5560
5561         *p++ = ':';
5562         /*
5563          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5564          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5565          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5566          * are matched during merging to guarantee that the id is
5567          * unique.
5568          */
5569         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5570                 *p++ = 'd';
5571         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5572                 *p++ = 'D';
5573         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5574                 *p++ = 'a';
5575         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5576                 *p++ = 'F';
5577         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5578                 *p++ = 'A';
5579         if (p != name + 1)
5580                 *p++ = '-';
5581         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5582
5583         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5584         return name;
5585 }
5586
5587 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5588 {
5589         int err;
5590         const char *name;
5591         struct kset *kset = cache_kset(s);
5592         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5593
5594         if (!kset) {
5595                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5596                 return 0;
5597         }
5598
5599         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5600                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5601                 unmergeable = 1;
5602
5603         if (unmergeable) {
5604                 /*
5605                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5606                  * This is typically the case for debug situations. In that
5607                  * case we can catch duplicate names easily.
5608                  */
5609                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5610                 name = s->name;
5611         } else {
5612                 /*
5613                  * Create a unique name for the slab as a target
5614                  * for the symlinks.
5615                  */
5616                 name = create_unique_id(s);
5617         }
5618
5619         s->kobj.kset = kset;
5620         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5621         if (err)
5622                 goto out;
5623
5624         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5625         if (err)
5626                 goto out_del_kobj;
5627
5628         if (!unmergeable) {
5629                 /* Setup first alias */
5630                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5631         }
5632 out:
5633         if (!unmergeable)
5634                 kfree(name);
5635         return err;
5636 out_del_kobj:
5637         kobject_del(&s->kobj);
5638         goto out;
5639 }
5640
5641 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5642 {
5643         if (slab_state >= FULL)
5644                 kobject_del(&s->kobj);
5645 }
5646
5647 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5648 {
5649         if (slab_state >= FULL)
5650                 kobject_put(&s->kobj);
5651 }
5652
5653 /*
5654  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5655  * available lest we lose that information.
5656  */
5657 struct saved_alias {
5658         struct kmem_cache *s;
5659         const char *name;
5660         struct saved_alias *next;
5661 };
5662
5663 static struct saved_alias *alias_list;
5664
5665 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5666 {
5667         struct saved_alias *al;
5668
5669         if (slab_state == FULL) {
5670                 /*
5671                  * If we have a leftover link then remove it.
5672                  */
5673                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5674                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5675         }
5676
5677         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5678         if (!al)
5679                 return -ENOMEM;
5680
5681         al->s = s;
5682         al->name = name;
5683         al->next = alias_list;
5684         alias_list = al;
5685         return 0;
5686 }
5687
5688 static int __init slab_sysfs_init(void)
5689 {
5690         struct kmem_cache *s;
5691         int err;
5692
5693         mutex_lock(&slab_mutex);
5694
5695         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5696         if (!slab_kset) {
5697                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5698                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5699                 return -ENOSYS;
5700         }
5701
5702         slab_state = FULL;
5703
5704         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5705                 err = sysfs_slab_add(s);
5706                 if (err)
5707                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5708                                s->name);
5709         }
5710
5711         while (alias_list) {
5712                 struct saved_alias *al = alias_list;
5713
5714                 alias_list = alias_list->next;
5715                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5716                 if (err)
5717                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5718                                al->name);
5719                 kfree(al);
5720         }
5721
5722         mutex_unlock(&slab_mutex);
5723         return 0;
5724 }
5725
5726 __initcall(slab_sysfs_init);
5727 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5728
5729 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5730 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5731 {
5732
5733         struct location *l;
5734         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5735         struct loc_track *t = seq->private;
5736
5737         if (idx < t->count) {
5738                 l = &t->loc[idx];
5739
5740                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5741
5742                 if (l->addr)
5743                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5744                 else
5745                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5746
5747                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5748                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5749                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5750                                 l->max_time);
5751                 } else
5752                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5753
5754                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5755                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5756                 else
5757                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5758                                 l->min_pid);
5759
5760                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5761                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5762                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5763
5764                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5765                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5766                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5767
5768                 seq_puts(seq, "\n");
5769         }
5770
5771         if (!idx && !t->count)
5772                 seq_puts(seq, "No data\n");
5773
5774         return 0;
5775 }
5776
5777 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5778 {
5779 }
5780
5781 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5782 {
5783         struct loc_track *t = seq->private;
5784
5785         v = ppos;
5786         ++*ppos;
5787         if (*ppos <= t->count)
5788                 return v;
5789
5790         return NULL;
5791 }
5792
5793 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5794 {
5795         return ppos;
5796 }
5797
5798 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5799         .start  = slab_debugfs_start,
5800         .next   = slab_debugfs_next,
5801         .stop   = slab_debugfs_stop,
5802         .show   = slab_debugfs_show,
5803 };
5804
5805 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5806 {
5807
5808         struct kmem_cache_node *n;
5809         enum track_item alloc;
5810         int node;
5811         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5812                                                 sizeof(struct loc_track));
5813         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5814
5815         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5816                 alloc = TRACK_ALLOC;
5817         else
5818                 alloc = TRACK_FREE;
5819
5820         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
5821                 return -ENOMEM;
5822
5823         /* Push back cpu slabs */
5824         flush_all(s);
5825
5826         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5827                 unsigned long flags;
5828                 struct page *page;
5829
5830                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5831                         continue;
5832
5833                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5834                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5835                         process_slab(t, s, page, alloc);
5836                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5837                         process_slab(t, s, page, alloc);
5838                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5839         }
5840
5841         return 0;
5842 }
5843
5844 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5845 {
5846         struct seq_file *seq = file->private_data;
5847         struct loc_track *t = seq->private;
5848
5849         free_loc_track(t);
5850         return seq_release_private(inode, file);
5851 }
5852
5853 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5854         .open    = slab_debug_trace_open,
5855         .read    = seq_read,
5856         .llseek  = seq_lseek,
5857         .release = slab_debug_trace_release,
5858 };
5859
5860 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5861 {
5862         struct dentry *slab_cache_dir;
5863
5864         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5865                 return;
5866
5867         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5868
5869         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5870                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5871
5872         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5873                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5874 }
5875
5876 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5877 {
5878         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5879 }
5880
5881 static int __init slab_debugfs_init(void)
5882 {
5883         struct kmem_cache *s;
5884
5885         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5886
5887         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5888                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5889                         debugfs_slab_add(s);
5890
5891         return 0;
5892
5893 }
5894 __initcall(slab_debugfs_init);
5895 #endif
5896 /*
5897  * The /proc/slabinfo ABI
5898  */
5899 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5900 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5901 {
5902         unsigned long nr_slabs = 0;
5903         unsigned long nr_objs = 0;
5904         unsigned long nr_free = 0;
5905         int node;
5906         struct kmem_cache_node *n;
5907
5908         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5909                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5910                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5911                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5912         }
5913
5914         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5915         sinfo->num_objs = nr_objs;
5916         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5917         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5918         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5919         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5920 }
5921
5922 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5923 {
5924 }
5925
5926 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5927                        size_t count, loff_t *ppos)
5928 {
5929         return -EIO;
5930 }
5931 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */