clk: zynqmp: fix memory leak in zynqmp_register_clocks
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
127 {
128         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
129                 p += s->red_left_pad;
130
131         return p;
132 }
133
134 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
135 {
136 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
137         return !kmem_cache_debug(s);
138 #else
139         return false;
140 #endif
141 }
142
143 /*
144  * Issues still to be resolved:
145  *
146  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
147  *
148  * - Variable sizing of the per node arrays
149  */
150
151 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
152 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
153
154 /* Enable to log cmpxchg failures */
155 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
156
157 /*
158  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
159  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
160  */
161 #define MIN_PARTIAL 5
162
163 /*
164  * Maximum number of desirable partial slabs.
165  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
166  * sort the partial list by the number of objects in use.
167  */
168 #define MAX_PARTIAL 10
169
170 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
171                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 /*
174  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
175  * issues when checking or reading debug information
176  */
177 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
178                                 SLAB_TRACE)
179
180
181 /*
182  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
183  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
184  * metadata.
185  */
186 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
187
188 #define OO_SHIFT        16
189 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
190 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
191
192 /* Internal SLUB flags */
193 /* Poison object */
194 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
195 /* Use cmpxchg_double */
196 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
197
198 /*
199  * Tracking user of a slab.
200  */
201 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
202 struct track {
203         unsigned long addr;     /* Called from address */
204 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
205         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
206 #endif
207         int cpu;                /* Was running on cpu */
208         int pid;                /* Pid context */
209         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
210 };
211
212 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
213
214 #ifdef CONFIG_SYSFS
215 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
216 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
217 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
218 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
219 #else
220 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
221 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
222                                                         { return 0; }
223 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
224 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         /*
252          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
253          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
254          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
255          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
256          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
257          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
258          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
259          * freepointer to be restored incorrectly.
260          */
261         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
262                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
263 #else
264         return ptr;
265 #endif
266 }
267
268 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
269 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
270                                          void *ptr_addr)
271 {
272         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
273                             (unsigned long)ptr_addr);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
279 }
280
281 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
282 {
283         prefetch(object + s->offset);
284 }
285
286 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
287 {
288         unsigned long freepointer_addr;
289         void *p;
290
291         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
292                 return get_freepointer(s, object);
293
294         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
295         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
296         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
297 }
298
299 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
300 {
301         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
302
303 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
304         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
305 #endif
306
307         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
308 }
309
310 /* Loop over all objects in a slab */
311 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
312         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
313                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
314                 __p += (__s)->size)
315
316 /* Determine object index from a given position */
317 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
318 {
319         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
320 }
321
322 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
323 {
324         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
325 }
326
327 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
328                 unsigned int size)
329 {
330         struct kmem_cache_order_objects x = {
331                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
332         };
333
334         return x;
335 }
336
337 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x >> OO_SHIFT;
340 }
341
342 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
343 {
344         return x.x & OO_MASK;
345 }
346
347 /*
348  * Per slab locking using the pagelock
349  */
350 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
351 {
352         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
353         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
354 }
355
356 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
357 {
358         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
370     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
371         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
372                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
373                                    freelist_old, counters_old,
374                                    freelist_new, counters_new))
375                         return true;
376         } else
377 #endif
378         {
379                 slab_lock(page);
380                 if (page->freelist == freelist_old &&
381                                         page->counters == counters_old) {
382                         page->freelist = freelist_new;
383                         page->counters = counters_new;
384                         slab_unlock(page);
385                         return true;
386                 }
387                 slab_unlock(page);
388         }
389
390         cpu_relax();
391         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
392
393 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
394         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
395 #endif
396
397         return false;
398 }
399
400 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
401                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
402                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
403                 const char *n)
404 {
405 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
406     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
407         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
408                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
409                                    freelist_old, counters_old,
410                                    freelist_new, counters_new))
411                         return true;
412         } else
413 #endif
414         {
415                 unsigned long flags;
416
417                 local_irq_save(flags);
418                 slab_lock(page);
419                 if (page->freelist == freelist_old &&
420                                         page->counters == counters_old) {
421                         page->freelist = freelist_new;
422                         page->counters = counters_new;
423                         slab_unlock(page);
424                         local_irq_restore(flags);
425                         return true;
426                 }
427                 slab_unlock(page);
428                 local_irq_restore(flags);
429         }
430
431         cpu_relax();
432         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
433
434 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
435         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
436 #endif
437
438         return false;
439 }
440
441 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
442 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
443 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
444
445 /*
446  * Determine a map of object in use on a page.
447  *
448  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
449  * not vanish from under us.
450  */
451 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
452         __acquires(&object_map_lock)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
458
459         spin_lock(&object_map_lock);
460
461         bitmap_zero(object_map, page->objects);
462
463         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
464                 set_bit(slab_index(p, s, addr), object_map);
465
466         return object_map;
467 }
468
469 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
470 {
471         VM_BUG_ON(map != object_map);
472         lockdep_assert_held(&object_map_lock);
473
474         spin_unlock(&object_map_lock);
475 }
476
477 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
478 {
479         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
480                 return s->size - s->red_left_pad;
481
482         return s->size;
483 }
484
485 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
486 {
487         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
488                 p -= s->red_left_pad;
489
490         return p;
491 }
492
493 /*
494  * Debug settings:
495  */
496 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
497 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
498 #else
499 static slab_flags_t slub_debug;
500 #endif
501
502 static char *slub_debug_slabs;
503 static int disable_higher_order_debug;
504
505 /*
506  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
507  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
508  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
509  * to tell kasan that these accesses are OK.
510  */
511 static inline void metadata_access_enable(void)
512 {
513         kasan_disable_current();
514 }
515
516 static inline void metadata_access_disable(void)
517 {
518         kasan_enable_current();
519 }
520
521 /*
522  * Object debugging
523  */
524
525 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
526 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
527                                 struct page *page, void *object)
528 {
529         void *base;
530
531         if (!object)
532                 return 1;
533
534         base = page_address(page);
535         object = kasan_reset_tag(object);
536         object = restore_red_left(s, object);
537         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
538                 (object - base) % s->size) {
539                 return 0;
540         }
541
542         return 1;
543 }
544
545 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
546                           unsigned int length)
547 {
548         metadata_access_enable();
549         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
550                         length, 1);
551         metadata_access_disable();
552 }
553
554 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
555         enum track_item alloc)
556 {
557         struct track *p;
558
559         if (s->offset)
560                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
561         else
562                 p = object + s->inuse;
563
564         return p + alloc;
565 }
566
567 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
568                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
569 {
570         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
571
572         if (addr) {
573 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
574                 unsigned int nr_entries;
575
576                 metadata_access_enable();
577                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
578                 metadata_access_disable();
579
580                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
581                         p->addrs[nr_entries] = 0;
582 #endif
583                 p->addr = addr;
584                 p->cpu = smp_processor_id();
585                 p->pid = current->pid;
586                 p->when = jiffies;
587         } else {
588                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
589         }
590 }
591
592 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
593 {
594         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
595                 return;
596
597         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
598         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
599 }
600
601 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
602 {
603         if (!t->addr)
604                 return;
605
606         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
607                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
608 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
609         {
610                 int i;
611                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
612                         if (t->addrs[i])
613                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
614                         else
615                                 break;
616         }
617 #endif
618 }
619
620 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
621 {
622         unsigned long pr_time = jiffies;
623         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
624                 return;
625
626         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
627         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
628 }
629
630 static void print_page_info(struct page *page)
631 {
632         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
633                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
634
635 }
636
637 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("=============================================================================\n");
646         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
647         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
648
649         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
650         va_end(args);
651 }
652
653 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
654 {
655         struct va_format vaf;
656         va_list args;
657
658         va_start(args, fmt);
659         vaf.fmt = fmt;
660         vaf.va = &args;
661         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
662         va_end(args);
663 }
664
665 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
666 {
667         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
668         u8 *addr = page_address(page);
669
670         print_tracking(s, p);
671
672         print_page_info(page);
673
674         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
675                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
678                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
679                               s->red_left_pad);
680         else if (p > addr + 16)
681                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
682
683         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
684                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
687                         s->inuse - s->object_size);
688
689         if (s->offset)
690                 off = s->offset + sizeof(void *);
691         else
692                 off = s->inuse;
693
694         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
695                 off += 2 * sizeof(struct track);
696
697         off += kasan_metadata_size(s);
698
699         if (off != size_from_object(s))
700                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
701                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
702                               size_from_object(s) - off);
703
704         dump_stack();
705 }
706
707 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
708                         u8 *object, char *reason)
709 {
710         slab_bug(s, "%s", reason);
711         print_trailer(s, page, object);
712 }
713
714 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
715                         const char *fmt, ...)
716 {
717         va_list args;
718         char buf[100];
719
720         va_start(args, fmt);
721         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
722         va_end(args);
723         slab_bug(s, "%s", buf);
724         print_page_info(page);
725         dump_stack();
726 }
727
728 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
729 {
730         u8 *p = object;
731
732         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
733                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
734
735         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
736                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
737                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
738         }
739
740         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
741                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
742 }
743
744 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
745                                                 void *from, void *to)
746 {
747         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
748         memset(from, data, to - from);
749 }
750
751 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
752                         u8 *object, char *what,
753                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
754 {
755         u8 *fault;
756         u8 *end;
757         u8 *addr = page_address(page);
758
759         metadata_access_enable();
760         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
761         metadata_access_disable();
762         if (!fault)
763                 return 1;
764
765         end = start + bytes;
766         while (end > fault && end[-1] == value)
767                 end--;
768
769         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
770         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
771                                         fault, end - 1, fault - addr,
772                                         fault[0], value);
773         print_trailer(s, page, object);
774
775         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
776         return 0;
777 }
778
779 /*
780  * Object layout:
781  *
782  * object address
783  *      Bytes of the object to be managed.
784  *      If the freepointer may overlay the object then the free
785  *      pointer is the first word of the object.
786  *
787  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
788  *      0xa5 (POISON_END)
789  *
790  * object + s->object_size
791  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
792  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
793  *      object_size == inuse.
794  *
795  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
796  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
797  *
798  * object + s->inuse
799  *      Meta data starts here.
800  *
801  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
802  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
803  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
804  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
805  *              before the word boundary.
806  *
807  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
808  *
809  * object + s->size
810  *      Nothing is used beyond s->size.
811  *
812  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
813  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
814  * may be used with merged slabcaches.
815  */
816
817 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
818 {
819         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
820
821         if (s->offset)
822                 /* Freepointer is placed after the object. */
823                 off += sizeof(void *);
824
825         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
826                 /* We also have user information there */
827                 off += 2 * sizeof(struct track);
828
829         off += kasan_metadata_size(s);
830
831         if (size_from_object(s) == off)
832                 return 1;
833
834         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
835                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
836 }
837
838 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
839 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
840 {
841         u8 *start;
842         u8 *fault;
843         u8 *end;
844         u8 *pad;
845         int length;
846         int remainder;
847
848         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
849                 return 1;
850
851         start = page_address(page);
852         length = page_size(page);
853         end = start + length;
854         remainder = length % s->size;
855         if (!remainder)
856                 return 1;
857
858         pad = end - remainder;
859         metadata_access_enable();
860         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
861         metadata_access_disable();
862         if (!fault)
863                 return 1;
864         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
865                 end--;
866
867         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
868                         fault, end - 1, fault - start);
869         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
870
871         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
872         return 0;
873 }
874
875 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
876                                         void *object, u8 val)
877 {
878         u8 *p = object;
879         u8 *endobject = object + s->object_size;
880
881         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
882                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
883                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
884                         return 0;
885
886                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
887                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
888                         return 0;
889         } else {
890                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
891                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
892                                 endobject, POISON_INUSE,
893                                 s->inuse - s->object_size);
894                 }
895         }
896
897         if (s->flags & SLAB_POISON) {
898                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
899                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
900                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
901                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
902                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
903                         return 0;
904                 /*
905                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
906                  */
907                 check_pad_bytes(s, page, p);
908         }
909
910         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
911                 /*
912                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
913                  * freepointer while object is allocated.
914                  */
915                 return 1;
916
917         /* Check free pointer validity */
918         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
919                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
920                 /*
921                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
922                  * of the free objects in this slab. May cause
923                  * another error because the object count is now wrong.
924                  */
925                 set_freepointer(s, p, NULL);
926                 return 0;
927         }
928         return 1;
929 }
930
931 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
932 {
933         int maxobj;
934
935         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
936
937         if (!PageSlab(page)) {
938                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
939                 return 0;
940         }
941
942         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
943         if (page->objects > maxobj) {
944                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
945                         page->objects, maxobj);
946                 return 0;
947         }
948         if (page->inuse > page->objects) {
949                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
950                         page->inuse, page->objects);
951                 return 0;
952         }
953         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
954         slab_pad_check(s, page);
955         return 1;
956 }
957
958 /*
959  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
960  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
961  */
962 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
963 {
964         int nr = 0;
965         void *fp;
966         void *object = NULL;
967         int max_objects;
968
969         fp = page->freelist;
970         while (fp && nr <= page->objects) {
971                 if (fp == search)
972                         return 1;
973                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
974                         if (object) {
975                                 object_err(s, page, object,
976                                         "Freechain corrupt");
977                                 set_freepointer(s, object, NULL);
978                         } else {
979                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
980                                 page->freelist = NULL;
981                                 page->inuse = page->objects;
982                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
983                                 return 0;
984                         }
985                         break;
986                 }
987                 object = fp;
988                 fp = get_freepointer(s, object);
989                 nr++;
990         }
991
992         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
993         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
994                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
995
996         if (page->objects != max_objects) {
997                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
998                          page->objects, max_objects);
999                 page->objects = max_objects;
1000                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1001         }
1002         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1003                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1004                          page->inuse, page->objects - nr);
1005                 page->inuse = page->objects - nr;
1006                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1007         }
1008         return search == NULL;
1009 }
1010
1011 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1012                                                                 int alloc)
1013 {
1014         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1015                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1016                         s->name,
1017                         alloc ? "alloc" : "free",
1018                         object, page->inuse,
1019                         page->freelist);
1020
1021                 if (!alloc)
1022                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1023                                         s->object_size);
1024
1025                 dump_stack();
1026         }
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1031  */
1032 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1033         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1034 {
1035         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1036                 return;
1037
1038         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1039         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1040 }
1041
1042 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1043 {
1044         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1045                 return;
1046
1047         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1048         list_del(&page->slab_list);
1049 }
1050
1051 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1052 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1053 {
1054         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1055
1056         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1057 }
1058
1059 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1060 {
1061         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1062 }
1063
1064 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1065 {
1066         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1067
1068         /*
1069          * May be called early in order to allocate a slab for the
1070          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1071          * dilemma by deferring the increment of the count during
1072          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1073          */
1074         if (likely(n)) {
1075                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1076                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1077         }
1078 }
1079 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1080 {
1081         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1082
1083         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1084         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1085 }
1086
1087 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1088 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1089                                                                 void *object)
1090 {
1091         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1092                 return;
1093
1094         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1095         init_tracking(s, object);
1096 }
1097
1098 static
1099 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1100 {
1101         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1102                 return;
1103
1104         metadata_access_enable();
1105         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1106         metadata_access_disable();
1107 }
1108
1109 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1110                                         struct page *page, void *object)
1111 {
1112         if (!check_slab(s, page))
1113                 return 0;
1114
1115         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1116                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1117                 return 0;
1118         }
1119
1120         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1121                 return 0;
1122
1123         return 1;
1124 }
1125
1126 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1127                                         struct page *page,
1128                                         void *object, unsigned long addr)
1129 {
1130         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1131                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1132                         goto bad;
1133         }
1134
1135         /* Success perform special debug activities for allocs */
1136         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1137                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1138         trace(s, page, object, 1);
1139         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1140         return 1;
1141
1142 bad:
1143         if (PageSlab(page)) {
1144                 /*
1145                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1146                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1147                  * as used avoids touching the remaining objects.
1148                  */
1149                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1150                 page->inuse = page->objects;
1151                 page->freelist = NULL;
1152         }
1153         return 0;
1154 }
1155
1156 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1157                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1158 {
1159         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1160                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1161                 return 0;
1162         }
1163
1164         if (on_freelist(s, page, object)) {
1165                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1166                 return 0;
1167         }
1168
1169         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1170                 return 0;
1171
1172         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1173                 if (!PageSlab(page)) {
1174                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1175                                  object);
1176                 } else if (!page->slab_cache) {
1177                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1178                                object);
1179                         dump_stack();
1180                 } else
1181                         object_err(s, page, object,
1182                                         "page slab pointer corrupt.");
1183                 return 0;
1184         }
1185         return 1;
1186 }
1187
1188 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1189 static noinline int free_debug_processing(
1190         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1191         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1192         unsigned long addr)
1193 {
1194         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1195         void *object = head;
1196         int cnt = 0;
1197         unsigned long uninitialized_var(flags);
1198         int ret = 0;
1199
1200         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1201         slab_lock(page);
1202
1203         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1204                 if (!check_slab(s, page))
1205                         goto out;
1206         }
1207
1208 next_object:
1209         cnt++;
1210
1211         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1212                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1213                         goto out;
1214         }
1215
1216         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1217                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1218         trace(s, page, object, 0);
1219         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1220         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1221
1222         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1223         if (object != tail) {
1224                 object = get_freepointer(s, object);
1225                 goto next_object;
1226         }
1227         ret = 1;
1228
1229 out:
1230         if (cnt != bulk_cnt)
1231                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1232                          bulk_cnt, cnt);
1233
1234         slab_unlock(page);
1235         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1236         if (!ret)
1237                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1238         return ret;
1239 }
1240
1241 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1242 {
1243         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1244         if (*str++ != '=' || !*str)
1245                 /*
1246                  * No options specified. Switch on full debugging.
1247                  */
1248                 goto out;
1249
1250         if (*str == ',')
1251                 /*
1252                  * No options but restriction on slabs. This means full
1253                  * debugging for slabs matching a pattern.
1254                  */
1255                 goto check_slabs;
1256
1257         slub_debug = 0;
1258         if (*str == '-')
1259                 /*
1260                  * Switch off all debugging measures.
1261                  */
1262                 goto out;
1263
1264         /*
1265          * Determine which debug features should be switched on
1266          */
1267         for (; *str && *str != ','; str++) {
1268                 switch (tolower(*str)) {
1269                 case 'f':
1270                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1271                         break;
1272                 case 'z':
1273                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1274                         break;
1275                 case 'p':
1276                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1277                         break;
1278                 case 'u':
1279                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1280                         break;
1281                 case 't':
1282                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1283                         break;
1284                 case 'a':
1285                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1286                         break;
1287                 case 'o':
1288                         /*
1289                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1290                          * order would increase as a result.
1291                          */
1292                         disable_higher_order_debug = 1;
1293                         break;
1294                 default:
1295                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1296                                *str);
1297                 }
1298         }
1299
1300 check_slabs:
1301         if (*str == ',')
1302                 slub_debug_slabs = str + 1;
1303 out:
1304         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1305              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1306             (slub_debug & SLAB_POISON))
1307                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1308         return 1;
1309 }
1310
1311 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1312
1313 /*
1314  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1315  * @object_size:        the size of an object without meta data
1316  * @flags:              flags to set
1317  * @name:               name of the cache
1318  * @ctor:               constructor function
1319  *
1320  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1321  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1322  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1323  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1324  */
1325 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1326         slab_flags_t flags, const char *name,
1327         void (*ctor)(void *))
1328 {
1329         char *iter;
1330         size_t len;
1331
1332         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1333         if (!slub_debug_slabs)
1334                 return flags | slub_debug;
1335
1336         len = strlen(name);
1337         iter = slub_debug_slabs;
1338         while (*iter) {
1339                 char *end, *glob;
1340                 size_t cmplen;
1341
1342                 end = strchrnul(iter, ',');
1343
1344                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1345                 if (glob)
1346                         cmplen = glob - iter;
1347                 else
1348                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1349
1350                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1351                         flags |= slub_debug;
1352                         break;
1353                 }
1354
1355                 if (!*end)
1356                         break;
1357                 iter = end + 1;
1358         }
1359
1360         return flags;
1361 }
1362 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1363 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1364                         struct page *page, void *object) {}
1365 static inline
1366 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1367
1368 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1369         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1370
1371 static inline int free_debug_processing(
1372         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1373         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1374         unsigned long addr) { return 0; }
1375
1376 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1377                         { return 1; }
1378 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1379                         void *object, u8 val) { return 1; }
1380 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1381                                         struct page *page) {}
1382 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1383                                         struct page *page) {}
1384 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1385         slab_flags_t flags, const char *name,
1386         void (*ctor)(void *))
1387 {
1388         return flags;
1389 }
1390 #define slub_debug 0
1391
1392 #define disable_higher_order_debug 0
1393
1394 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1395                                                         { return 0; }
1396 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1397                                                         { return 0; }
1398 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1399                                                         int objects) {}
1400 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1401                                                         int objects) {}
1402
1403 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1404
1405 /*
1406  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1407  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1408  */
1409 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1410 {
1411         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1412         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1413         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1414         return ptr;
1415 }
1416
1417 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1418 {
1419         kmemleak_free(x);
1420         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1421 }
1422
1423 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1424 {
1425         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1426
1427         /*
1428          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1429          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1430          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1431          */
1432 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1433         {
1434                 unsigned long flags;
1435
1436                 local_irq_save(flags);
1437                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1438                 local_irq_restore(flags);
1439         }
1440 #endif
1441         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1442                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1443
1444         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1445         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1446 }
1447
1448 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1449                                            void **head, void **tail)
1450 {
1451
1452         void *object;
1453         void *next = *head;
1454         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1455         int rsize;
1456
1457         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1458         *head = NULL;
1459         *tail = NULL;
1460
1461         do {
1462                 object = next;
1463                 next = get_freepointer(s, object);
1464
1465                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1466                         /*
1467                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1468                          * the redzone.
1469                          */
1470                         memset(object, 0, s->object_size);
1471                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1472                                                            : 0;
1473                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1474                                s->size - s->inuse - rsize);
1475
1476                 }
1477                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1478                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1479                         /* Move object to the new freelist */
1480                         set_freepointer(s, object, *head);
1481                         *head = object;
1482                         if (!*tail)
1483                                 *tail = object;
1484                 }
1485         } while (object != old_tail);
1486
1487         if (*head == *tail)
1488                 *tail = NULL;
1489
1490         return *head != NULL;
1491 }
1492
1493 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1494                                 void *object)
1495 {
1496         setup_object_debug(s, page, object);
1497         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1498         if (unlikely(s->ctor)) {
1499                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1500                 s->ctor(object);
1501                 kasan_poison_object_data(s, object);
1502         }
1503         return object;
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Slab allocation and freeing
1508  */
1509 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1510                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1511 {
1512         struct page *page;
1513         unsigned int order = oo_order(oo);
1514
1515         if (node == NUMA_NO_NODE)
1516                 page = alloc_pages(flags, order);
1517         else
1518                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1519
1520         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1521                 __free_pages(page, order);
1522                 page = NULL;
1523         }
1524
1525         return page;
1526 }
1527
1528 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1529 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1530 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1531 {
1532         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1533         int err;
1534
1535         /* Bailout if already initialised */
1536         if (s->random_seq)
1537                 return 0;
1538
1539         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1540         if (err) {
1541                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1542                         s->name);
1543                 return err;
1544         }
1545
1546         /* Transform to an offset on the set of pages */
1547         if (s->random_seq) {
1548                 unsigned int i;
1549
1550                 for (i = 0; i < count; i++)
1551                         s->random_seq[i] *= s->size;
1552         }
1553         return 0;
1554 }
1555
1556 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1557 static void __init init_freelist_randomization(void)
1558 {
1559         struct kmem_cache *s;
1560
1561         mutex_lock(&slab_mutex);
1562
1563         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1564                 init_cache_random_seq(s);
1565
1566         mutex_unlock(&slab_mutex);
1567 }
1568
1569 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1570 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1571                                 unsigned long *pos, void *start,
1572                                 unsigned long page_limit,
1573                                 unsigned long freelist_count)
1574 {
1575         unsigned int idx;
1576
1577         /*
1578          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1579          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1580          */
1581         do {
1582                 idx = s->random_seq[*pos];
1583                 *pos += 1;
1584                 if (*pos >= freelist_count)
1585                         *pos = 0;
1586         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1587
1588         return (char *)start + idx;
1589 }
1590
1591 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1592 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1593 {
1594         void *start;
1595         void *cur;
1596         void *next;
1597         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1598
1599         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1600                 return false;
1601
1602         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1603         pos = get_random_int() % freelist_count;
1604
1605         page_limit = page->objects * s->size;
1606         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1607
1608         /* First entry is used as the base of the freelist */
1609         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1610                                 freelist_count);
1611         cur = setup_object(s, page, cur);
1612         page->freelist = cur;
1613
1614         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1615                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1616                         freelist_count);
1617                 next = setup_object(s, page, next);
1618                 set_freepointer(s, cur, next);
1619                 cur = next;
1620         }
1621         set_freepointer(s, cur, NULL);
1622
1623         return true;
1624 }
1625 #else
1626 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1627 {
1628         return 0;
1629 }
1630 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1631 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1632 {
1633         return false;
1634 }
1635 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1636
1637 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1638 {
1639         struct page *page;
1640         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1641         gfp_t alloc_gfp;
1642         void *start, *p, *next;
1643         int idx;
1644         bool shuffle;
1645
1646         flags &= gfp_allowed_mask;
1647
1648         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1649                 local_irq_enable();
1650
1651         flags |= s->allocflags;
1652
1653         /*
1654          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1655          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1656          */
1657         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1658         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1659                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1660
1661         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1662         if (unlikely(!page)) {
1663                 oo = s->min;
1664                 alloc_gfp = flags;
1665                 /*
1666                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1667                  * Try a lower order alloc if possible
1668                  */
1669                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1670                 if (unlikely(!page))
1671                         goto out;
1672                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1673         }
1674
1675         page->objects = oo_objects(oo);
1676
1677         page->slab_cache = s;
1678         __SetPageSlab(page);
1679         if (page_is_pfmemalloc(page))
1680                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1681
1682         kasan_poison_slab(page);
1683
1684         start = page_address(page);
1685
1686         setup_page_debug(s, page, start);
1687
1688         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1689
1690         if (!shuffle) {
1691                 start = fixup_red_left(s, start);
1692                 start = setup_object(s, page, start);
1693                 page->freelist = start;
1694                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1695                         next = p + s->size;
1696                         next = setup_object(s, page, next);
1697                         set_freepointer(s, p, next);
1698                         p = next;
1699                 }
1700                 set_freepointer(s, p, NULL);
1701         }
1702
1703         page->inuse = page->objects;
1704         page->frozen = 1;
1705
1706 out:
1707         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1708                 local_irq_disable();
1709         if (!page)
1710                 return NULL;
1711
1712         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1713
1714         return page;
1715 }
1716
1717 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1718 {
1719         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1720                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1721                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1722                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1723                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1724                 dump_stack();
1725         }
1726
1727         return allocate_slab(s,
1728                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1729 }
1730
1731 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1732 {
1733         int order = compound_order(page);
1734         int pages = 1 << order;
1735
1736         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1737                 void *p;
1738
1739                 slab_pad_check(s, page);
1740                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1741                                                 page->objects)
1742                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1743         }
1744
1745         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1746         __ClearPageSlab(page);
1747
1748         page->mapping = NULL;
1749         if (current->reclaim_state)
1750                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1751         uncharge_slab_page(page, order, s);
1752         __free_pages(page, order);
1753 }
1754
1755 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1756 {
1757         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1758
1759         __free_slab(page->slab_cache, page);
1760 }
1761
1762 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1763 {
1764         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1765                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1766         } else
1767                 __free_slab(s, page);
1768 }
1769
1770 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1771 {
1772         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1773         free_slab(s, page);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Management of partially allocated slabs.
1778  */
1779 static inline void
1780 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1781 {
1782         n->nr_partial++;
1783         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1784                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1785         else
1786                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1787 }
1788
1789 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1790                                 struct page *page, int tail)
1791 {
1792         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1793         __add_partial(n, page, tail);
1794 }
1795
1796 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1797                                         struct page *page)
1798 {
1799         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1800         list_del(&page->slab_list);
1801         n->nr_partial--;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1806  * return the pointer to the freelist.
1807  *
1808  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1809  */
1810 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1811                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1812                 int mode, int *objects)
1813 {
1814         void *freelist;
1815         unsigned long counters;
1816         struct page new;
1817
1818         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1819
1820         /*
1821          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1822          * The old freelist is the list of objects for the
1823          * per cpu allocation list.
1824          */
1825         freelist = page->freelist;
1826         counters = page->counters;
1827         new.counters = counters;
1828         *objects = new.objects - new.inuse;
1829         if (mode) {
1830                 new.inuse = page->objects;
1831                 new.freelist = NULL;
1832         } else {
1833                 new.freelist = freelist;
1834         }
1835
1836         VM_BUG_ON(new.frozen);
1837         new.frozen = 1;
1838
1839         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1840                         freelist, counters,
1841                         new.freelist, new.counters,
1842                         "acquire_slab"))
1843                 return NULL;
1844
1845         remove_partial(n, page);
1846         WARN_ON(!freelist);
1847         return freelist;
1848 }
1849
1850 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1851 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1852
1853 /*
1854  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1855  */
1856 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1857                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1858 {
1859         struct page *page, *page2;
1860         void *object = NULL;
1861         unsigned int available = 0;
1862         int objects;
1863
1864         /*
1865          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1866          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1867          * partial slab and there is none available then get_partials()
1868          * will return NULL.
1869          */
1870         if (!n || !n->nr_partial)
1871                 return NULL;
1872
1873         spin_lock(&n->list_lock);
1874         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1875                 void *t;
1876
1877                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1878                         continue;
1879
1880                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1881                 if (!t)
1882                         break;
1883
1884                 available += objects;
1885                 if (!object) {
1886                         c->page = page;
1887                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1888                         object = t;
1889                 } else {
1890                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1891                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1892                 }
1893                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1894                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1895                         break;
1896
1897         }
1898         spin_unlock(&n->list_lock);
1899         return object;
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1904  */
1905 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1906                 struct kmem_cache_cpu *c)
1907 {
1908 #ifdef CONFIG_NUMA
1909         struct zonelist *zonelist;
1910         struct zoneref *z;
1911         struct zone *zone;
1912         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1913         void *object;
1914         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1915
1916         /*
1917          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1918          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1919          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1920          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1921          *
1922          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1923          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1924          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1925          * from other nodes and filled up.
1926          *
1927          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1928          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1929          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1930          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1931          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1932          * with available objects.
1933          */
1934         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1935                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1936                 return NULL;
1937
1938         do {
1939                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1940                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1941                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1942                         struct kmem_cache_node *n;
1943
1944                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1945
1946                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1947                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1948                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1949                                 if (object) {
1950                                         /*
1951                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1952                                          * here - if mems_allowed was updated in
1953                                          * parallel, that was a harmless race
1954                                          * between allocation and the cpuset
1955                                          * update
1956                                          */
1957                                         return object;
1958                                 }
1959                         }
1960                 }
1961         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1962 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1963         return NULL;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Get a partial page, lock it and return it.
1968  */
1969 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1970                 struct kmem_cache_cpu *c)
1971 {
1972         void *object;
1973         int searchnode = node;
1974
1975         if (node == NUMA_NO_NODE)
1976                 searchnode = numa_mem_id();
1977
1978         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1979         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1980                 return object;
1981
1982         return get_any_partial(s, flags, c);
1983 }
1984
1985 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
1986 /*
1987  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1988  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1989  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1990  */
1991 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1992 #else
1993 /*
1994  * No preemption supported therefore also no need to check for
1995  * different cpus.
1996  */
1997 #define TID_STEP 1
1998 #endif
1999
2000 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2001 {
2002         return tid + TID_STEP;
2003 }
2004
2005 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2006 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2007 {
2008         return tid % TID_STEP;
2009 }
2010
2011 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2012 {
2013         return tid / TID_STEP;
2014 }
2015 #endif
2016
2017 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2018 {
2019         return cpu;
2020 }
2021
2022 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2023                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2024 {
2025 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2026         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2027
2028         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2029
2030 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2031         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2032                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2033                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2034         else
2035 #endif
2036         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2037                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2038                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2039         else
2040                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2041                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2042 #endif
2043         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2044 }
2045
2046 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2047 {
2048         int cpu;
2049
2050         for_each_possible_cpu(cpu)
2051                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Remove the cpu slab
2056  */
2057 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2058                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2059 {
2060         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2061         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2062         int lock = 0;
2063         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2064         void *nextfree;
2065         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2066         struct page new;
2067         struct page old;
2068
2069         if (page->freelist) {
2070                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2071                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2072         }
2073
2074         /*
2075          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2076          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2077          * last one.
2078          *
2079          * There is no need to take the list->lock because the page
2080          * is still frozen.
2081          */
2082         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2083                 void *prior;
2084                 unsigned long counters;
2085
2086                 do {
2087                         prior = page->freelist;
2088                         counters = page->counters;
2089                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2090                         new.counters = counters;
2091                         new.inuse--;
2092                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2093
2094                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2095                         prior, counters,
2096                         freelist, new.counters,
2097                         "drain percpu freelist"));
2098
2099                 freelist = nextfree;
2100         }
2101
2102         /*
2103          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2104          * list presence reflects the actual number of objects
2105          * during unfreeze.
2106          *
2107          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2108          * with the count. If there is a mismatch then the page
2109          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2110          *
2111          * Then we restart the process which may have to remove
2112          * the page from the list that we just put it on again
2113          * because the number of objects in the slab may have
2114          * changed.
2115          */
2116 redo:
2117
2118         old.freelist = page->freelist;
2119         old.counters = page->counters;
2120         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2121
2122         /* Determine target state of the slab */
2123         new.counters = old.counters;
2124         if (freelist) {
2125                 new.inuse--;
2126                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2127                 new.freelist = freelist;
2128         } else
2129                 new.freelist = old.freelist;
2130
2131         new.frozen = 0;
2132
2133         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2134                 m = M_FREE;
2135         else if (new.freelist) {
2136                 m = M_PARTIAL;
2137                 if (!lock) {
2138                         lock = 1;
2139                         /*
2140                          * Taking the spinlock removes the possibility
2141                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2142                          * is frozen
2143                          */
2144                         spin_lock(&n->list_lock);
2145                 }
2146         } else {
2147                 m = M_FULL;
2148                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2149                         lock = 1;
2150                         /*
2151                          * This also ensures that the scanning of full
2152                          * slabs from diagnostic functions will not see
2153                          * any frozen slabs.
2154                          */
2155                         spin_lock(&n->list_lock);
2156                 }
2157         }
2158
2159         if (l != m) {
2160                 if (l == M_PARTIAL)
2161                         remove_partial(n, page);
2162                 else if (l == M_FULL)
2163                         remove_full(s, n, page);
2164
2165                 if (m == M_PARTIAL)
2166                         add_partial(n, page, tail);
2167                 else if (m == M_FULL)
2168                         add_full(s, n, page);
2169         }
2170
2171         l = m;
2172         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2173                                 old.freelist, old.counters,
2174                                 new.freelist, new.counters,
2175                                 "unfreezing slab"))
2176                 goto redo;
2177
2178         if (lock)
2179                 spin_unlock(&n->list_lock);
2180
2181         if (m == M_PARTIAL)
2182                 stat(s, tail);
2183         else if (m == M_FULL)
2184                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2185         else if (m == M_FREE) {
2186                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2187                 discard_slab(s, page);
2188                 stat(s, FREE_SLAB);
2189         }
2190
2191         c->page = NULL;
2192         c->freelist = NULL;
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2197  *
2198  * This function must be called with interrupts disabled
2199  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2200  * to guarantee no concurrent accesses).
2201  */
2202 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2203                 struct kmem_cache_cpu *c)
2204 {
2205 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2206         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2207         struct page *page, *discard_page = NULL;
2208
2209         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2210                 struct page new;
2211                 struct page old;
2212
2213                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2214
2215                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2216                 if (n != n2) {
2217                         if (n)
2218                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2219
2220                         n = n2;
2221                         spin_lock(&n->list_lock);
2222                 }
2223
2224                 do {
2225
2226                         old.freelist = page->freelist;
2227                         old.counters = page->counters;
2228                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2229
2230                         new.counters = old.counters;
2231                         new.freelist = old.freelist;
2232
2233                         new.frozen = 0;
2234
2235                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2236                                 old.freelist, old.counters,
2237                                 new.freelist, new.counters,
2238                                 "unfreezing slab"));
2239
2240                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2241                         page->next = discard_page;
2242                         discard_page = page;
2243                 } else {
2244                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2245                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2246                 }
2247         }
2248
2249         if (n)
2250                 spin_unlock(&n->list_lock);
2251
2252         while (discard_page) {
2253                 page = discard_page;
2254                 discard_page = discard_page->next;
2255
2256                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2257                 discard_slab(s, page);
2258                 stat(s, FREE_SLAB);
2259         }
2260 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2265  * partial page slot if available.
2266  *
2267  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2268  * per node partial list.
2269  */
2270 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2271 {
2272 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2273         struct page *oldpage;
2274         int pages;
2275         int pobjects;
2276
2277         preempt_disable();
2278         do {
2279                 pages = 0;
2280                 pobjects = 0;
2281                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2282
2283                 if (oldpage) {
2284                         pobjects = oldpage->pobjects;
2285                         pages = oldpage->pages;
2286                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2287                                 unsigned long flags;
2288                                 /*
2289                                  * partial array is full. Move the existing
2290                                  * set to the per node partial list.
2291                                  */
2292                                 local_irq_save(flags);
2293                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2294                                 local_irq_restore(flags);
2295                                 oldpage = NULL;
2296                                 pobjects = 0;
2297                                 pages = 0;
2298                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2299                         }
2300                 }
2301
2302                 pages++;
2303                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2304
2305                 page->pages = pages;
2306                 page->pobjects = pobjects;
2307                 page->next = oldpage;
2308
2309         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2310                                                                 != oldpage);
2311         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2312                 unsigned long flags;
2313
2314                 local_irq_save(flags);
2315                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2316                 local_irq_restore(flags);
2317         }
2318         preempt_enable();
2319 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2320 }
2321
2322 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2323 {
2324         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2325         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2326
2327         c->tid = next_tid(c->tid);
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Flush cpu slab.
2332  *
2333  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2334  */
2335 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2336 {
2337         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2338
2339         if (c->page)
2340                 flush_slab(s, c);
2341
2342         unfreeze_partials(s, c);
2343 }
2344
2345 static void flush_cpu_slab(void *d)
2346 {
2347         struct kmem_cache *s = d;
2348
2349         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2350 }
2351
2352 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2353 {
2354         struct kmem_cache *s = info;
2355         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2356
2357         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2358 }
2359
2360 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2361 {
2362         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2367  * necessary.
2368  */
2369 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2370 {
2371         struct kmem_cache *s;
2372         unsigned long flags;
2373
2374         mutex_lock(&slab_mutex);
2375         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2376                 local_irq_save(flags);
2377                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2378                 local_irq_restore(flags);
2379         }
2380         mutex_unlock(&slab_mutex);
2381         return 0;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2386  * locality expectations.
2387  */
2388 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2389 {
2390 #ifdef CONFIG_NUMA
2391         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2392                 return 0;
2393 #endif
2394         return 1;
2395 }
2396
2397 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2398 static int count_free(struct page *page)
2399 {
2400         return page->objects - page->inuse;
2401 }
2402
2403 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2404 {
2405         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2406 }
2407 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2408
2409 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2410 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2411                                         int (*get_count)(struct page *))
2412 {
2413         unsigned long flags;
2414         unsigned long x = 0;
2415         struct page *page;
2416
2417         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2418         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2419                 x += get_count(page);
2420         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2421         return x;
2422 }
2423 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2424
2425 static noinline void
2426 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2427 {
2428 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2429         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2430                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2431         int node;
2432         struct kmem_cache_node *n;
2433
2434         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2435                 return;
2436
2437         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2438                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2439         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2440                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2441                 oo_order(s->min));
2442
2443         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2444                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2445                         s->name);
2446
2447         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2448                 unsigned long nr_slabs;
2449                 unsigned long nr_objs;
2450                 unsigned long nr_free;
2451
2452                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2453                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2454                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2455
2456                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2457                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2458         }
2459 #endif
2460 }
2461
2462 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2463                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2464 {
2465         void *freelist;
2466         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2467         struct page *page;
2468
2469         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2470
2471         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2472
2473         if (freelist)
2474                 return freelist;
2475
2476         page = new_slab(s, flags, node);
2477         if (page) {
2478                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2479                 if (c->page)
2480                         flush_slab(s, c);
2481
2482                 /*
2483                  * No other reference to the page yet so we can
2484                  * muck around with it freely without cmpxchg
2485                  */
2486                 freelist = page->freelist;
2487                 page->freelist = NULL;
2488
2489                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2490                 c->page = page;
2491                 *pc = c;
2492         }
2493
2494         return freelist;
2495 }
2496
2497 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2498 {
2499         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2500                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2501
2502         return true;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2507  * per cpu freelist or deactivate the page.
2508  *
2509  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2510  *
2511  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2512  *
2513  * This function must be called with interrupt disabled.
2514  */
2515 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2516 {
2517         struct page new;
2518         unsigned long counters;
2519         void *freelist;
2520
2521         do {
2522                 freelist = page->freelist;
2523                 counters = page->counters;
2524
2525                 new.counters = counters;
2526                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2527
2528                 new.inuse = page->objects;
2529                 new.frozen = freelist != NULL;
2530
2531         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2532                 freelist, counters,
2533                 NULL, new.counters,
2534                 "get_freelist"));
2535
2536         return freelist;
2537 }
2538
2539 /*
2540  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2541  * debugging duties.
2542  *
2543  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2544  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2545  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2546  *
2547  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2548  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2549  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2550  *
2551  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2552  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2553  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2554  *
2555  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2556  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2557  */
2558 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2559                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2560 {
2561         void *freelist;
2562         struct page *page;
2563
2564         page = c->page;
2565         if (!page) {
2566                 /*
2567                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2568                  * ignore the node constraint
2569                  */
2570                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2571                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2572                         node = NUMA_NO_NODE;
2573                 goto new_slab;
2574         }
2575 redo:
2576
2577         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2578                 /*
2579                  * same as above but node_match() being false already
2580                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2581                  */
2582                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2583                         node = NUMA_NO_NODE;
2584                         goto redo;
2585                 } else {
2586                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2587                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2588                         goto new_slab;
2589                 }
2590         }
2591
2592         /*
2593          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2594          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2595          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2596          */
2597         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2598                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2599                 goto new_slab;
2600         }
2601
2602         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2603         freelist = c->freelist;
2604         if (freelist)
2605                 goto load_freelist;
2606
2607         freelist = get_freelist(s, page);
2608
2609         if (!freelist) {
2610                 c->page = NULL;
2611                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2612                 goto new_slab;
2613         }
2614
2615         stat(s, ALLOC_REFILL);
2616
2617 load_freelist:
2618         /*
2619          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2620          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2621          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2622          */
2623         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2624         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2625         c->tid = next_tid(c->tid);
2626         return freelist;
2627
2628 new_slab:
2629
2630         if (slub_percpu_partial(c)) {
2631                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2632                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2633                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2634                 goto redo;
2635         }
2636
2637         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2638
2639         if (unlikely(!freelist)) {
2640                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2641                 return NULL;
2642         }
2643
2644         page = c->page;
2645         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2646                 goto load_freelist;
2647
2648         /* Only entered in the debug case */
2649         if (kmem_cache_debug(s) &&
2650                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2651                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2652
2653         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2654         return freelist;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2659  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2660  */
2661 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2662                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2663 {
2664         void *p;
2665         unsigned long flags;
2666
2667         local_irq_save(flags);
2668 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2669         /*
2670          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2671          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2672          * pointer.
2673          */
2674         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2675 #endif
2676
2677         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2678         local_irq_restore(flags);
2679         return p;
2680 }
2681
2682 /*
2683  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2684  * zeroing out freelist pointer.
2685  */
2686 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2687                                                    void *obj)
2688 {
2689         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2690                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2691 }
2692
2693 /*
2694  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2695  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2696  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2697  *
2698  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2699  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2700  *
2701  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2702  */
2703 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2704                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2705 {
2706         void *object;
2707         struct kmem_cache_cpu *c;
2708         struct page *page;
2709         unsigned long tid;
2710
2711         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2712         if (!s)
2713                 return NULL;
2714 redo:
2715         /*
2716          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2717          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2718          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2719          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2720          *
2721          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2722          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2723          * to check if it is matched or not.
2724          */
2725         do {
2726                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2727                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2728         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2729                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2730
2731         /*
2732          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2733          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2734          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2735          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2736          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2737          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2738          */
2739         barrier();
2740
2741         /*
2742          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2743          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2744          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2745          * linked list in between.
2746          */
2747
2748         object = c->freelist;
2749         page = c->page;
2750         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2751                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2752                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2753         } else {
2754                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2755
2756                 /*
2757                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2758                  * operation and if we are on the right processor.
2759                  *
2760                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2761                  * semantics!)
2762                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2763                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2764                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2765                  *
2766                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2767                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2768                  * other cpus.
2769                  */
2770                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2771                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2772                                 object, tid,
2773                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2774
2775                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2776                         goto redo;
2777                 }
2778                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2779                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2780         }
2781
2782         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2783
2784         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2785                 memset(object, 0, s->object_size);
2786
2787         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2788
2789         return object;
2790 }
2791
2792 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2793                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2794 {
2795         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2796 }
2797
2798 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2799 {
2800         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2801
2802         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2803                                 s->size, gfpflags);
2804
2805         return ret;
2806 }
2807 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2808
2809 #ifdef CONFIG_TRACING
2810 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2811 {
2812         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2813         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2814         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2815         return ret;
2816 }
2817 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2818 #endif
2819
2820 #ifdef CONFIG_NUMA
2821 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2822 {
2823         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2824
2825         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2826                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2827
2828         return ret;
2829 }
2830 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2831
2832 #ifdef CONFIG_TRACING
2833 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2834                                     gfp_t gfpflags,
2835                                     int node, size_t size)
2836 {
2837         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2838
2839         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2840                            size, s->size, gfpflags, node);
2841
2842         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2843         return ret;
2844 }
2845 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2846 #endif
2847 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2848
2849 /*
2850  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2851  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2852  *
2853  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2854  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2855  * handling required then we can return immediately.
2856  */
2857 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2858                         void *head, void *tail, int cnt,
2859                         unsigned long addr)
2860
2861 {
2862         void *prior;
2863         int was_frozen;
2864         struct page new;
2865         unsigned long counters;
2866         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2867         unsigned long uninitialized_var(flags);
2868
2869         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2870
2871         if (kmem_cache_debug(s) &&
2872             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2873                 return;
2874
2875         do {
2876                 if (unlikely(n)) {
2877                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2878                         n = NULL;
2879                 }
2880                 prior = page->freelist;
2881                 counters = page->counters;
2882                 set_freepointer(s, tail, prior);
2883                 new.counters = counters;
2884                 was_frozen = new.frozen;
2885                 new.inuse -= cnt;
2886                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2887
2888                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2889
2890                                 /*
2891                                  * Slab was on no list before and will be
2892                                  * partially empty
2893                                  * We can defer the list move and instead
2894                                  * freeze it.
2895                                  */
2896                                 new.frozen = 1;
2897
2898                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2899
2900                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2901                                 /*
2902                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2903                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2904                                  * drop the list_lock without any processing.
2905                                  *
2906                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2907                                  * other processors updating the list of slabs.
2908                                  */
2909                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2910
2911                         }
2912                 }
2913
2914         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2915                 prior, counters,
2916                 head, new.counters,
2917                 "__slab_free"));
2918
2919         if (likely(!n)) {
2920
2921                 /*
2922                  * If we just froze the page then put it onto the
2923                  * per cpu partial list.
2924                  */
2925                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2926                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2927                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2928                 }
2929                 /*
2930                  * The list lock was not taken therefore no list
2931                  * activity can be necessary.
2932                  */
2933                 if (was_frozen)
2934                         stat(s, FREE_FROZEN);
2935                 return;
2936         }
2937
2938         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2939                 goto slab_empty;
2940
2941         /*
2942          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2943          * then add it.
2944          */
2945         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2946                 remove_full(s, n, page);
2947                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2948                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2949         }
2950         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2951         return;
2952
2953 slab_empty:
2954         if (prior) {
2955                 /*
2956                  * Slab on the partial list.
2957                  */
2958                 remove_partial(n, page);
2959                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2960         } else {
2961                 /* Slab must be on the full list */
2962                 remove_full(s, n, page);
2963         }
2964
2965         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2966         stat(s, FREE_SLAB);
2967         discard_slab(s, page);
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2972  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2973  *
2974  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2975  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2976  * the item before.
2977  *
2978  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2979  * with all sorts of special processing.
2980  *
2981  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2982  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2983  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2984  */
2985 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2986                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2987                                 int cnt, unsigned long addr)
2988 {
2989         void *tail_obj = tail ? : head;
2990         struct kmem_cache_cpu *c;
2991         unsigned long tid;
2992 redo:
2993         /*
2994          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2995          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2996          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2997          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2998          */
2999         do {
3000                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3001                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3002         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3003                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3004
3005         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3006         barrier();
3007
3008         if (likely(page == c->page)) {
3009                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3010
3011                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3012
3013                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3014                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3015                                 freelist, tid,
3016                                 head, next_tid(tid)))) {
3017
3018                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3019                         goto redo;
3020                 }
3021                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3022         } else
3023                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3024
3025 }
3026
3027 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3028                                       void *head, void *tail, int cnt,
3029                                       unsigned long addr)
3030 {
3031         /*
3032          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3033          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3034          */
3035         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3036                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3037 }
3038
3039 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3040 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3041 {
3042         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3043 }
3044 #endif
3045
3046 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3047 {
3048         s = cache_from_obj(s, x);
3049         if (!s)
3050                 return;
3051         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3052         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3053 }
3054 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3055
3056 struct detached_freelist {
3057         struct page *page;
3058         void *tail;
3059         void *freelist;
3060         int cnt;
3061         struct kmem_cache *s;
3062 };
3063
3064 /*
3065  * This function progressively scans the array with free objects (with
3066  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3067  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3068  * page/objects.  This can happen without any need for
3069  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3070  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3071  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3072  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3073  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3074  * to performance reasons.
3075  */
3076 static inline
3077 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3078                             void **p, struct detached_freelist *df)
3079 {
3080         size_t first_skipped_index = 0;
3081         int lookahead = 3;
3082         void *object;
3083         struct page *page;
3084
3085         /* Always re-init detached_freelist */
3086         df->page = NULL;
3087
3088         do {
3089                 object = p[--size];
3090                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3091         } while (!object && size);
3092
3093         if (!object)
3094                 return 0;
3095
3096         page = virt_to_head_page(object);
3097         if (!s) {
3098                 /* Handle kalloc'ed objects */
3099                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3100                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3101                         kfree_hook(object);
3102                         __free_pages(page, compound_order(page));
3103                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3104                         return size;
3105                 }
3106                 /* Derive kmem_cache from object */
3107                 df->s = page->slab_cache;
3108         } else {
3109                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3110         }
3111
3112         /* Start new detached freelist */
3113         df->page = page;
3114         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3115         df->tail = object;
3116         df->freelist = object;
3117         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3118         df->cnt = 1;
3119
3120         while (size) {
3121                 object = p[--size];
3122                 if (!object)
3123                         continue; /* Skip processed objects */
3124
3125                 /* df->page is always set at this point */
3126                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3127                         /* Opportunity build freelist */
3128                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3129                         df->freelist = object;
3130                         df->cnt++;
3131                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3132
3133                         continue;
3134                 }
3135
3136                 /* Limit look ahead search */
3137                 if (!--lookahead)
3138                         break;
3139
3140                 if (!first_skipped_index)
3141                         first_skipped_index = size + 1;
3142         }
3143
3144         return first_skipped_index;
3145 }
3146
3147 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3148 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3149 {
3150         if (WARN_ON(!size))
3151                 return;
3152
3153         do {
3154                 struct detached_freelist df;
3155
3156                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3157                 if (!df.page)
3158                         continue;
3159
3160                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3161         } while (likely(size));
3162 }
3163 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3164
3165 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3166 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3167                           void **p)
3168 {
3169         struct kmem_cache_cpu *c;
3170         int i;
3171
3172         /* memcg and kmem_cache debug support */
3173         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3174         if (unlikely(!s))
3175                 return false;
3176         /*
3177          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3178          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3179          * handlers invoking normal fastpath.
3180          */
3181         local_irq_disable();
3182         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3183
3184         for (i = 0; i < size; i++) {
3185                 void *object = c->freelist;
3186
3187                 if (unlikely(!object)) {
3188                         /*
3189                          * We may have removed an object from c->freelist using
3190                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3191                          * c->tid has not been bumped yet.
3192                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3193                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3194                          */
3195                         c->tid = next_tid(c->tid);
3196
3197                         /*
3198                          * Invoking slow path likely have side-effect
3199                          * of re-populating per CPU c->freelist
3200                          */
3201                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3202                                             _RET_IP_, c);
3203                         if (unlikely(!p[i]))
3204                                 goto error;
3205
3206                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3207                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3208
3209                         continue; /* goto for-loop */
3210                 }
3211                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3212                 p[i] = object;
3213                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3214         }
3215         c->tid = next_tid(c->tid);
3216         local_irq_enable();
3217
3218         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3219         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3220                 int j;
3221
3222                 for (j = 0; j < i; j++)
3223                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3224         }
3225
3226         /* memcg and kmem_cache debug support */
3227         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3228         return i;
3229 error:
3230         local_irq_enable();
3231         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3232         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3233         return 0;
3234 }
3235 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3236
3237
3238 /*
3239  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3240  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3241  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3242  * another.
3243  *
3244  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3245  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3246  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3247  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3248  * locking overhead.
3249  */
3250
3251 /*
3252  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3253  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3254  * and increases the number of allocations possible without having to
3255  * take the list_lock.
3256  */
3257 static unsigned int slub_min_order;
3258 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3259 static unsigned int slub_min_objects;
3260
3261 /*
3262  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3263  *
3264  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3265  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3266  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3267  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3268  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3269  * would be wasted.
3270  *
3271  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3272  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3273  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3274  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3275  *
3276  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3277  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3278  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3279  * of space in favor of a small page order.
3280  *
3281  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3282  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3283  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3284  * the smallest order which will fit the object.
3285  */
3286 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3287                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3288                 unsigned int fract_leftover)
3289 {
3290         unsigned int min_order = slub_min_order;
3291         unsigned int order;
3292
3293         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3294                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3295
3296         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3297                         order <= max_order; order++) {
3298
3299                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3300                 unsigned int rem;
3301
3302                 rem = slab_size % size;
3303
3304                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3305                         break;
3306         }
3307
3308         return order;
3309 }
3310
3311 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3312 {
3313         unsigned int order;
3314         unsigned int min_objects;
3315         unsigned int max_objects;
3316
3317         /*
3318          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3319          * works by first attempting to generate a layout with
3320          * the best configuration and backing off gradually.
3321          *
3322          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3323          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3324          */
3325         min_objects = slub_min_objects;
3326         if (!min_objects)
3327                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3328         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3329         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3330
3331         while (min_objects > 1) {
3332                 unsigned int fraction;
3333
3334                 fraction = 16;
3335                 while (fraction >= 4) {
3336                         order = slab_order(size, min_objects,
3337                                         slub_max_order, fraction);
3338                         if (order <= slub_max_order)
3339                                 return order;
3340                         fraction /= 2;
3341                 }
3342                 min_objects--;
3343         }
3344
3345         /*
3346          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3347          * lets see if we can place a single object there.
3348          */
3349         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3350         if (order <= slub_max_order)
3351                 return order;
3352
3353         /*
3354          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3355          */
3356         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3357         if (order < MAX_ORDER)
3358                 return order;
3359         return -ENOSYS;
3360 }
3361
3362 static void
3363 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3364 {
3365         n->nr_partial = 0;
3366         spin_lock_init(&n->list_lock);
3367         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3368 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3369         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3370         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3371         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3372 #endif
3373 }
3374
3375 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3376 {
3377         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3378                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3379
3380         /*
3381          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3382          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3383          */
3384         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3385                                      2 * sizeof(void *));
3386
3387         if (!s->cpu_slab)
3388                 return 0;
3389
3390         init_kmem_cache_cpus(s);
3391
3392         return 1;
3393 }
3394
3395 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3396
3397 /*
3398  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3399  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3400  * possible.
3401  *
3402  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3403  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3404  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3405  */
3406 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3407 {
3408         struct page *page;
3409         struct kmem_cache_node *n;
3410
3411         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3412
3413         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3414
3415         BUG_ON(!page);
3416         if (page_to_nid(page) != node) {
3417                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3418                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3419         }
3420
3421         n = page->freelist;
3422         BUG_ON(!n);
3423 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3424         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3425         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3426 #endif
3427         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3428                       GFP_KERNEL);
3429         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3430         page->inuse = 1;
3431         page->frozen = 0;
3432         kmem_cache_node->node[node] = n;
3433         init_kmem_cache_node(n);
3434         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3435
3436         /*
3437          * No locks need to be taken here as it has just been
3438          * initialized and there is no concurrent access.
3439          */
3440         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3441 }
3442
3443 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3444 {
3445         int node;
3446         struct kmem_cache_node *n;
3447
3448         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3449                 s->node[node] = NULL;
3450                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3451         }
3452 }
3453
3454 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3455 {
3456         cache_random_seq_destroy(s);
3457         free_percpu(s->cpu_slab);
3458         free_kmem_cache_nodes(s);
3459 }
3460
3461 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3462 {
3463         int node;
3464
3465         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3466                 struct kmem_cache_node *n;
3467
3468                 if (slab_state == DOWN) {
3469                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3470                         continue;
3471                 }
3472                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3473                                                 GFP_KERNEL, node);
3474
3475                 if (!n) {
3476                         free_kmem_cache_nodes(s);
3477                         return 0;
3478                 }
3479
3480                 init_kmem_cache_node(n);
3481                 s->node[node] = n;
3482         }
3483         return 1;
3484 }
3485
3486 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3487 {
3488         if (min < MIN_PARTIAL)
3489                 min = MIN_PARTIAL;
3490         else if (min > MAX_PARTIAL)
3491                 min = MAX_PARTIAL;
3492         s->min_partial = min;
3493 }
3494
3495 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3496 {
3497 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3498         /*
3499          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3500          * per cpu partial lists of a processor.
3501          *
3502          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3503          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3504          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3505          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3506          *
3507          * This setting also determines
3508          *
3509          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3510          *    per node list when we reach the limit.
3511          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3512          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3513          *    50% to keep some capacity around for frees.
3514          */
3515         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3516                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3517         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3518                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3519         else if (s->size >= 1024)
3520                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3521         else if (s->size >= 256)
3522                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3523         else
3524                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3525 #endif
3526 }
3527
3528 /*
3529  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3530  * a slab object.
3531  */
3532 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3533 {
3534         slab_flags_t flags = s->flags;
3535         unsigned int size = s->object_size;
3536         unsigned int order;
3537
3538         /*
3539          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3540          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3541          * the possible location of the free pointer.
3542          */
3543         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3544
3545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3546         /*
3547          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3548          * the slab may touch the object after free or before allocation
3549          * then we should never poison the object itself.
3550          */
3551         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3552                         !s->ctor)
3553                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3554         else
3555                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3556
3557
3558         /*
3559          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3560          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3561          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3562          */
3563         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3564                 size += sizeof(void *);
3565 #endif
3566
3567         /*
3568          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3569          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3570          */
3571         s->inuse = size;
3572
3573         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3574                 s->ctor)) {
3575                 /*
3576                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3577                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3578                  * kmem_cache_free.
3579                  *
3580                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3581                  * destructor or are poisoning the objects.
3582                  */
3583                 s->offset = size;
3584                 size += sizeof(void *);
3585         } else if (size > sizeof(void *)) {
3586                 /*
3587                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3588                  * it away from the edges of the object to avoid small
3589                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3590                  */
3591                 s->offset = ALIGN(size / 2, sizeof(void *));
3592         }
3593
3594 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3595         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3596                 /*
3597                  * Need to store information about allocs and frees after
3598                  * the object.
3599                  */
3600                 size += 2 * sizeof(struct track);
3601 #endif
3602
3603         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3604 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3605         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3606                 /*
3607                  * Add some empty padding so that we can catch
3608                  * overwrites from earlier objects rather than let
3609                  * tracking information or the free pointer be
3610                  * corrupted if a user writes before the start
3611                  * of the object.
3612                  */
3613                 size += sizeof(void *);
3614
3615                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3616                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3617                 size += s->red_left_pad;
3618         }
3619 #endif
3620
3621         /*
3622          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3623          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3624          * each object to conform to the alignment.
3625          */
3626         size = ALIGN(size, s->align);
3627         s->size = size;
3628         if (forced_order >= 0)
3629                 order = forced_order;
3630         else
3631                 order = calculate_order(size);
3632
3633         if ((int)order < 0)
3634                 return 0;
3635
3636         s->allocflags = 0;
3637         if (order)
3638                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3639
3640         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3641                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3642
3643         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3644                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3645
3646         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3647                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3648
3649         /*
3650          * Determine the number of objects per slab
3651          */
3652         s->oo = oo_make(order, size);
3653         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3654         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3655                 s->max = s->oo;
3656
3657         return !!oo_objects(s->oo);
3658 }
3659
3660 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3661 {
3662         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3663 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3664         s->random = get_random_long();
3665 #endif
3666
3667         if (!calculate_sizes(s, -1))
3668                 goto error;
3669         if (disable_higher_order_debug) {
3670                 /*
3671                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3672                  * order increased.
3673                  */
3674                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3675                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3676                         s->offset = 0;
3677                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3678                                 goto error;
3679                 }
3680         }
3681
3682 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3683     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3684         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3685                 /* Enable fast mode */
3686                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3687 #endif
3688
3689         /*
3690          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3691          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3692          */
3693         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3694
3695         set_cpu_partial(s);
3696
3697 #ifdef CONFIG_NUMA
3698         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3699 #endif
3700
3701         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3702         if (slab_state >= UP) {
3703                 if (init_cache_random_seq(s))
3704                         goto error;
3705         }
3706
3707         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3708                 goto error;
3709
3710         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3711                 return 0;
3712
3713         free_kmem_cache_nodes(s);
3714 error:
3715         return -EINVAL;
3716 }
3717
3718 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3719                                                         const char *text)
3720 {
3721 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3722         void *addr = page_address(page);
3723         void *p;
3724         unsigned long *map;
3725
3726         slab_err(s, page, text, s->name);
3727         slab_lock(page);
3728
3729         map = get_map(s, page);
3730         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3731
3732                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3733                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3734                         print_tracking(s, p);
3735                 }
3736         }
3737         put_map(map);
3738
3739         slab_unlock(page);
3740 #endif
3741 }
3742
3743 /*
3744  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3745  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3746  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3747  */
3748 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3749 {
3750         LIST_HEAD(discard);
3751         struct page *page, *h;
3752
3753         BUG_ON(irqs_disabled());
3754         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3755         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3756                 if (!page->inuse) {
3757                         remove_partial(n, page);
3758                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3759                 } else {
3760                         list_slab_objects(s, page,
3761                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3762                 }
3763         }
3764         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3765
3766         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3767                 discard_slab(s, page);
3768 }
3769
3770 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3771 {
3772         int node;
3773         struct kmem_cache_node *n;
3774
3775         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3776                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3777                         return false;
3778         return true;
3779 }
3780
3781 /*
3782  * Release all resources used by a slab cache.
3783  */
3784 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3785 {
3786         int node;
3787         struct kmem_cache_node *n;
3788
3789         flush_all(s);
3790         /* Attempt to free all objects */
3791         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3792                 free_partial(s, n);
3793                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3794                         return 1;
3795         }
3796         sysfs_slab_remove(s);
3797         return 0;
3798 }
3799
3800 /********************************************************************
3801  *              Kmalloc subsystem
3802  *******************************************************************/
3803
3804 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3805 {
3806         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3807
3808         return 1;
3809 }
3810
3811 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3812
3813 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3814 {
3815         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3816         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3817
3818         return 1;
3819 }
3820
3821 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3822
3823 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3824 {
3825         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3826
3827         return 1;
3828 }
3829
3830 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3831
3832 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3833 {
3834         struct kmem_cache *s;
3835         void *ret;
3836
3837         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3838                 return kmalloc_large(size, flags);
3839
3840         s = kmalloc_slab(size, flags);
3841
3842         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3843                 return s;
3844
3845         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3846
3847         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3848
3849         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3850
3851         return ret;
3852 }
3853 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3854
3855 #ifdef CONFIG_NUMA
3856 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3857 {
3858         struct page *page;
3859         void *ptr = NULL;
3860         unsigned int order = get_order(size);
3861
3862         flags |= __GFP_COMP;
3863         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3864         if (page) {
3865                 ptr = page_address(page);
3866                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3867                                     1 << order);
3868         }
3869
3870         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3871 }
3872
3873 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3874 {
3875         struct kmem_cache *s;
3876         void *ret;
3877
3878         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3879                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3880
3881                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3882                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3883                                    flags, node);
3884
3885                 return ret;
3886         }
3887
3888         s = kmalloc_slab(size, flags);
3889
3890         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3891                 return s;
3892
3893         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3894
3895         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3896
3897         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3898
3899         return ret;
3900 }
3901 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3902 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3903
3904 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3905 /*
3906  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3907  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3908  * cache's usercopy region.
3909  *
3910  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3911  * to indicate an error.
3912  */
3913 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3914                          bool to_user)
3915 {
3916         struct kmem_cache *s;
3917         unsigned int offset;
3918         size_t object_size;
3919
3920         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3921
3922         /* Find object and usable object size. */
3923         s = page->slab_cache;
3924
3925         /* Reject impossible pointers. */
3926         if (ptr < page_address(page))
3927                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3928                                to_user, 0, n);
3929
3930         /* Find offset within object. */
3931         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3932
3933         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3934         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3935                 if (offset < s->red_left_pad)
3936                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3937                                        s->name, to_user, offset, n);
3938                 offset -= s->red_left_pad;
3939         }
3940
3941         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3942         if (offset >= s->useroffset &&
3943             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3944             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3945                 return;
3946
3947         /*
3948          * If the copy is still within the allocated object, produce
3949          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3950          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3951          * whitelists.
3952          */
3953         object_size = slab_ksize(s);
3954         if (usercopy_fallback &&
3955             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3956                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3957                 return;
3958         }
3959
3960         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3961 }
3962 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3963
3964 size_t __ksize(const void *object)
3965 {
3966         struct page *page;
3967
3968         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3969                 return 0;
3970
3971         page = virt_to_head_page(object);
3972
3973         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3974                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3975                 return page_size(page);
3976         }
3977
3978         return slab_ksize(page->slab_cache);
3979 }
3980 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
3981
3982 void kfree(const void *x)
3983 {
3984         struct page *page;
3985         void *object = (void *)x;
3986
3987         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3988
3989         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3990                 return;
3991
3992         page = virt_to_head_page(x);
3993         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3994                 unsigned int order = compound_order(page);
3995
3996                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3997                 kfree_hook(object);
3998                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3999                                     -(1 << order));
4000                 __free_pages(page, order);
4001                 return;
4002         }
4003         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4004 }
4005 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4006
4007 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4008
4009 /*
4010  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4011  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4012  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4013  *
4014  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4015  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4016  * are freed in them.
4017  */
4018 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4019 {
4020         int node;
4021         int i;
4022         struct kmem_cache_node *n;
4023         struct page *page;
4024         struct page *t;
4025         struct list_head discard;
4026         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4027         unsigned long flags;
4028         int ret = 0;
4029
4030         flush_all(s);
4031         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4032                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4033                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4034                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4035
4036                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4037
4038                 /*
4039                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4040                  *
4041                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4042                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4043                  */
4044                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4045                         int free = page->objects - page->inuse;
4046
4047                         /* Do not reread page->inuse */
4048                         barrier();
4049
4050                         /* We do not keep full slabs on the list */
4051                         BUG_ON(free <= 0);
4052
4053                         if (free == page->objects) {
4054                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4055                                 n->nr_partial--;
4056                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4057                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4058                 }
4059
4060                 /*
4061                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4062                  * partial list.
4063                  */
4064                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4065                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4066
4067                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4068
4069                 /* Release empty slabs */
4070                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4071                         discard_slab(s, page);
4072
4073                 if (slabs_node(s, node))
4074                         ret = 1;
4075         }
4076
4077         return ret;
4078 }
4079
4080 #ifdef CONFIG_MEMCG
4081 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4082 {
4083         /*
4084          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4085          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4086          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4087          * destroy @s until the associated memcg is released.
4088          *
4089          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4090          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4091          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4092          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4093          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4094          */
4095         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4096                 sysfs_slab_remove(s);
4097 }
4098
4099 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4100 {
4101         /*
4102          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4103          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4104          */
4105         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4106         s->min_partial = 0;
4107 }
4108 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4109
4110 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4111 {
4112         struct kmem_cache *s;
4113
4114         mutex_lock(&slab_mutex);
4115         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4116                 __kmem_cache_shrink(s);
4117         mutex_unlock(&slab_mutex);
4118
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4123 {
4124         struct kmem_cache_node *n;
4125         struct kmem_cache *s;
4126         struct memory_notify *marg = arg;
4127         int offline_node;
4128
4129         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4130
4131         /*
4132          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4133          * for it yet.
4134          */
4135         if (offline_node < 0)
4136                 return;
4137
4138         mutex_lock(&slab_mutex);
4139         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4140                 n = get_node(s, offline_node);
4141                 if (n) {
4142                         /*
4143                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4144                          * that is going down. We were unable to free them,
4145                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4146                          * callback. So, we must fail.
4147                          */
4148                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4149
4150                         s->node[offline_node] = NULL;
4151                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4152                 }
4153         }
4154         mutex_unlock(&slab_mutex);
4155 }
4156
4157 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4158 {
4159         struct kmem_cache_node *n;
4160         struct kmem_cache *s;
4161         struct memory_notify *marg = arg;
4162         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4163         int ret = 0;
4164
4165         /*
4166          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4167          * already created. Nothing to do.
4168          */
4169         if (nid < 0)
4170                 return 0;
4171
4172         /*
4173          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4174          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4175          * online.
4176          */
4177         mutex_lock(&slab_mutex);
4178         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4179                 /*
4180                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4181                  *      since memory is not yet available from the node that
4182                  *      is brought up.
4183                  */
4184                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4185                 if (!n) {
4186                         ret = -ENOMEM;
4187                         goto out;
4188                 }
4189                 init_kmem_cache_node(n);
4190                 s->node[nid] = n;
4191         }
4192 out:
4193         mutex_unlock(&slab_mutex);
4194         return ret;
4195 }
4196
4197 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4198                                 unsigned long action, void *arg)
4199 {
4200         int ret = 0;
4201
4202         switch (action) {
4203         case MEM_GOING_ONLINE:
4204                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4205                 break;
4206         case MEM_GOING_OFFLINE:
4207                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4208                 break;
4209         case MEM_OFFLINE:
4210         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4211                 slab_mem_offline_callback(arg);
4212                 break;
4213         case MEM_ONLINE:
4214         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4215                 break;
4216         }
4217         if (ret)
4218                 ret = notifier_from_errno(ret);
4219         else
4220                 ret = NOTIFY_OK;
4221         return ret;
4222 }
4223
4224 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4225         .notifier_call = slab_memory_callback,
4226         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4227 };
4228
4229 /********************************************************************
4230  *                      Basic setup of slabs
4231  *******************************************************************/
4232
4233 /*
4234  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4235  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4236  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4237  */
4238
4239 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4240 {
4241         int node;
4242         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4243         struct kmem_cache_node *n;
4244
4245         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4246
4247         /*
4248          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4249          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4250          * IPIs around.
4251          */
4252         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4253         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4254                 struct page *p;
4255
4256                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4257                         p->slab_cache = s;
4258
4259 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4260                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4261                         p->slab_cache = s;
4262 #endif
4263         }
4264         slab_init_memcg_params(s);
4265         list_add(&s->list, &slab_caches);
4266         memcg_link_cache(s, NULL);
4267         return s;
4268 }
4269
4270 void __init kmem_cache_init(void)
4271 {
4272         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4273                 boot_kmem_cache_node;
4274
4275         if (debug_guardpage_minorder())
4276                 slub_max_order = 0;
4277
4278         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4279         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4280
4281         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4282                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4283
4284         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4285
4286         /* Able to allocate the per node structures */
4287         slab_state = PARTIAL;
4288
4289         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4290                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4291                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4292                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4293
4294         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4295         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4296
4297         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4298         setup_kmalloc_cache_index_table();
4299         create_kmalloc_caches(0);
4300
4301         /* Setup random freelists for each cache */
4302         init_freelist_randomization();
4303
4304         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4305                                   slub_cpu_dead);
4306
4307         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4308                 cache_line_size(),
4309                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4310                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4311 }
4312
4313 void __init kmem_cache_init_late(void)
4314 {
4315 }
4316
4317 struct kmem_cache *
4318 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4319                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4320 {
4321         struct kmem_cache *s, *c;
4322
4323         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4324         if (s) {
4325                 s->refcount++;
4326
4327                 /*
4328                  * Adjust the object sizes so that we clear
4329                  * the complete object on kzalloc.
4330                  */
4331                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4332                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4333
4334                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4335                         c->object_size = s->object_size;
4336                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4337                 }
4338
4339                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4340                         s->refcount--;
4341                         s = NULL;
4342                 }
4343         }
4344
4345         return s;
4346 }
4347
4348 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4349 {
4350         int err;
4351
4352         err = kmem_cache_open(s, flags);
4353         if (err)
4354                 return err;
4355
4356         /* Mutex is not taken during early boot */
4357         if (slab_state <= UP)
4358                 return 0;
4359
4360         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4361         err = sysfs_slab_add(s);
4362         if (err)
4363                 __kmem_cache_release(s);
4364
4365         return err;
4366 }
4367
4368 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4369 {
4370         struct kmem_cache *s;
4371         void *ret;
4372
4373         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4374                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4375
4376         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4377
4378         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4379                 return s;
4380
4381         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4382
4383         /* Honor the call site pointer we received. */
4384         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4385
4386         return ret;
4387 }
4388
4389 #ifdef CONFIG_NUMA
4390 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4391                                         int node, unsigned long caller)
4392 {
4393         struct kmem_cache *s;
4394         void *ret;
4395
4396         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4397                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4398
4399                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4400                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4401                                    gfpflags, node);
4402
4403                 return ret;
4404         }
4405
4406         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4407
4408         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4409                 return s;
4410
4411         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4412
4413         /* Honor the call site pointer we received. */
4414         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4415
4416         return ret;
4417 }
4418 #endif
4419
4420 #ifdef CONFIG_SYSFS
4421 static int count_inuse(struct page *page)
4422 {
4423         return page->inuse;
4424 }
4425
4426 static int count_total(struct page *page)
4427 {
4428         return page->objects;
4429 }
4430 #endif
4431
4432 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4433 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4434 {
4435         void *p;
4436         void *addr = page_address(page);
4437         unsigned long *map;
4438
4439         slab_lock(page);
4440
4441         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4442                 goto unlock;
4443
4444         /* Now we know that a valid freelist exists */
4445         map = get_map(s, page);
4446         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4447                 u8 val = test_bit(slab_index(p, s, addr), map) ?
4448                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4449
4450                 if (!check_object(s, page, p, val))
4451                         break;
4452         }
4453         put_map(map);
4454 unlock:
4455         slab_unlock(page);
4456 }
4457
4458 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4459                 struct kmem_cache_node *n)
4460 {
4461         unsigned long count = 0;
4462         struct page *page;
4463         unsigned long flags;
4464
4465         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4466
4467         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4468                 validate_slab(s, page);
4469                 count++;
4470         }
4471         if (count != n->nr_partial)
4472                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4473                        s->name, count, n->nr_partial);
4474
4475         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4476                 goto out;
4477
4478         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4479                 validate_slab(s, page);
4480                 count++;
4481         }
4482         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4483                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4484                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4485
4486 out:
4487         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4488         return count;
4489 }
4490
4491 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4492 {
4493         int node;
4494         unsigned long count = 0;
4495         struct kmem_cache_node *n;
4496
4497         flush_all(s);
4498         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4499                 count += validate_slab_node(s, n);
4500
4501         return count;
4502 }
4503 /*
4504  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4505  * and freed.
4506  */
4507
4508 struct location {
4509         unsigned long count;
4510         unsigned long addr;
4511         long long sum_time;
4512         long min_time;
4513         long max_time;
4514         long min_pid;
4515         long max_pid;
4516         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4517         nodemask_t nodes;
4518 };
4519
4520 struct loc_track {
4521         unsigned long max;
4522         unsigned long count;
4523         struct location *loc;
4524 };
4525
4526 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4527 {
4528         if (t->max)
4529                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4530                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4531 }
4532
4533 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4534 {
4535         struct location *l;
4536         int order;
4537
4538         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4539
4540         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4541         if (!l)
4542                 return 0;
4543
4544         if (t->count) {
4545                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4546                 free_loc_track(t);
4547         }
4548         t->max = max;
4549         t->loc = l;
4550         return 1;
4551 }
4552
4553 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4554                                 const struct track *track)
4555 {
4556         long start, end, pos;
4557         struct location *l;
4558         unsigned long caddr;
4559         unsigned long age = jiffies - track->when;
4560
4561         start = -1;
4562         end = t->count;
4563
4564         for ( ; ; ) {
4565                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4566
4567                 /*
4568                  * There is nothing at "end". If we end up there
4569                  * we need to add something to before end.
4570                  */
4571                 if (pos == end)
4572                         break;
4573
4574                 caddr = t->loc[pos].addr;
4575                 if (track->addr == caddr) {
4576
4577                         l = &t->loc[pos];
4578                         l->count++;
4579                         if (track->when) {
4580                                 l->sum_time += age;
4581                                 if (age < l->min_time)
4582                                         l->min_time = age;
4583                                 if (age > l->max_time)
4584                                         l->max_time = age;
4585
4586                                 if (track->pid < l->min_pid)
4587                                         l->min_pid = track->pid;
4588                                 if (track->pid > l->max_pid)
4589                                         l->max_pid = track->pid;
4590
4591                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4592                                                 to_cpumask(l->cpus));
4593                         }
4594                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4595                         return 1;
4596                 }
4597
4598                 if (track->addr < caddr)
4599                         end = pos;
4600                 else
4601                         start = pos;
4602         }
4603
4604         /*
4605          * Not found. Insert new tracking element.
4606          */
4607         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4608                 return 0;
4609
4610         l = t->loc + pos;
4611         if (pos < t->count)
4612                 memmove(l + 1, l,
4613                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4614         t->count++;
4615         l->count = 1;
4616         l->addr = track->addr;
4617         l->sum_time = age;
4618         l->min_time = age;
4619         l->max_time = age;
4620         l->min_pid = track->pid;
4621         l->max_pid = track->pid;
4622         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4623         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4624         nodes_clear(l->nodes);
4625         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4626         return 1;
4627 }
4628
4629 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4630                 struct page *page, enum track_item alloc)
4631 {
4632         void *addr = page_address(page);
4633         void *p;
4634         unsigned long *map;
4635
4636         map = get_map(s, page);
4637         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4638                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4639                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4640         put_map(map);
4641 }
4642
4643 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4644                                         enum track_item alloc)
4645 {
4646         int len = 0;
4647         unsigned long i;
4648         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4649         int node;
4650         struct kmem_cache_node *n;
4651
4652         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4653                              GFP_KERNEL)) {
4654                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4655         }
4656         /* Push back cpu slabs */
4657         flush_all(s);
4658
4659         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4660                 unsigned long flags;
4661                 struct page *page;
4662
4663                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4664                         continue;
4665
4666                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4667                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4668                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4669                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4670                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4671                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4672         }
4673
4674         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4675                 struct location *l = &t.loc[i];
4676
4677                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4678                         break;
4679                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4680
4681                 if (l->addr)
4682                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4683                 else
4684                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4685
4686                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4687                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4688                                 l->min_time,
4689                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4690                                 l->max_time);
4691                 } else
4692                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4693                                 l->min_time);
4694
4695                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4696                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4697                                 l->min_pid, l->max_pid);
4698                 else
4699                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4700                                 l->min_pid);
4701
4702                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4703                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4704                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4705                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4706                                          " cpus=%*pbl",
4707                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4708
4709                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4710                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4711                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4712                                          " nodes=%*pbl",
4713                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4714
4715                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4716         }
4717
4718         free_loc_track(&t);
4719         if (!t.count)
4720                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4721         return len;
4722 }
4723 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4724
4725 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4726 static void __init resiliency_test(void)
4727 {
4728         u8 *p;
4729         int type = KMALLOC_NORMAL;
4730
4731         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4732
4733         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4734         pr_err("-----------------------\n");
4735         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4736
4737         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4738         p[16] = 0x12;
4739         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4740                p + 16);
4741
4742         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4743
4744         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4745         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4746         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4747         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4748                p);
4749         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4750
4751         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4752         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4753         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4754         *p = 0x56;
4755         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4756                p);
4757         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4758         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4759
4760         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4761         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4762         kfree(p);
4763         *p = 0x78;
4764         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4765         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4766
4767         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4768         kfree(p);
4769         p[50] = 0x9a;
4770         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4771         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4772
4773         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4774         kfree(p);
4775         p[512] = 0xab;
4776         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4777         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4778 }
4779 #else
4780 #ifdef CONFIG_SYSFS
4781 static void resiliency_test(void) {};
4782 #endif
4783 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4784
4785 #ifdef CONFIG_SYSFS
4786 enum slab_stat_type {
4787         SL_ALL,                 /* All slabs */
4788         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4789         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4790         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4791         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4792 };
4793
4794 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4795 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4796 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4797 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4798 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4799
4800 #ifdef CONFIG_MEMCG
4801 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4802
4803 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4804 {
4805         int v;
4806
4807         if (get_option(&str, &v) > 0)
4808                 memcg_sysfs_enabled = v;
4809
4810         return 1;
4811 }
4812
4813 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4814 #endif
4815
4816 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4817                             char *buf, unsigned long flags)
4818 {
4819         unsigned long total = 0;
4820         int node;
4821         int x;
4822         unsigned long *nodes;
4823
4824         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4825         if (!nodes)
4826                 return -ENOMEM;
4827
4828         if (flags & SO_CPU) {
4829                 int cpu;
4830
4831                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4832                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4833                                                                cpu);
4834                         int node;
4835                         struct page *page;
4836
4837                         page = READ_ONCE(c->page);
4838                         if (!page)
4839                                 continue;
4840
4841                         node = page_to_nid(page);
4842                         if (flags & SO_TOTAL)
4843                                 x = page->objects;
4844                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4845                                 x = page->inuse;
4846                         else
4847                                 x = 1;
4848
4849                         total += x;
4850                         nodes[node] += x;
4851
4852                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4853                         if (page) {
4854                                 node = page_to_nid(page);
4855                                 if (flags & SO_TOTAL)
4856                                         WARN_ON_ONCE(1);
4857                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4858                                         WARN_ON_ONCE(1);
4859                                 else
4860                                         x = page->pages;
4861                                 total += x;
4862                                 nodes[node] += x;
4863                         }
4864                 }
4865         }
4866
4867         /*
4868          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4869          * already held which will conflict with an existing lock order:
4870          *
4871          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4872          *
4873          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4874          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4875          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4876          */
4877
4878 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4879         if (flags & SO_ALL) {
4880                 struct kmem_cache_node *n;
4881
4882                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4883
4884                         if (flags & SO_TOTAL)
4885                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4886                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4887                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4888                                         count_partial(n, count_free);
4889                         else
4890                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4891                         total += x;
4892                         nodes[node] += x;
4893                 }
4894
4895         } else
4896 #endif
4897         if (flags & SO_PARTIAL) {
4898                 struct kmem_cache_node *n;
4899
4900                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4901                         if (flags & SO_TOTAL)
4902                                 x = count_partial(n, count_total);
4903                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4904                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4905                         else
4906                                 x = n->nr_partial;
4907                         total += x;
4908                         nodes[node] += x;
4909                 }
4910         }
4911         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4912 #ifdef CONFIG_NUMA
4913         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4914                 if (nodes[node])
4915                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4916                                         node, nodes[node]);
4917 #endif
4918         kfree(nodes);
4919         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4920 }
4921
4922 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4923 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4924 {
4925         int node;
4926         struct kmem_cache_node *n;
4927
4928         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4929                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4930                         return 1;
4931
4932         return 0;
4933 }
4934 #endif
4935
4936 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4937 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4938
4939 struct slab_attribute {
4940         struct attribute attr;
4941         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4942         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4943 };
4944
4945 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4946         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4947         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4948
4949 #define SLAB_ATTR(_name) \
4950         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4951         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4952
4953 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4954 {
4955         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4956 }
4957 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4958
4959 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4960 {
4961         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4962 }
4963 SLAB_ATTR_RO(align);
4964
4965 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4966 {
4967         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4968 }
4969 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4970
4971 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4972 {
4973         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4974 }
4975 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4976
4977 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4978                                 const char *buf, size_t length)
4979 {
4980         unsigned int order;
4981         int err;
4982
4983         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4984         if (err)
4985                 return err;
4986
4987         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4988                 return -EINVAL;
4989
4990         calculate_sizes(s, order);
4991         return length;
4992 }
4993
4994 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4995 {
4996         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4997 }
4998 SLAB_ATTR(order);
4999
5000 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5001 {
5002         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5003 }
5004
5005 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5006                                  size_t length)
5007 {
5008         unsigned long min;
5009         int err;
5010
5011         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5012         if (err)
5013                 return err;
5014
5015         set_min_partial(s, min);
5016         return length;
5017 }
5018 SLAB_ATTR(min_partial);
5019
5020 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5021 {
5022         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5023 }
5024
5025 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5026                                  size_t length)
5027 {
5028         unsigned int objects;
5029         int err;
5030
5031         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5032         if (err)
5033                 return err;
5034         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5035                 return -EINVAL;
5036
5037         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5038         flush_all(s);
5039         return length;
5040 }
5041 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5042
5043 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5044 {
5045         if (!s->ctor)
5046                 return 0;
5047         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5048 }
5049 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5050
5051 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5052 {
5053         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5054 }
5055 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5056
5057 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5058 {
5059         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5060 }
5061 SLAB_ATTR_RO(partial);
5062
5063 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5064 {
5065         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5066 }
5067 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5068
5069 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5070 {
5071         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5072 }
5073 SLAB_ATTR_RO(objects);
5074
5075 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5076 {
5077         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5078 }
5079 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5080
5081 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5082 {
5083         int objects = 0;
5084         int pages = 0;
5085         int cpu;
5086         int len;
5087
5088         for_each_online_cpu(cpu) {
5089                 struct page *page;
5090
5091                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5092
5093                 if (page) {
5094                         pages += page->pages;
5095                         objects += page->pobjects;
5096                 }
5097         }
5098
5099         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5100
5101 #ifdef CONFIG_SMP
5102         for_each_online_cpu(cpu) {
5103                 struct page *page;
5104
5105                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5106
5107                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5108                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5109                                 page->pobjects, page->pages);
5110         }
5111 #endif
5112         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5115
5116 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5117 {
5118         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5119 }
5120
5121 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5122                                 const char *buf, size_t length)
5123 {
5124         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5125         if (buf[0] == '1')
5126                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5127         return length;
5128 }
5129 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5130
5131 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5132 {
5133         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5134 }
5135 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5136
5137 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5138 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5139 {
5140         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5141 }
5142 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5143 #endif
5144
5145 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5146 {
5147         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5148 }
5149 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5150
5151 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5152 {
5153         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5154 }
5155 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5156
5157 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5158 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5159 {
5160         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5161 }
5162 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5163
5164 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5165 {
5166         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5167 }
5168 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5169
5170 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5171 {
5172         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5173 }
5174
5175 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5176                                 const char *buf, size_t length)
5177 {
5178         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5179         if (buf[0] == '1') {
5180                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5181                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5182         }
5183         return length;
5184 }
5185 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5186
5187 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5188 {
5189         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5190 }
5191
5192 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5193                                                         size_t length)
5194 {
5195         /*
5196          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5197          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5198          * cache into an umergeable one.
5199          */
5200         if (s->refcount > 1)
5201                 return -EINVAL;
5202
5203         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5204         if (buf[0] == '1') {
5205                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5206                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5207         }
5208         return length;
5209 }
5210 SLAB_ATTR(trace);
5211
5212 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5215 }
5216
5217 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5218                                 const char *buf, size_t length)
5219 {
5220         if (any_slab_objects(s))
5221                 return -EBUSY;
5222
5223         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5224         if (buf[0] == '1') {
5225                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5226         }
5227         calculate_sizes(s, -1);
5228         return length;
5229 }
5230 SLAB_ATTR(red_zone);
5231
5232 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5235 }
5236
5237 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5238                                 const char *buf, size_t length)
5239 {
5240         if (any_slab_objects(s))
5241                 return -EBUSY;
5242
5243         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5244         if (buf[0] == '1') {
5245                 s->flags |= SLAB_POISON;
5246         }
5247         calculate_sizes(s, -1);
5248         return length;
5249 }
5250 SLAB_ATTR(poison);
5251
5252 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5255 }
5256
5257 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5258                                 const char *buf, size_t length)
5259 {
5260         if (any_slab_objects(s))
5261                 return -EBUSY;
5262
5263         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5264         if (buf[0] == '1') {
5265                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5266                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5267         }
5268         calculate_sizes(s, -1);
5269         return length;
5270 }
5271 SLAB_ATTR(store_user);
5272
5273 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5274 {
5275         return 0;
5276 }
5277
5278 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5279                         const char *buf, size_t length)
5280 {
5281         int ret = -EINVAL;
5282
5283         if (buf[0] == '1') {
5284                 ret = validate_slab_cache(s);
5285                 if (ret >= 0)
5286                         ret = length;
5287         }
5288         return ret;
5289 }
5290 SLAB_ATTR(validate);
5291
5292 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5293 {
5294         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5295                 return -ENOSYS;
5296         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5297 }
5298 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5299
5300 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5301 {
5302         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5303                 return -ENOSYS;
5304         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5305 }
5306 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5307 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5308
5309 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5310 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5311 {
5312         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5313 }
5314
5315 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5316                                                         size_t length)
5317 {
5318         if (s->refcount > 1)
5319                 return -EINVAL;
5320
5321         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5322         if (buf[0] == '1')
5323                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5324         return length;
5325 }
5326 SLAB_ATTR(failslab);
5327 #endif
5328
5329 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5330 {
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5335                         const char *buf, size_t length)
5336 {
5337         if (buf[0] == '1')
5338                 kmem_cache_shrink_all(s);
5339         else
5340                 return -EINVAL;
5341         return length;
5342 }
5343 SLAB_ATTR(shrink);
5344
5345 #ifdef CONFIG_NUMA
5346 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5347 {
5348         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5349 }
5350
5351 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5352                                 const char *buf, size_t length)
5353 {
5354         unsigned int ratio;
5355         int err;
5356
5357         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5358         if (err)
5359                 return err;
5360         if (ratio > 100)
5361                 return -ERANGE;
5362
5363         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5364
5365         return length;
5366 }
5367 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5368 #endif
5369
5370 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5371 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5372 {
5373         unsigned long sum  = 0;
5374         int cpu;
5375         int len;
5376         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5377
5378         if (!data)
5379                 return -ENOMEM;
5380
5381         for_each_online_cpu(cpu) {
5382                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5383
5384                 data[cpu] = x;
5385                 sum += x;
5386         }
5387
5388         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5389
5390 #ifdef CONFIG_SMP
5391         for_each_online_cpu(cpu) {
5392                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5393                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5394         }
5395 #endif
5396         kfree(data);
5397         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5398 }
5399
5400 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5401 {
5402         int cpu;
5403
5404         for_each_online_cpu(cpu)
5405                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5406 }
5407
5408 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5409 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5410 {                                                               \
5411         return show_stat(s, buf, si);                           \
5412 }                                                               \
5413 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5414                                 const char *buf, size_t length) \
5415 {                                                               \
5416         if (buf[0] != '0')                                      \
5417                 return -EINVAL;                                 \
5418         clear_stat(s, si);                                      \
5419         return length;                                          \
5420 }                                                               \
5421 SLAB_ATTR(text);                                                \
5422
5423 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5424 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5425 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5426 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5427 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5428 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5429 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5430 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5431 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5432 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5433 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5434 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5435 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5436 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5437 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5438 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5439 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5440 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5441 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5442 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5443 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5444 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5445 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5446 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5447 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5448 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5449 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5450
5451 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5452         &slab_size_attr.attr,
5453         &object_size_attr.attr,
5454         &objs_per_slab_attr.attr,
5455         &order_attr.attr,
5456         &min_partial_attr.attr,
5457         &cpu_partial_attr.attr,
5458         &objects_attr.attr,
5459         &objects_partial_attr.attr,
5460         &partial_attr.attr,
5461         &cpu_slabs_attr.attr,
5462         &ctor_attr.attr,
5463         &aliases_attr.attr,
5464         &align_attr.attr,
5465         &hwcache_align_attr.attr,
5466         &reclaim_account_attr.attr,
5467         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5468         &shrink_attr.attr,
5469         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5470 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5471         &total_objects_attr.attr,
5472         &slabs_attr.attr,
5473         &sanity_checks_attr.attr,
5474         &trace_attr.attr,
5475         &red_zone_attr.attr,
5476         &poison_attr.attr,
5477         &store_user_attr.attr,
5478         &validate_attr.attr,
5479         &alloc_calls_attr.attr,
5480         &free_calls_attr.attr,
5481 #endif
5482 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5483         &cache_dma_attr.attr,
5484 #endif
5485 #ifdef CONFIG_NUMA
5486         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5487 #endif
5488 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5489         &alloc_fastpath_attr.attr,
5490         &alloc_slowpath_attr.attr,
5491         &free_fastpath_attr.attr,
5492         &free_slowpath_attr.attr,
5493         &free_frozen_attr.attr,
5494         &free_add_partial_attr.attr,
5495         &free_remove_partial_attr.attr,
5496         &alloc_from_partial_attr.attr,
5497         &alloc_slab_attr.attr,
5498         &alloc_refill_attr.attr,
5499         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5500         &free_slab_attr.attr,
5501         &cpuslab_flush_attr.attr,
5502         &deactivate_full_attr.attr,
5503         &deactivate_empty_attr.attr,
5504         &deactivate_to_head_attr.attr,
5505         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5506         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5507         &deactivate_bypass_attr.attr,
5508         &order_fallback_attr.attr,
5509         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5510         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5511         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5512         &cpu_partial_free_attr.attr,
5513         &cpu_partial_node_attr.attr,
5514         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5515 #endif
5516 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5517         &failslab_attr.attr,
5518 #endif
5519         &usersize_attr.attr,
5520
5521         NULL
5522 };
5523
5524 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5525         .attrs = slab_attrs,
5526 };
5527
5528 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5529                                 struct attribute *attr,
5530                                 char *buf)
5531 {
5532         struct slab_attribute *attribute;
5533         struct kmem_cache *s;
5534         int err;
5535
5536         attribute = to_slab_attr(attr);
5537         s = to_slab(kobj);
5538
5539         if (!attribute->show)
5540                 return -EIO;
5541
5542         err = attribute->show(s, buf);
5543
5544         return err;
5545 }
5546
5547 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5548                                 struct attribute *attr,
5549                                 const char *buf, size_t len)
5550 {
5551         struct slab_attribute *attribute;
5552         struct kmem_cache *s;
5553         int err;
5554
5555         attribute = to_slab_attr(attr);
5556         s = to_slab(kobj);
5557
5558         if (!attribute->store)
5559                 return -EIO;
5560
5561         err = attribute->store(s, buf, len);
5562 #ifdef CONFIG_MEMCG
5563         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5564                 struct kmem_cache *c;
5565
5566                 mutex_lock(&slab_mutex);
5567                 if (s->max_attr_size < len)
5568                         s->max_attr_size = len;
5569
5570                 /*
5571                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5572                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5573                  * basically because not all attributes will have a well
5574                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5575                  * have permanent effects.
5576                  *
5577                  * Returning the error value of any of the children that fail
5578                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5579                  * error code won't be able to know anything about the state of
5580                  * the cache.
5581                  *
5582                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5583                  * has well defined semantics. The cache being written to
5584                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5585                  * through the descendants with best-effort propagation.
5586                  */
5587                 for_each_memcg_cache(c, s)
5588                         attribute->store(c, buf, len);
5589                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5590         }
5591 #endif
5592         return err;
5593 }
5594
5595 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5596 {
5597 #ifdef CONFIG_MEMCG
5598         int i;
5599         char *buffer = NULL;
5600         struct kmem_cache *root_cache;
5601
5602         if (is_root_cache(s))
5603                 return;
5604
5605         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5606
5607         /*
5608          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5609          * in copying default values around
5610          */
5611         if (!root_cache->max_attr_size)
5612                 return;
5613
5614         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5615                 char mbuf[64];
5616                 char *buf;
5617                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5618                 ssize_t len;
5619
5620                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5621                         continue;
5622
5623                 /*
5624                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5625                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5626                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5627                  *
5628                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5629                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5630                  * theoretically happen.
5631                  */
5632                 if (buffer)
5633                         buf = buffer;
5634                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5635                         buf = mbuf;
5636                 else {
5637                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5638                         if (WARN_ON(!buffer))
5639                                 continue;
5640                         buf = buffer;
5641                 }
5642
5643                 len = attr->show(root_cache, buf);
5644                 if (len > 0)
5645                         attr->store(s, buf, len);
5646         }
5647
5648         if (buffer)
5649                 free_page((unsigned long)buffer);
5650 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5651 }
5652
5653 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5654 {
5655         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5656 }
5657
5658 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5659         .show = slab_attr_show,
5660         .store = slab_attr_store,
5661 };
5662
5663 static struct kobj_type slab_ktype = {
5664         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5665         .release = kmem_cache_release,
5666 };
5667
5668 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5669 {
5670         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5671
5672         if (ktype == &slab_ktype)
5673                 return 1;
5674         return 0;
5675 }
5676
5677 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5678         .filter = uevent_filter,
5679 };
5680
5681 static struct kset *slab_kset;
5682
5683 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5684 {
5685 #ifdef CONFIG_MEMCG
5686         if (!is_root_cache(s))
5687                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5688 #endif
5689         return slab_kset;
5690 }
5691
5692 #define ID_STR_LENGTH 64
5693
5694 /* Create a unique string id for a slab cache:
5695  *
5696  * Format       :[flags-]size
5697  */
5698 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5699 {
5700         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5701         char *p = name;
5702
5703         BUG_ON(!name);
5704
5705         *p++ = ':';
5706         /*
5707          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5708          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5709          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5710          * are matched during merging to guarantee that the id is
5711          * unique.
5712          */
5713         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5714                 *p++ = 'd';
5715         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5716                 *p++ = 'D';
5717         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5718                 *p++ = 'a';
5719         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5720                 *p++ = 'F';
5721         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5722                 *p++ = 'A';
5723         if (p != name + 1)
5724                 *p++ = '-';
5725         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5726
5727         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5728         return name;
5729 }
5730
5731 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5732 {
5733         struct kmem_cache *s =
5734                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5735
5736         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5737                 /*
5738                  * For a memcg cache, this may be called during
5739                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5740                  * A cache is never shut down before deactivation is
5741                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5742                  */
5743                 goto out;
5744
5745 #ifdef CONFIG_MEMCG
5746         kset_unregister(s->memcg_kset);
5747 #endif
5748         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5749 out:
5750         kobject_put(&s->kobj);
5751 }
5752
5753 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5754 {
5755         int err;
5756         const char *name;
5757         struct kset *kset = cache_kset(s);
5758         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5759
5760         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5761
5762         if (!kset) {
5763                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5764                 return 0;
5765         }
5766
5767         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5768                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5769                 unmergeable = 1;
5770
5771         if (unmergeable) {
5772                 /*
5773                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5774                  * This is typically the case for debug situations. In that
5775                  * case we can catch duplicate names easily.
5776                  */
5777                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5778                 name = s->name;
5779         } else {
5780                 /*
5781                  * Create a unique name for the slab as a target
5782                  * for the symlinks.
5783                  */
5784                 name = create_unique_id(s);
5785         }
5786
5787         s->kobj.kset = kset;
5788         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5789         if (err)
5790                 goto out;
5791
5792         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5793         if (err)
5794                 goto out_del_kobj;
5795
5796 #ifdef CONFIG_MEMCG
5797         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5798                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5799                 if (!s->memcg_kset) {
5800                         err = -ENOMEM;
5801                         goto out_del_kobj;
5802                 }
5803         }
5804 #endif
5805
5806         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5807         if (!unmergeable) {
5808                 /* Setup first alias */
5809                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5810         }
5811 out:
5812         if (!unmergeable)
5813                 kfree(name);
5814         return err;
5815 out_del_kobj:
5816         kobject_del(&s->kobj);
5817         goto out;
5818 }
5819
5820 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5821 {
5822         if (slab_state < FULL)
5823                 /*
5824                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5825                  * cache from sysfs.
5826                  */
5827                 return;
5828
5829         kobject_get(&s->kobj);
5830         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5831 }
5832
5833 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5834 {
5835         if (slab_state >= FULL)
5836                 kobject_del(&s->kobj);
5837 }
5838
5839 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5840 {
5841         if (slab_state >= FULL)
5842                 kobject_put(&s->kobj);
5843 }
5844
5845 /*
5846  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5847  * available lest we lose that information.
5848  */
5849 struct saved_alias {
5850         struct kmem_cache *s;
5851         const char *name;
5852         struct saved_alias *next;
5853 };
5854
5855 static struct saved_alias *alias_list;
5856
5857 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5858 {
5859         struct saved_alias *al;
5860
5861         if (slab_state == FULL) {
5862                 /*
5863                  * If we have a leftover link then remove it.
5864                  */
5865                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5866                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5867         }
5868
5869         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5870         if (!al)
5871                 return -ENOMEM;
5872
5873         al->s = s;
5874         al->name = name;
5875         al->next = alias_list;
5876         alias_list = al;
5877         return 0;
5878 }
5879
5880 static int __init slab_sysfs_init(void)
5881 {
5882         struct kmem_cache *s;
5883         int err;
5884
5885         mutex_lock(&slab_mutex);
5886
5887         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5888         if (!slab_kset) {
5889                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5890                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5891                 return -ENOSYS;
5892         }
5893
5894         slab_state = FULL;
5895
5896         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5897                 err = sysfs_slab_add(s);
5898                 if (err)
5899                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5900                                s->name);
5901         }
5902
5903         while (alias_list) {
5904                 struct saved_alias *al = alias_list;
5905
5906                 alias_list = alias_list->next;
5907                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5908                 if (err)
5909                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5910                                al->name);
5911                 kfree(al);
5912         }
5913
5914         mutex_unlock(&slab_mutex);
5915         resiliency_test();
5916         return 0;
5917 }
5918
5919 __initcall(slab_sysfs_init);
5920 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5921
5922 /*
5923  * The /proc/slabinfo ABI
5924  */
5925 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5926 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5927 {
5928         unsigned long nr_slabs = 0;
5929         unsigned long nr_objs = 0;
5930         unsigned long nr_free = 0;
5931         int node;
5932         struct kmem_cache_node *n;
5933
5934         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5935                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5936                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5937                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5938         }
5939
5940         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5941         sinfo->num_objs = nr_objs;
5942         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5943         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5944         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5945         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5946 }
5947
5948 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5949 {
5950 }
5951
5952 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5953                        size_t count, loff_t *ppos)
5954 {
5955         return -EIO;
5956 }
5957 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */