tools headers UAPI: Synch KVM's svm.h header with the kernel
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122
123 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
124 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
125 #else
126 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
127 #endif
128
129 static inline bool __slub_debug_enabled(void)
130 {
131         return static_branch_unlikely(&slub_debug_enabled);
132 }
133
134 #else           /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
135
136 static inline bool __slub_debug_enabled(void)
137 {
138         return false;
139 }
140
141 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
142
143 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
144 {
145         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
146 }
147
148 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
149 {
150         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
151                 p += s->red_left_pad;
152
153         return p;
154 }
155
156 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
157 {
158 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
159         return !kmem_cache_debug(s);
160 #else
161         return false;
162 #endif
163 }
164
165 /*
166  * Issues still to be resolved:
167  *
168  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
169  *
170  * - Variable sizing of the per node arrays
171  */
172
173 /* Enable to log cmpxchg failures */
174 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
175
176 /*
177  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
178  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
179  */
180 #define MIN_PARTIAL 5
181
182 /*
183  * Maximum number of desirable partial slabs.
184  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
185  * sort the partial list by the number of objects in use.
186  */
187 #define MAX_PARTIAL 10
188
189 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
190                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
191
192 /*
193  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
194  * issues when checking or reading debug information
195  */
196 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
197                                 SLAB_TRACE)
198
199
200 /*
201  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
202  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
203  * metadata.
204  */
205 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
206
207 #define OO_SHIFT        16
208 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
209 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
210
211 /* Internal SLUB flags */
212 /* Poison object */
213 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
214 /* Use cmpxchg_double */
215 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
216
217 /*
218  * Tracking user of a slab.
219  */
220 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
221 struct track {
222         unsigned long addr;     /* Called from address */
223 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
224         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
225 #endif
226         int cpu;                /* Was running on cpu */
227         int pid;                /* Pid context */
228         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
229 };
230
231 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
232
233 #ifdef CONFIG_SYSFS
234 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
235 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
236 #else
237 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
238 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
239                                                         { return 0; }
240 #endif
241
242 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
243 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
244 #else
245 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
246 #endif
247
248 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
251         /*
252          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
253          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
254          */
255         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
256 #endif
257 }
258
259 /*
260  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
261  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
262  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
263  * Protected by slab_mutex.
264  */
265 static nodemask_t slab_nodes;
266
267 /********************************************************************
268  *                      Core slab cache functions
269  *******************************************************************/
270
271 /*
272  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
273  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
274  * random number.
275  */
276 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
277                                  unsigned long ptr_addr)
278 {
279 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
280         /*
281          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
282          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
283          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
284          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
285          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
286          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
287          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
288          * freepointer to be restored incorrectly.
289          */
290         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
291                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
292 #else
293         return ptr;
294 #endif
295 }
296
297 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
298 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
299                                          void *ptr_addr)
300 {
301         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
302                             (unsigned long)ptr_addr);
303 }
304
305 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
306 {
307         object = kasan_reset_tag(object);
308         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
309 }
310
311 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
312 {
313         prefetch(object + s->offset);
314 }
315
316 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
317 {
318         unsigned long freepointer_addr;
319         void *p;
320
321         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
322                 return get_freepointer(s, object);
323
324         object = kasan_reset_tag(object);
325         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
326         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
327         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
328 }
329
330 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
331 {
332         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
333
334 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
335         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
336 #endif
337
338         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
339         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
340 }
341
342 /* Loop over all objects in a slab */
343 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
344         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
345                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
346                 __p += (__s)->size)
347
348 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
349 {
350         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
351 }
352
353 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
354                 unsigned int size)
355 {
356         struct kmem_cache_order_objects x = {
357                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
358         };
359
360         return x;
361 }
362
363 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
364 {
365         return x.x >> OO_SHIFT;
366 }
367
368 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
369 {
370         return x.x & OO_MASK;
371 }
372
373 /*
374  * Per slab locking using the pagelock
375  */
376 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
377 {
378         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
379         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
380 }
381
382 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
383 {
384         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
385         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
386 }
387
388 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
389 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
390                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
391                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
392                 const char *n)
393 {
394         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
395 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
396     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
397         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
398                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
399                                    freelist_old, counters_old,
400                                    freelist_new, counters_new))
401                         return true;
402         } else
403 #endif
404         {
405                 slab_lock(page);
406                 if (page->freelist == freelist_old &&
407                                         page->counters == counters_old) {
408                         page->freelist = freelist_new;
409                         page->counters = counters_new;
410                         slab_unlock(page);
411                         return true;
412                 }
413                 slab_unlock(page);
414         }
415
416         cpu_relax();
417         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
418
419 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
420         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
421 #endif
422
423         return false;
424 }
425
426 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
427                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
428                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
429                 const char *n)
430 {
431 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
432     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
433         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
434                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
435                                    freelist_old, counters_old,
436                                    freelist_new, counters_new))
437                         return true;
438         } else
439 #endif
440         {
441                 unsigned long flags;
442
443                 local_irq_save(flags);
444                 slab_lock(page);
445                 if (page->freelist == freelist_old &&
446                                         page->counters == counters_old) {
447                         page->freelist = freelist_new;
448                         page->counters = counters_new;
449                         slab_unlock(page);
450                         local_irq_restore(flags);
451                         return true;
452                 }
453                 slab_unlock(page);
454                 local_irq_restore(flags);
455         }
456
457         cpu_relax();
458         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
459
460 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
461         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
462 #endif
463
464         return false;
465 }
466
467 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
468 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
469 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
470
471 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
472 static bool slab_add_kunit_errors(void)
473 {
474         struct kunit_resource *resource;
475
476         if (likely(!current->kunit_test))
477                 return false;
478
479         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
480         if (!resource)
481                 return false;
482
483         (*(int *)resource->data)++;
484         kunit_put_resource(resource);
485         return true;
486 }
487 #else
488 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
489 #endif
490
491 /*
492  * Determine a map of object in use on a page.
493  *
494  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
495  * not vanish from under us.
496  */
497 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
498         __acquires(&object_map_lock)
499 {
500         void *p;
501         void *addr = page_address(page);
502
503         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
504
505         spin_lock(&object_map_lock);
506
507         bitmap_zero(object_map, page->objects);
508
509         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
510                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
511
512         return object_map;
513 }
514
515 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
516 {
517         VM_BUG_ON(map != object_map);
518         spin_unlock(&object_map_lock);
519 }
520
521 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
522 {
523         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
524                 return s->size - s->red_left_pad;
525
526         return s->size;
527 }
528
529 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
530 {
531         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
532                 p -= s->red_left_pad;
533
534         return p;
535 }
536
537 /*
538  * Debug settings:
539  */
540 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
541 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
542 #else
543 static slab_flags_t slub_debug;
544 #endif
545
546 static char *slub_debug_string;
547 static int disable_higher_order_debug;
548
549 /*
550  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
551  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
552  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
553  * to tell kasan that these accesses are OK.
554  */
555 static inline void metadata_access_enable(void)
556 {
557         kasan_disable_current();
558 }
559
560 static inline void metadata_access_disable(void)
561 {
562         kasan_enable_current();
563 }
564
565 /*
566  * Object debugging
567  */
568
569 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
570 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
571                                 struct page *page, void *object)
572 {
573         void *base;
574
575         if (!object)
576                 return 1;
577
578         base = page_address(page);
579         object = kasan_reset_tag(object);
580         object = restore_red_left(s, object);
581         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
582                 (object - base) % s->size) {
583                 return 0;
584         }
585
586         return 1;
587 }
588
589 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
590                           unsigned int length)
591 {
592         metadata_access_enable();
593         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
594                         16, 1, addr, length, 1);
595         metadata_access_disable();
596 }
597
598 /*
599  * See comment in calculate_sizes().
600  */
601 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
602 {
603         return s->offset >= s->inuse;
604 }
605
606 /*
607  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
608  * not overlapping with object.
609  */
610 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
611 {
612         if (freeptr_outside_object(s))
613                 return s->inuse + sizeof(void *);
614         else
615                 return s->inuse;
616 }
617
618 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
619         enum track_item alloc)
620 {
621         struct track *p;
622
623         p = object + get_info_end(s);
624
625         return kasan_reset_tag(p + alloc);
626 }
627
628 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
629                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
630 {
631         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
632
633         if (addr) {
634 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
635                 unsigned int nr_entries;
636
637                 metadata_access_enable();
638                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
639                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
640                 metadata_access_disable();
641
642                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
643                         p->addrs[nr_entries] = 0;
644 #endif
645                 p->addr = addr;
646                 p->cpu = smp_processor_id();
647                 p->pid = current->pid;
648                 p->when = jiffies;
649         } else {
650                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
651         }
652 }
653
654 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
655 {
656         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
657                 return;
658
659         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
660         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
661 }
662
663 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
664 {
665         if (!t->addr)
666                 return;
667
668         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
669                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
670 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
671         {
672                 int i;
673                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
674                         if (t->addrs[i])
675                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
676                         else
677                                 break;
678         }
679 #endif
680 }
681
682 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
683 {
684         unsigned long pr_time = jiffies;
685         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
686                 return;
687
688         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
689         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
690 }
691
692 static void print_page_info(struct page *page)
693 {
694         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
695                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
696                page->flags, &page->flags);
697
698 }
699
700 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
701 {
702         struct va_format vaf;
703         va_list args;
704
705         va_start(args, fmt);
706         vaf.fmt = fmt;
707         vaf.va = &args;
708         pr_err("=============================================================================\n");
709         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
710         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
711         va_end(args);
712 }
713
714 __printf(2, 3)
715 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
716 {
717         struct va_format vaf;
718         va_list args;
719
720         if (slab_add_kunit_errors())
721                 return;
722
723         va_start(args, fmt);
724         vaf.fmt = fmt;
725         vaf.va = &args;
726         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
727         va_end(args);
728 }
729
730 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
731                                void **freelist, void *nextfree)
732 {
733         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
734             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
735                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
736                 *freelist = NULL;
737                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
738                 return true;
739         }
740
741         return false;
742 }
743
744 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
745 {
746         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
747         u8 *addr = page_address(page);
748
749         print_tracking(s, p);
750
751         print_page_info(page);
752
753         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
754                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
755
756         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
757                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
758                               s->red_left_pad);
759         else if (p > addr + 16)
760                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
761
762         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
763                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
764         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
765                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
766                         s->inuse - s->object_size);
767
768         off = get_info_end(s);
769
770         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
771                 off += 2 * sizeof(struct track);
772
773         off += kasan_metadata_size(s);
774
775         if (off != size_from_object(s))
776                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
777                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
778                               size_from_object(s) - off);
779
780         dump_stack();
781 }
782
783 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
784                         u8 *object, char *reason)
785 {
786         if (slab_add_kunit_errors())
787                 return;
788
789         slab_bug(s, "%s", reason);
790         print_trailer(s, page, object);
791         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
792 }
793
794 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
795                         const char *fmt, ...)
796 {
797         va_list args;
798         char buf[100];
799
800         if (slab_add_kunit_errors())
801                 return;
802
803         va_start(args, fmt);
804         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
805         va_end(args);
806         slab_bug(s, "%s", buf);
807         print_page_info(page);
808         dump_stack();
809         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
810 }
811
812 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
813 {
814         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
815
816         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
817                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
818
819         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
820                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
821                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
822         }
823
824         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
825                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
826 }
827
828 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
829                                                 void *from, void *to)
830 {
831         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
832         memset(from, data, to - from);
833 }
834
835 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
836                         u8 *object, char *what,
837                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
838 {
839         u8 *fault;
840         u8 *end;
841         u8 *addr = page_address(page);
842
843         metadata_access_enable();
844         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
845         metadata_access_disable();
846         if (!fault)
847                 return 1;
848
849         end = start + bytes;
850         while (end > fault && end[-1] == value)
851                 end--;
852
853         if (slab_add_kunit_errors())
854                 goto skip_bug_print;
855
856         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
857         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
858                                         fault, end - 1, fault - addr,
859                                         fault[0], value);
860         print_trailer(s, page, object);
861         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
862
863 skip_bug_print:
864         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
865         return 0;
866 }
867
868 /*
869  * Object layout:
870  *
871  * object address
872  *      Bytes of the object to be managed.
873  *      If the freepointer may overlay the object then the free
874  *      pointer is at the middle of the object.
875  *
876  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
877  *      0xa5 (POISON_END)
878  *
879  * object + s->object_size
880  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
881  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
882  *      object_size == inuse.
883  *
884  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
885  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
886  *
887  * object + s->inuse
888  *      Meta data starts here.
889  *
890  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
891  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
892  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
893  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
894  *              before the word boundary.
895  *
896  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
897  *
898  * object + s->size
899  *      Nothing is used beyond s->size.
900  *
901  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
902  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
903  * may be used with merged slabcaches.
904  */
905
906 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
907 {
908         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
909
910         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
911                 /* We also have user information there */
912                 off += 2 * sizeof(struct track);
913
914         off += kasan_metadata_size(s);
915
916         if (size_from_object(s) == off)
917                 return 1;
918
919         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
920                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
921 }
922
923 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
924 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
925 {
926         u8 *start;
927         u8 *fault;
928         u8 *end;
929         u8 *pad;
930         int length;
931         int remainder;
932
933         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
934                 return 1;
935
936         start = page_address(page);
937         length = page_size(page);
938         end = start + length;
939         remainder = length % s->size;
940         if (!remainder)
941                 return 1;
942
943         pad = end - remainder;
944         metadata_access_enable();
945         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
946         metadata_access_disable();
947         if (!fault)
948                 return 1;
949         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
950                 end--;
951
952         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
953                         fault, end - 1, fault - start);
954         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
955
956         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
957         return 0;
958 }
959
960 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
961                                         void *object, u8 val)
962 {
963         u8 *p = object;
964         u8 *endobject = object + s->object_size;
965
966         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
967                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
968                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
969                         return 0;
970
971                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
972                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
973                         return 0;
974         } else {
975                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
976                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
977                                 endobject, POISON_INUSE,
978                                 s->inuse - s->object_size);
979                 }
980         }
981
982         if (s->flags & SLAB_POISON) {
983                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
984                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
985                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
986                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
987                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
988                         return 0;
989                 /*
990                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
991                  */
992                 check_pad_bytes(s, page, p);
993         }
994
995         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
996                 /*
997                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
998                  * freepointer while object is allocated.
999                  */
1000                 return 1;
1001
1002         /* Check free pointer validity */
1003         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
1004                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
1005                 /*
1006                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1007                  * of the free objects in this slab. May cause
1008                  * another error because the object count is now wrong.
1009                  */
1010                 set_freepointer(s, p, NULL);
1011                 return 0;
1012         }
1013         return 1;
1014 }
1015
1016 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1017 {
1018         int maxobj;
1019
1020         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1021
1022         if (!PageSlab(page)) {
1023                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1024                 return 0;
1025         }
1026
1027         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1028         if (page->objects > maxobj) {
1029                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1030                         page->objects, maxobj);
1031                 return 0;
1032         }
1033         if (page->inuse > page->objects) {
1034                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1035                         page->inuse, page->objects);
1036                 return 0;
1037         }
1038         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1039         slab_pad_check(s, page);
1040         return 1;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1045  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1046  */
1047 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1048 {
1049         int nr = 0;
1050         void *fp;
1051         void *object = NULL;
1052         int max_objects;
1053
1054         fp = page->freelist;
1055         while (fp && nr <= page->objects) {
1056                 if (fp == search)
1057                         return 1;
1058                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1059                         if (object) {
1060                                 object_err(s, page, object,
1061                                         "Freechain corrupt");
1062                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1063                         } else {
1064                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1065                                 page->freelist = NULL;
1066                                 page->inuse = page->objects;
1067                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1068                                 return 0;
1069                         }
1070                         break;
1071                 }
1072                 object = fp;
1073                 fp = get_freepointer(s, object);
1074                 nr++;
1075         }
1076
1077         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1078         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1079                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1080
1081         if (page->objects != max_objects) {
1082                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1083                          page->objects, max_objects);
1084                 page->objects = max_objects;
1085                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1086         }
1087         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1088                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1089                          page->inuse, page->objects - nr);
1090                 page->inuse = page->objects - nr;
1091                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1092         }
1093         return search == NULL;
1094 }
1095
1096 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1097                                                                 int alloc)
1098 {
1099         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1100                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1101                         s->name,
1102                         alloc ? "alloc" : "free",
1103                         object, page->inuse,
1104                         page->freelist);
1105
1106                 if (!alloc)
1107                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1108                                         s->object_size);
1109
1110                 dump_stack();
1111         }
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1116  */
1117 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1118         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1119 {
1120         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1121                 return;
1122
1123         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1124         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1125 }
1126
1127 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1128 {
1129         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1130                 return;
1131
1132         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1133         list_del(&page->slab_list);
1134 }
1135
1136 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1137 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1138 {
1139         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1140
1141         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1142 }
1143
1144 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1145 {
1146         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1147 }
1148
1149 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1150 {
1151         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1152
1153         /*
1154          * May be called early in order to allocate a slab for the
1155          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1156          * dilemma by deferring the increment of the count during
1157          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1158          */
1159         if (likely(n)) {
1160                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1161                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1162         }
1163 }
1164 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1165 {
1166         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1167
1168         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1169         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1170 }
1171
1172 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1173 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1174                                                                 void *object)
1175 {
1176         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1177                 return;
1178
1179         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1180         init_tracking(s, object);
1181 }
1182
1183 static
1184 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1185 {
1186         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1187                 return;
1188
1189         metadata_access_enable();
1190         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1191         metadata_access_disable();
1192 }
1193
1194 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1195                                         struct page *page, void *object)
1196 {
1197         if (!check_slab(s, page))
1198                 return 0;
1199
1200         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1201                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1202                 return 0;
1203         }
1204
1205         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1206                 return 0;
1207
1208         return 1;
1209 }
1210
1211 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1212                                         struct page *page,
1213                                         void *object, unsigned long addr)
1214 {
1215         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1216                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1217                         goto bad;
1218         }
1219
1220         /* Success perform special debug activities for allocs */
1221         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1222                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1223         trace(s, page, object, 1);
1224         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1225         return 1;
1226
1227 bad:
1228         if (PageSlab(page)) {
1229                 /*
1230                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1231                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1232                  * as used avoids touching the remaining objects.
1233                  */
1234                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1235                 page->inuse = page->objects;
1236                 page->freelist = NULL;
1237         }
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1242                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1243 {
1244         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1245                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1246                 return 0;
1247         }
1248
1249         if (on_freelist(s, page, object)) {
1250                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1251                 return 0;
1252         }
1253
1254         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1255                 return 0;
1256
1257         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1258                 if (!PageSlab(page)) {
1259                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1260                                  object);
1261                 } else if (!page->slab_cache) {
1262                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1263                                object);
1264                         dump_stack();
1265                 } else
1266                         object_err(s, page, object,
1267                                         "page slab pointer corrupt.");
1268                 return 0;
1269         }
1270         return 1;
1271 }
1272
1273 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1274 static noinline int free_debug_processing(
1275         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1276         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1277         unsigned long addr)
1278 {
1279         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1280         void *object = head;
1281         int cnt = 0;
1282         unsigned long flags;
1283         int ret = 0;
1284
1285         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1286         slab_lock(page);
1287
1288         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1289                 if (!check_slab(s, page))
1290                         goto out;
1291         }
1292
1293 next_object:
1294         cnt++;
1295
1296         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1297                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1298                         goto out;
1299         }
1300
1301         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1302                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1303         trace(s, page, object, 0);
1304         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1305         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1306
1307         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1308         if (object != tail) {
1309                 object = get_freepointer(s, object);
1310                 goto next_object;
1311         }
1312         ret = 1;
1313
1314 out:
1315         if (cnt != bulk_cnt)
1316                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1317                          bulk_cnt, cnt);
1318
1319         slab_unlock(page);
1320         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1321         if (!ret)
1322                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1323         return ret;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1328  *
1329  * @str:    start of block
1330  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1331  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1332  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1333  *
1334  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1335  */
1336 static char *
1337 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1338 {
1339         bool higher_order_disable = false;
1340
1341         /* Skip any completely empty blocks */
1342         while (*str && *str == ';')
1343                 str++;
1344
1345         if (*str == ',') {
1346                 /*
1347                  * No options but restriction on slabs. This means full
1348                  * debugging for slabs matching a pattern.
1349                  */
1350                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1351                 goto check_slabs;
1352         }
1353         *flags = 0;
1354
1355         /* Determine which debug features should be switched on */
1356         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1357                 switch (tolower(*str)) {
1358                 case '-':
1359                         *flags = 0;
1360                         break;
1361                 case 'f':
1362                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1363                         break;
1364                 case 'z':
1365                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1366                         break;
1367                 case 'p':
1368                         *flags |= SLAB_POISON;
1369                         break;
1370                 case 'u':
1371                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1372                         break;
1373                 case 't':
1374                         *flags |= SLAB_TRACE;
1375                         break;
1376                 case 'a':
1377                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1378                         break;
1379                 case 'o':
1380                         /*
1381                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1382                          * order would increase as a result.
1383                          */
1384                         higher_order_disable = true;
1385                         break;
1386                 default:
1387                         if (init)
1388                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1389                 }
1390         }
1391 check_slabs:
1392         if (*str == ',')
1393                 *slabs = ++str;
1394         else
1395                 *slabs = NULL;
1396
1397         /* Skip over the slab list */
1398         while (*str && *str != ';')
1399                 str++;
1400
1401         /* Skip any completely empty blocks */
1402         while (*str && *str == ';')
1403                 str++;
1404
1405         if (init && higher_order_disable)
1406                 disable_higher_order_debug = 1;
1407
1408         if (*str)
1409                 return str;
1410         else
1411                 return NULL;
1412 }
1413
1414 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1415 {
1416         slab_flags_t flags;
1417         char *saved_str;
1418         char *slab_list;
1419         bool global_slub_debug_changed = false;
1420         bool slab_list_specified = false;
1421
1422         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1423         if (*str++ != '=' || !*str)
1424                 /*
1425                  * No options specified. Switch on full debugging.
1426                  */
1427                 goto out;
1428
1429         saved_str = str;
1430         while (str) {
1431                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1432
1433                 if (!slab_list) {
1434                         slub_debug = flags;
1435                         global_slub_debug_changed = true;
1436                 } else {
1437                         slab_list_specified = true;
1438                 }
1439         }
1440
1441         /*
1442          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1443          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1444          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1445          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1446          */
1447         if (slab_list_specified) {
1448                 if (!global_slub_debug_changed)
1449                         slub_debug = 0;
1450                 slub_debug_string = saved_str;
1451         }
1452 out:
1453         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1454                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1455         else
1456                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1457         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1458              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1459             (slub_debug & SLAB_POISON))
1460                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1461         return 1;
1462 }
1463
1464 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1465
1466 /*
1467  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1468  * @object_size:        the size of an object without meta data
1469  * @flags:              flags to set
1470  * @name:               name of the cache
1471  *
1472  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1473  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1474  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1475  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1476  */
1477 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1478         slab_flags_t flags, const char *name)
1479 {
1480         char *iter;
1481         size_t len;
1482         char *next_block;
1483         slab_flags_t block_flags;
1484         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1485
1486         /*
1487          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1488          * don't store user (stack trace) information by default,
1489          * but let the user enable it via the command line below.
1490          */
1491         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1492                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1493
1494         len = strlen(name);
1495         next_block = slub_debug_string;
1496         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1497         while (next_block) {
1498                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1499                 if (!iter)
1500                         continue;
1501                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1502                 while (*iter) {
1503                         char *end, *glob;
1504                         size_t cmplen;
1505
1506                         end = strchrnul(iter, ',');
1507                         if (next_block && next_block < end)
1508                                 end = next_block - 1;
1509
1510                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1511                         if (glob)
1512                                 cmplen = glob - iter;
1513                         else
1514                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1515
1516                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1517                                 flags |= block_flags;
1518                                 return flags;
1519                         }
1520
1521                         if (!*end || *end == ';')
1522                                 break;
1523                         iter = end + 1;
1524                 }
1525         }
1526
1527         return flags | slub_debug_local;
1528 }
1529 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1530 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1531                         struct page *page, void *object) {}
1532 static inline
1533 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1534
1535 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1536         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1537
1538 static inline int free_debug_processing(
1539         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1540         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1541         unsigned long addr) { return 0; }
1542
1543 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1544                         { return 1; }
1545 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1546                         void *object, u8 val) { return 1; }
1547 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1548                                         struct page *page) {}
1549 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1550                                         struct page *page) {}
1551 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1552         slab_flags_t flags, const char *name)
1553 {
1554         return flags;
1555 }
1556 #define slub_debug 0
1557
1558 #define disable_higher_order_debug 0
1559
1560 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1561                                                         { return 0; }
1562 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1563                                                         { return 0; }
1564 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1565                                                         int objects) {}
1566 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1567                                                         int objects) {}
1568
1569 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1570                                void **freelist, void *nextfree)
1571 {
1572         return false;
1573 }
1574 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1575
1576 /*
1577  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1578  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1579  */
1580 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1581 {
1582         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1583         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1584         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1585         return ptr;
1586 }
1587
1588 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1589 {
1590         kmemleak_free(x);
1591         kasan_kfree_large(x);
1592 }
1593
1594 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1595                                                 void *x, bool init)
1596 {
1597         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1598
1599         /*
1600          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1601          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1602          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1603          */
1604 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1605         {
1606                 unsigned long flags;
1607
1608                 local_irq_save(flags);
1609                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1610                 local_irq_restore(flags);
1611         }
1612 #endif
1613         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1614                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1615
1616         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1617         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1618                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1619                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1620
1621         /*
1622          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1623          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1624          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1625          *
1626          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1627          * but don't touch the SLAB redzone.
1628          */
1629         if (init) {
1630                 int rsize;
1631
1632                 if (!kasan_has_integrated_init())
1633                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1634                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1635                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1636                        s->size - s->inuse - rsize);
1637         }
1638         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1639         return kasan_slab_free(s, x, init);
1640 }
1641
1642 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1643                                            void **head, void **tail)
1644 {
1645
1646         void *object;
1647         void *next = *head;
1648         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1649
1650         if (is_kfence_address(next)) {
1651                 slab_free_hook(s, next, false);
1652                 return true;
1653         }
1654
1655         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1656         *head = NULL;
1657         *tail = NULL;
1658
1659         do {
1660                 object = next;
1661                 next = get_freepointer(s, object);
1662
1663                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1664                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1665                         /* Move object to the new freelist */
1666                         set_freepointer(s, object, *head);
1667                         *head = object;
1668                         if (!*tail)
1669                                 *tail = object;
1670                 }
1671         } while (object != old_tail);
1672
1673         if (*head == *tail)
1674                 *tail = NULL;
1675
1676         return *head != NULL;
1677 }
1678
1679 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1680                                 void *object)
1681 {
1682         setup_object_debug(s, page, object);
1683         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1684         if (unlikely(s->ctor)) {
1685                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1686                 s->ctor(object);
1687                 kasan_poison_object_data(s, object);
1688         }
1689         return object;
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Slab allocation and freeing
1694  */
1695 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1696                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1697 {
1698         struct page *page;
1699         unsigned int order = oo_order(oo);
1700
1701         if (node == NUMA_NO_NODE)
1702                 page = alloc_pages(flags, order);
1703         else
1704                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1705
1706         return page;
1707 }
1708
1709 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1710 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1711 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1712 {
1713         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1714         int err;
1715
1716         /* Bailout if already initialised */
1717         if (s->random_seq)
1718                 return 0;
1719
1720         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1721         if (err) {
1722                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1723                         s->name);
1724                 return err;
1725         }
1726
1727         /* Transform to an offset on the set of pages */
1728         if (s->random_seq) {
1729                 unsigned int i;
1730
1731                 for (i = 0; i < count; i++)
1732                         s->random_seq[i] *= s->size;
1733         }
1734         return 0;
1735 }
1736
1737 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1738 static void __init init_freelist_randomization(void)
1739 {
1740         struct kmem_cache *s;
1741
1742         mutex_lock(&slab_mutex);
1743
1744         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1745                 init_cache_random_seq(s);
1746
1747         mutex_unlock(&slab_mutex);
1748 }
1749
1750 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1751 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1752                                 unsigned long *pos, void *start,
1753                                 unsigned long page_limit,
1754                                 unsigned long freelist_count)
1755 {
1756         unsigned int idx;
1757
1758         /*
1759          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1760          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1761          */
1762         do {
1763                 idx = s->random_seq[*pos];
1764                 *pos += 1;
1765                 if (*pos >= freelist_count)
1766                         *pos = 0;
1767         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1768
1769         return (char *)start + idx;
1770 }
1771
1772 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1773 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1774 {
1775         void *start;
1776         void *cur;
1777         void *next;
1778         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1779
1780         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1781                 return false;
1782
1783         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1784         pos = get_random_int() % freelist_count;
1785
1786         page_limit = page->objects * s->size;
1787         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1788
1789         /* First entry is used as the base of the freelist */
1790         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1791                                 freelist_count);
1792         cur = setup_object(s, page, cur);
1793         page->freelist = cur;
1794
1795         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1796                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1797                         freelist_count);
1798                 next = setup_object(s, page, next);
1799                 set_freepointer(s, cur, next);
1800                 cur = next;
1801         }
1802         set_freepointer(s, cur, NULL);
1803
1804         return true;
1805 }
1806 #else
1807 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1808 {
1809         return 0;
1810 }
1811 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1812 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1813 {
1814         return false;
1815 }
1816 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1817
1818 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1819 {
1820         struct page *page;
1821         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1822         gfp_t alloc_gfp;
1823         void *start, *p, *next;
1824         int idx;
1825         bool shuffle;
1826
1827         flags &= gfp_allowed_mask;
1828
1829         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1830                 local_irq_enable();
1831
1832         flags |= s->allocflags;
1833
1834         /*
1835          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1836          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1837          */
1838         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1839         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1840                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1841
1842         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1843         if (unlikely(!page)) {
1844                 oo = s->min;
1845                 alloc_gfp = flags;
1846                 /*
1847                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1848                  * Try a lower order alloc if possible
1849                  */
1850                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1851                 if (unlikely(!page))
1852                         goto out;
1853                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1854         }
1855
1856         page->objects = oo_objects(oo);
1857
1858         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1859
1860         page->slab_cache = s;
1861         __SetPageSlab(page);
1862         if (page_is_pfmemalloc(page))
1863                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1864
1865         kasan_poison_slab(page);
1866
1867         start = page_address(page);
1868
1869         setup_page_debug(s, page, start);
1870
1871         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1872
1873         if (!shuffle) {
1874                 start = fixup_red_left(s, start);
1875                 start = setup_object(s, page, start);
1876                 page->freelist = start;
1877                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1878                         next = p + s->size;
1879                         next = setup_object(s, page, next);
1880                         set_freepointer(s, p, next);
1881                         p = next;
1882                 }
1883                 set_freepointer(s, p, NULL);
1884         }
1885
1886         page->inuse = page->objects;
1887         page->frozen = 1;
1888
1889 out:
1890         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1891                 local_irq_disable();
1892         if (!page)
1893                 return NULL;
1894
1895         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1896
1897         return page;
1898 }
1899
1900 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1901 {
1902         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1903                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1904
1905         return allocate_slab(s,
1906                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1907 }
1908
1909 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1910 {
1911         int order = compound_order(page);
1912         int pages = 1 << order;
1913
1914         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1915                 void *p;
1916
1917                 slab_pad_check(s, page);
1918                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1919                                                 page->objects)
1920                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1921         }
1922
1923         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1924         __ClearPageSlab(page);
1925         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1926         page->slab_cache = NULL;
1927         if (current->reclaim_state)
1928                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1929         unaccount_slab_page(page, order, s);
1930         __free_pages(page, order);
1931 }
1932
1933 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1934 {
1935         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1936
1937         __free_slab(page->slab_cache, page);
1938 }
1939
1940 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1941 {
1942         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1943                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1944         } else
1945                 __free_slab(s, page);
1946 }
1947
1948 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1949 {
1950         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1951         free_slab(s, page);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Management of partially allocated slabs.
1956  */
1957 static inline void
1958 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1959 {
1960         n->nr_partial++;
1961         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1962                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1963         else
1964                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1965 }
1966
1967 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1968                                 struct page *page, int tail)
1969 {
1970         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1971         __add_partial(n, page, tail);
1972 }
1973
1974 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1975                                         struct page *page)
1976 {
1977         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1978         list_del(&page->slab_list);
1979         n->nr_partial--;
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1984  * return the pointer to the freelist.
1985  *
1986  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1987  */
1988 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1989                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1990                 int mode, int *objects)
1991 {
1992         void *freelist;
1993         unsigned long counters;
1994         struct page new;
1995
1996         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1997
1998         /*
1999          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2000          * The old freelist is the list of objects for the
2001          * per cpu allocation list.
2002          */
2003         freelist = page->freelist;
2004         counters = page->counters;
2005         new.counters = counters;
2006         *objects = new.objects - new.inuse;
2007         if (mode) {
2008                 new.inuse = page->objects;
2009                 new.freelist = NULL;
2010         } else {
2011                 new.freelist = freelist;
2012         }
2013
2014         VM_BUG_ON(new.frozen);
2015         new.frozen = 1;
2016
2017         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2018                         freelist, counters,
2019                         new.freelist, new.counters,
2020                         "acquire_slab"))
2021                 return NULL;
2022
2023         remove_partial(n, page);
2024         WARN_ON(!freelist);
2025         return freelist;
2026 }
2027
2028 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2029 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2030
2031 /*
2032  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2033  */
2034 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2035                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2036 {
2037         struct page *page, *page2;
2038         void *object = NULL;
2039         unsigned int available = 0;
2040         int objects;
2041
2042         /*
2043          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2044          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2045          * partial slab and there is none available then get_partial()
2046          * will return NULL.
2047          */
2048         if (!n || !n->nr_partial)
2049                 return NULL;
2050
2051         spin_lock(&n->list_lock);
2052         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2053                 void *t;
2054
2055                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2056                         continue;
2057
2058                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2059                 if (!t)
2060                         break;
2061
2062                 available += objects;
2063                 if (!object) {
2064                         c->page = page;
2065                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2066                         object = t;
2067                 } else {
2068                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2069                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2070                 }
2071                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2072                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2073                         break;
2074
2075         }
2076         spin_unlock(&n->list_lock);
2077         return object;
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2082  */
2083 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2084                 struct kmem_cache_cpu *c)
2085 {
2086 #ifdef CONFIG_NUMA
2087         struct zonelist *zonelist;
2088         struct zoneref *z;
2089         struct zone *zone;
2090         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2091         void *object;
2092         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2093
2094         /*
2095          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2096          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2097          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2098          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2099          *
2100          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2101          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2102          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2103          * from other nodes and filled up.
2104          *
2105          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2106          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2107          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2108          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2109          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2110          * with available objects.
2111          */
2112         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2113                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2114                 return NULL;
2115
2116         do {
2117                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2118                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2119                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2120                         struct kmem_cache_node *n;
2121
2122                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2123
2124                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2125                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2126                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2127                                 if (object) {
2128                                         /*
2129                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2130                                          * here - if mems_allowed was updated in
2131                                          * parallel, that was a harmless race
2132                                          * between allocation and the cpuset
2133                                          * update
2134                                          */
2135                                         return object;
2136                                 }
2137                         }
2138                 }
2139         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2140 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2141         return NULL;
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Get a partial page, lock it and return it.
2146  */
2147 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2148                 struct kmem_cache_cpu *c)
2149 {
2150         void *object;
2151         int searchnode = node;
2152
2153         if (node == NUMA_NO_NODE)
2154                 searchnode = numa_mem_id();
2155
2156         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2157         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2158                 return object;
2159
2160         return get_any_partial(s, flags, c);
2161 }
2162
2163 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2164 /*
2165  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2166  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2167  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2168  */
2169 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2170 #else
2171 /*
2172  * No preemption supported therefore also no need to check for
2173  * different cpus.
2174  */
2175 #define TID_STEP 1
2176 #endif
2177
2178 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2179 {
2180         return tid + TID_STEP;
2181 }
2182
2183 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2184 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2185 {
2186         return tid % TID_STEP;
2187 }
2188
2189 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2190 {
2191         return tid / TID_STEP;
2192 }
2193 #endif
2194
2195 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2196 {
2197         return cpu;
2198 }
2199
2200 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2201                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2202 {
2203 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2204         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2205
2206         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2207
2208 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2209         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2210                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2211                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2212         else
2213 #endif
2214         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2215                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2216                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2217         else
2218                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2219                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2220 #endif
2221         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2222 }
2223
2224 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2225 {
2226         int cpu;
2227
2228         for_each_possible_cpu(cpu)
2229                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Remove the cpu slab
2234  */
2235 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2236                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2237 {
2238         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2239         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2240         int lock = 0, free_delta = 0;
2241         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2242         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2243         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2244         struct page new;
2245         struct page old;
2246
2247         if (page->freelist) {
2248                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2249                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2250         }
2251
2252         /*
2253          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2254          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2255          */
2256         freelist_tail = NULL;
2257         freelist_iter = freelist;
2258         while (freelist_iter) {
2259                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2260
2261                 /*
2262                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2263                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2264                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2265                  */
2266                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2267                         break;
2268
2269                 freelist_tail = freelist_iter;
2270                 free_delta++;
2271
2272                 freelist_iter = nextfree;
2273         }
2274
2275         /*
2276          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2277          * freelist to the head of page's freelist.
2278          *
2279          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2280          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2281          *
2282          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2283          * with the count. If there is a mismatch then the page
2284          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2285          *
2286          * Then we restart the process which may have to remove
2287          * the page from the list that we just put it on again
2288          * because the number of objects in the slab may have
2289          * changed.
2290          */
2291 redo:
2292
2293         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2294         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2295         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2296
2297         /* Determine target state of the slab */
2298         new.counters = old.counters;
2299         if (freelist_tail) {
2300                 new.inuse -= free_delta;
2301                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2302                 new.freelist = freelist;
2303         } else
2304                 new.freelist = old.freelist;
2305
2306         new.frozen = 0;
2307
2308         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2309                 m = M_FREE;
2310         else if (new.freelist) {
2311                 m = M_PARTIAL;
2312                 if (!lock) {
2313                         lock = 1;
2314                         /*
2315                          * Taking the spinlock removes the possibility
2316                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2317                          * is frozen
2318                          */
2319                         spin_lock(&n->list_lock);
2320                 }
2321         } else {
2322                 m = M_FULL;
2323                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2324                         lock = 1;
2325                         /*
2326                          * This also ensures that the scanning of full
2327                          * slabs from diagnostic functions will not see
2328                          * any frozen slabs.
2329                          */
2330                         spin_lock(&n->list_lock);
2331                 }
2332         }
2333
2334         if (l != m) {
2335                 if (l == M_PARTIAL)
2336                         remove_partial(n, page);
2337                 else if (l == M_FULL)
2338                         remove_full(s, n, page);
2339
2340                 if (m == M_PARTIAL)
2341                         add_partial(n, page, tail);
2342                 else if (m == M_FULL)
2343                         add_full(s, n, page);
2344         }
2345
2346         l = m;
2347         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2348                                 old.freelist, old.counters,
2349                                 new.freelist, new.counters,
2350                                 "unfreezing slab"))
2351                 goto redo;
2352
2353         if (lock)
2354                 spin_unlock(&n->list_lock);
2355
2356         if (m == M_PARTIAL)
2357                 stat(s, tail);
2358         else if (m == M_FULL)
2359                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2360         else if (m == M_FREE) {
2361                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2362                 discard_slab(s, page);
2363                 stat(s, FREE_SLAB);
2364         }
2365
2366         c->page = NULL;
2367         c->freelist = NULL;
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2372  *
2373  * This function must be called with interrupts disabled
2374  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2375  * to guarantee no concurrent accesses).
2376  */
2377 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2378                 struct kmem_cache_cpu *c)
2379 {
2380 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2381         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2382         struct page *page, *discard_page = NULL;
2383
2384         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2385                 struct page new;
2386                 struct page old;
2387
2388                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2389
2390                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2391                 if (n != n2) {
2392                         if (n)
2393                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2394
2395                         n = n2;
2396                         spin_lock(&n->list_lock);
2397                 }
2398
2399                 do {
2400
2401                         old.freelist = page->freelist;
2402                         old.counters = page->counters;
2403                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2404
2405                         new.counters = old.counters;
2406                         new.freelist = old.freelist;
2407
2408                         new.frozen = 0;
2409
2410                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2411                                 old.freelist, old.counters,
2412                                 new.freelist, new.counters,
2413                                 "unfreezing slab"));
2414
2415                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2416                         page->next = discard_page;
2417                         discard_page = page;
2418                 } else {
2419                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2420                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2421                 }
2422         }
2423
2424         if (n)
2425                 spin_unlock(&n->list_lock);
2426
2427         while (discard_page) {
2428                 page = discard_page;
2429                 discard_page = discard_page->next;
2430
2431                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2432                 discard_slab(s, page);
2433                 stat(s, FREE_SLAB);
2434         }
2435 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2440  * partial page slot if available.
2441  *
2442  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2443  * per node partial list.
2444  */
2445 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2446 {
2447 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2448         struct page *oldpage;
2449         int pages;
2450         int pobjects;
2451
2452         preempt_disable();
2453         do {
2454                 pages = 0;
2455                 pobjects = 0;
2456                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2457
2458                 if (oldpage) {
2459                         pobjects = oldpage->pobjects;
2460                         pages = oldpage->pages;
2461                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2462                                 unsigned long flags;
2463                                 /*
2464                                  * partial array is full. Move the existing
2465                                  * set to the per node partial list.
2466                                  */
2467                                 local_irq_save(flags);
2468                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2469                                 local_irq_restore(flags);
2470                                 oldpage = NULL;
2471                                 pobjects = 0;
2472                                 pages = 0;
2473                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2474                         }
2475                 }
2476
2477                 pages++;
2478                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2479
2480                 page->pages = pages;
2481                 page->pobjects = pobjects;
2482                 page->next = oldpage;
2483
2484         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2485                                                                 != oldpage);
2486         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2487                 unsigned long flags;
2488
2489                 local_irq_save(flags);
2490                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2491                 local_irq_restore(flags);
2492         }
2493         preempt_enable();
2494 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2495 }
2496
2497 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2498 {
2499         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2500         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2501
2502         c->tid = next_tid(c->tid);
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Flush cpu slab.
2507  *
2508  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2509  */
2510 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2511 {
2512         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2513
2514         if (c->page)
2515                 flush_slab(s, c);
2516
2517         unfreeze_partials(s, c);
2518 }
2519
2520 static void flush_cpu_slab(void *d)
2521 {
2522         struct kmem_cache *s = d;
2523
2524         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2525 }
2526
2527 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2528 {
2529         struct kmem_cache *s = info;
2530         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2531
2532         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2533 }
2534
2535 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2536 {
2537         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2542  * necessary.
2543  */
2544 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2545 {
2546         struct kmem_cache *s;
2547         unsigned long flags;
2548
2549         mutex_lock(&slab_mutex);
2550         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2551                 local_irq_save(flags);
2552                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2553                 local_irq_restore(flags);
2554         }
2555         mutex_unlock(&slab_mutex);
2556         return 0;
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2561  * locality expectations.
2562  */
2563 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2564 {
2565 #ifdef CONFIG_NUMA
2566         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2567                 return 0;
2568 #endif
2569         return 1;
2570 }
2571
2572 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2573 static int count_free(struct page *page)
2574 {
2575         return page->objects - page->inuse;
2576 }
2577
2578 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2579 {
2580         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2581 }
2582 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2583
2584 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2585 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2586                                         int (*get_count)(struct page *))
2587 {
2588         unsigned long flags;
2589         unsigned long x = 0;
2590         struct page *page;
2591
2592         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2593         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2594                 x += get_count(page);
2595         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2596         return x;
2597 }
2598 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2599
2600 static noinline void
2601 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2602 {
2603 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2604         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2605                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2606         int node;
2607         struct kmem_cache_node *n;
2608
2609         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2610                 return;
2611
2612         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2613                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2614         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2615                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2616                 oo_order(s->min));
2617
2618         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2619                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2620                         s->name);
2621
2622         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2623                 unsigned long nr_slabs;
2624                 unsigned long nr_objs;
2625                 unsigned long nr_free;
2626
2627                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2628                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2629                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2630
2631                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2632                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2633         }
2634 #endif
2635 }
2636
2637 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2638                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2639 {
2640         void *freelist;
2641         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2642         struct page *page;
2643
2644         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2645
2646         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2647
2648         if (freelist)
2649                 return freelist;
2650
2651         page = new_slab(s, flags, node);
2652         if (page) {
2653                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2654                 if (c->page)
2655                         flush_slab(s, c);
2656
2657                 /*
2658                  * No other reference to the page yet so we can
2659                  * muck around with it freely without cmpxchg
2660                  */
2661                 freelist = page->freelist;
2662                 page->freelist = NULL;
2663
2664                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2665                 c->page = page;
2666                 *pc = c;
2667         }
2668
2669         return freelist;
2670 }
2671
2672 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2673 {
2674         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2675                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2676
2677         return true;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2682  * per cpu freelist or deactivate the page.
2683  *
2684  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2685  *
2686  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2687  *
2688  * This function must be called with interrupt disabled.
2689  */
2690 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2691 {
2692         struct page new;
2693         unsigned long counters;
2694         void *freelist;
2695
2696         do {
2697                 freelist = page->freelist;
2698                 counters = page->counters;
2699
2700                 new.counters = counters;
2701                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2702
2703                 new.inuse = page->objects;
2704                 new.frozen = freelist != NULL;
2705
2706         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2707                 freelist, counters,
2708                 NULL, new.counters,
2709                 "get_freelist"));
2710
2711         return freelist;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2716  * debugging duties.
2717  *
2718  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2719  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2720  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2721  *
2722  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2723  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2724  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2725  *
2726  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2727  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2728  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2729  *
2730  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2731  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2732  */
2733 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2734                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2735 {
2736         void *freelist;
2737         struct page *page;
2738
2739         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2740
2741         page = c->page;
2742         if (!page) {
2743                 /*
2744                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2745                  * ignore the node constraint
2746                  */
2747                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2748                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2749                         node = NUMA_NO_NODE;
2750                 goto new_slab;
2751         }
2752 redo:
2753
2754         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2755                 /*
2756                  * same as above but node_match() being false already
2757                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2758                  */
2759                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2760                         node = NUMA_NO_NODE;
2761                         goto redo;
2762                 } else {
2763                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2764                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2765                         goto new_slab;
2766                 }
2767         }
2768
2769         /*
2770          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2771          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2772          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2773          */
2774         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2775                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2776                 goto new_slab;
2777         }
2778
2779         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2780         freelist = c->freelist;
2781         if (freelist)
2782                 goto load_freelist;
2783
2784         freelist = get_freelist(s, page);
2785
2786         if (!freelist) {
2787                 c->page = NULL;
2788                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2789                 goto new_slab;
2790         }
2791
2792         stat(s, ALLOC_REFILL);
2793
2794 load_freelist:
2795         /*
2796          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2797          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2798          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2799          */
2800         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2801         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2802         c->tid = next_tid(c->tid);
2803         return freelist;
2804
2805 new_slab:
2806
2807         if (slub_percpu_partial(c)) {
2808                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2809                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2810                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2811                 goto redo;
2812         }
2813
2814         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2815
2816         if (unlikely(!freelist)) {
2817                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2818                 return NULL;
2819         }
2820
2821         page = c->page;
2822         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2823                 goto load_freelist;
2824
2825         /* Only entered in the debug case */
2826         if (kmem_cache_debug(s) &&
2827                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2828                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2829
2830         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2831         return freelist;
2832 }
2833
2834 /*
2835  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2836  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2837  */
2838 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2839                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2840 {
2841         void *p;
2842         unsigned long flags;
2843
2844         local_irq_save(flags);
2845 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2846         /*
2847          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2848          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2849          * pointer.
2850          */
2851         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2852 #endif
2853
2854         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2855         local_irq_restore(flags);
2856         return p;
2857 }
2858
2859 /*
2860  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2861  * zeroing out freelist pointer.
2862  */
2863 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2864                                                    void *obj)
2865 {
2866         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2867                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2868                         0, sizeof(void *));
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2873  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2874  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2875  *
2876  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2877  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2878  *
2879  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2880  */
2881 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2882                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2883 {
2884         void *object;
2885         struct kmem_cache_cpu *c;
2886         struct page *page;
2887         unsigned long tid;
2888         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2889         bool init = false;
2890
2891         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2892         if (!s)
2893                 return NULL;
2894
2895         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2896         if (unlikely(object))
2897                 goto out;
2898
2899 redo:
2900         /*
2901          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2902          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2903          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2904          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2905          *
2906          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2907          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2908          * to check if it is matched or not.
2909          */
2910         do {
2911                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2912                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2913         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2914                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2915
2916         /*
2917          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2918          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2919          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2920          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2921          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2922          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2923          */
2924         barrier();
2925
2926         /*
2927          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2928          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2929          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2930          * linked list in between.
2931          */
2932
2933         object = c->freelist;
2934         page = c->page;
2935         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2936                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2937         } else {
2938                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2939
2940                 /*
2941                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2942                  * operation and if we are on the right processor.
2943                  *
2944                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2945                  * semantics!)
2946                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2947                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2948                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2949                  *
2950                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2951                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2952                  * other cpus.
2953                  */
2954                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2955                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2956                                 object, tid,
2957                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2958
2959                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2960                         goto redo;
2961                 }
2962                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2963                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2964         }
2965
2966         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2967         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2968
2969 out:
2970         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2971
2972         return object;
2973 }
2974
2975 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2976                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2977 {
2978         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2979 }
2980
2981 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2982 {
2983         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2984
2985         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2986                                 s->size, gfpflags);
2987
2988         return ret;
2989 }
2990 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2991
2992 #ifdef CONFIG_TRACING
2993 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2994 {
2995         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2996         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2997         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2998         return ret;
2999 }
3000 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3001 #endif
3002
3003 #ifdef CONFIG_NUMA
3004 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3005 {
3006         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3007
3008         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3009                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3010
3011         return ret;
3012 }
3013 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3014
3015 #ifdef CONFIG_TRACING
3016 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3017                                     gfp_t gfpflags,
3018                                     int node, size_t size)
3019 {
3020         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3021
3022         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3023                            size, s->size, gfpflags, node);
3024
3025         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3026         return ret;
3027 }
3028 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3029 #endif
3030 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3031
3032 /*
3033  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3034  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3035  *
3036  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3037  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3038  * handling required then we can return immediately.
3039  */
3040 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3041                         void *head, void *tail, int cnt,
3042                         unsigned long addr)
3043
3044 {
3045         void *prior;
3046         int was_frozen;
3047         struct page new;
3048         unsigned long counters;
3049         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3050         unsigned long flags;
3051
3052         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3053
3054         if (kfence_free(head))
3055                 return;
3056
3057         if (kmem_cache_debug(s) &&
3058             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3059                 return;
3060
3061         do {
3062                 if (unlikely(n)) {
3063                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3064                         n = NULL;
3065                 }
3066                 prior = page->freelist;
3067                 counters = page->counters;
3068                 set_freepointer(s, tail, prior);
3069                 new.counters = counters;
3070                 was_frozen = new.frozen;
3071                 new.inuse -= cnt;
3072                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3073
3074                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3075
3076                                 /*
3077                                  * Slab was on no list before and will be
3078                                  * partially empty
3079                                  * We can defer the list move and instead
3080                                  * freeze it.
3081                                  */
3082                                 new.frozen = 1;
3083
3084                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3085
3086                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3087                                 /*
3088                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3089                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3090                                  * drop the list_lock without any processing.
3091                                  *
3092                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3093                                  * other processors updating the list of slabs.
3094                                  */
3095                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3096
3097                         }
3098                 }
3099
3100         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3101                 prior, counters,
3102                 head, new.counters,
3103                 "__slab_free"));
3104
3105         if (likely(!n)) {
3106
3107                 if (likely(was_frozen)) {
3108                         /*
3109                          * The list lock was not taken therefore no list
3110                          * activity can be necessary.
3111                          */
3112                         stat(s, FREE_FROZEN);
3113                 } else if (new.frozen) {
3114                         /*
3115                          * If we just froze the page then put it onto the
3116                          * per cpu partial list.
3117                          */
3118                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3119                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3120                 }
3121
3122                 return;
3123         }
3124
3125         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3126                 goto slab_empty;
3127
3128         /*
3129          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3130          * then add it.
3131          */
3132         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3133                 remove_full(s, n, page);
3134                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3135                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3136         }
3137         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3138         return;
3139
3140 slab_empty:
3141         if (prior) {
3142                 /*
3143                  * Slab on the partial list.
3144                  */
3145                 remove_partial(n, page);
3146                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3147         } else {
3148                 /* Slab must be on the full list */
3149                 remove_full(s, n, page);
3150         }
3151
3152         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3153         stat(s, FREE_SLAB);
3154         discard_slab(s, page);
3155 }
3156
3157 /*
3158  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3159  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3160  *
3161  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3162  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3163  * the item before.
3164  *
3165  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3166  * with all sorts of special processing.
3167  *
3168  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3169  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3170  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3171  */
3172 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3173                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3174                                 int cnt, unsigned long addr)
3175 {
3176         void *tail_obj = tail ? : head;
3177         struct kmem_cache_cpu *c;
3178         unsigned long tid;
3179
3180         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3181 redo:
3182         /*
3183          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3184          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3185          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3186          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3187          */
3188         do {
3189                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3190                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3191         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3192                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3193
3194         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3195         barrier();
3196
3197         if (likely(page == c->page)) {
3198                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3199
3200                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3201
3202                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3203                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3204                                 freelist, tid,
3205                                 head, next_tid(tid)))) {
3206
3207                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3208                         goto redo;
3209                 }
3210                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3211         } else
3212                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3213
3214 }
3215
3216 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3217                                       void *head, void *tail, int cnt,
3218                                       unsigned long addr)
3219 {
3220         /*
3221          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3222          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3223          */
3224         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3225                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3226 }
3227
3228 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3229 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3230 {
3231         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3232 }
3233 #endif
3234
3235 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3236 {
3237         s = cache_from_obj(s, x);
3238         if (!s)
3239                 return;
3240         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3241         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3242 }
3243 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3244
3245 struct detached_freelist {
3246         struct page *page;
3247         void *tail;
3248         void *freelist;
3249         int cnt;
3250         struct kmem_cache *s;
3251 };
3252
3253 /*
3254  * This function progressively scans the array with free objects (with
3255  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3256  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3257  * page/objects.  This can happen without any need for
3258  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3259  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3260  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3261  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3262  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3263  * to performance reasons.
3264  */
3265 static inline
3266 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3267                             void **p, struct detached_freelist *df)
3268 {
3269         size_t first_skipped_index = 0;
3270         int lookahead = 3;
3271         void *object;
3272         struct page *page;
3273
3274         /* Always re-init detached_freelist */
3275         df->page = NULL;
3276
3277         do {
3278                 object = p[--size];
3279                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3280         } while (!object && size);
3281
3282         if (!object)
3283                 return 0;
3284
3285         page = virt_to_head_page(object);
3286         if (!s) {
3287                 /* Handle kalloc'ed objects */
3288                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3289                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3290                         kfree_hook(object);
3291                         __free_pages(page, compound_order(page));
3292                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3293                         return size;
3294                 }
3295                 /* Derive kmem_cache from object */
3296                 df->s = page->slab_cache;
3297         } else {
3298                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3299         }
3300
3301         if (is_kfence_address(object)) {
3302                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3303                 __kfence_free(object);
3304                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3305                 return size;
3306         }
3307
3308         /* Start new detached freelist */
3309         df->page = page;
3310         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3311         df->tail = object;
3312         df->freelist = object;
3313         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3314         df->cnt = 1;
3315
3316         while (size) {
3317                 object = p[--size];
3318                 if (!object)
3319                         continue; /* Skip processed objects */
3320
3321                 /* df->page is always set at this point */
3322                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3323                         /* Opportunity build freelist */
3324                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3325                         df->freelist = object;
3326                         df->cnt++;
3327                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3328
3329                         continue;
3330                 }
3331
3332                 /* Limit look ahead search */
3333                 if (!--lookahead)
3334                         break;
3335
3336                 if (!first_skipped_index)
3337                         first_skipped_index = size + 1;
3338         }
3339
3340         return first_skipped_index;
3341 }
3342
3343 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3344 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3345 {
3346         if (WARN_ON(!size))
3347                 return;
3348
3349         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3350         do {
3351                 struct detached_freelist df;
3352
3353                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3354                 if (!df.page)
3355                         continue;
3356
3357                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3358         } while (likely(size));
3359 }
3360 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3361
3362 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3363 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3364                           void **p)
3365 {
3366         struct kmem_cache_cpu *c;
3367         int i;
3368         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3369
3370         /* memcg and kmem_cache debug support */
3371         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3372         if (unlikely(!s))
3373                 return false;
3374         /*
3375          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3376          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3377          * handlers invoking normal fastpath.
3378          */
3379         local_irq_disable();
3380         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3381
3382         for (i = 0; i < size; i++) {
3383                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3384
3385                 if (unlikely(object)) {
3386                         p[i] = object;
3387                         continue;
3388                 }
3389
3390                 object = c->freelist;
3391                 if (unlikely(!object)) {
3392                         /*
3393                          * We may have removed an object from c->freelist using
3394                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3395                          * c->tid has not been bumped yet.
3396                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3397                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3398                          */
3399                         c->tid = next_tid(c->tid);
3400
3401                         /*
3402                          * Invoking slow path likely have side-effect
3403                          * of re-populating per CPU c->freelist
3404                          */
3405                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3406                                             _RET_IP_, c);
3407                         if (unlikely(!p[i]))
3408                                 goto error;
3409
3410                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3411                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3412
3413                         continue; /* goto for-loop */
3414                 }
3415                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3416                 p[i] = object;
3417                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3418         }
3419         c->tid = next_tid(c->tid);
3420         local_irq_enable();
3421
3422         /*
3423          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3424          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3425          */
3426         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3427                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3428         return i;
3429 error:
3430         local_irq_enable();
3431         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3432         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3433         return 0;
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3436
3437
3438 /*
3439  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3440  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3441  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3442  * another.
3443  *
3444  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3445  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3446  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3447  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3448  * locking overhead.
3449  */
3450
3451 /*
3452  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3453  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3454  * and increases the number of allocations possible without having to
3455  * take the list_lock.
3456  */
3457 static unsigned int slub_min_order;
3458 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3459 static unsigned int slub_min_objects;
3460
3461 /*
3462  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3463  *
3464  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3465  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3466  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3467  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3468  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3469  * would be wasted.
3470  *
3471  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3472  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3473  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3474  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3475  *
3476  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3477  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3478  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3479  * of space in favor of a small page order.
3480  *
3481  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3482  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3483  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3484  * the smallest order which will fit the object.
3485  */
3486 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3487                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3488                 unsigned int fract_leftover)
3489 {
3490         unsigned int min_order = slub_min_order;
3491         unsigned int order;
3492
3493         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3494                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3495
3496         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3497                         order <= max_order; order++) {
3498
3499                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3500                 unsigned int rem;
3501
3502                 rem = slab_size % size;
3503
3504                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3505                         break;
3506         }
3507
3508         return order;
3509 }
3510
3511 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3512 {
3513         unsigned int order;
3514         unsigned int min_objects;
3515         unsigned int max_objects;
3516         unsigned int nr_cpus;
3517
3518         /*
3519          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3520          * works by first attempting to generate a layout with
3521          * the best configuration and backing off gradually.
3522          *
3523          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3524          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3525          */
3526         min_objects = slub_min_objects;
3527         if (!min_objects) {
3528                 /*
3529                  * Some architectures will only update present cpus when
3530                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3531                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3532                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3533                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3534                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3535                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3536                  */
3537                 nr_cpus = num_present_cpus();
3538                 if (nr_cpus <= 1)
3539                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3540                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3541         }
3542         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3543         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3544
3545         while (min_objects > 1) {
3546                 unsigned int fraction;
3547
3548                 fraction = 16;
3549                 while (fraction >= 4) {
3550                         order = slab_order(size, min_objects,
3551                                         slub_max_order, fraction);
3552                         if (order <= slub_max_order)
3553                                 return order;
3554                         fraction /= 2;
3555                 }
3556                 min_objects--;
3557         }
3558
3559         /*
3560          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3561          * lets see if we can place a single object there.
3562          */
3563         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3564         if (order <= slub_max_order)
3565                 return order;
3566
3567         /*
3568          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3569          */
3570         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3571         if (order < MAX_ORDER)
3572                 return order;
3573         return -ENOSYS;
3574 }
3575
3576 static void
3577 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3578 {
3579         n->nr_partial = 0;
3580         spin_lock_init(&n->list_lock);
3581         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3582 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3583         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3584         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3585         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3586 #endif
3587 }
3588
3589 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3590 {
3591         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3592                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3593
3594         /*
3595          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3596          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3597          */
3598         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3599                                      2 * sizeof(void *));
3600
3601         if (!s->cpu_slab)
3602                 return 0;
3603
3604         init_kmem_cache_cpus(s);
3605
3606         return 1;
3607 }
3608
3609 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3610
3611 /*
3612  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3613  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3614  * possible.
3615  *
3616  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3617  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3618  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3619  */
3620 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3621 {
3622         struct page *page;
3623         struct kmem_cache_node *n;
3624
3625         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3626
3627         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3628
3629         BUG_ON(!page);
3630         if (page_to_nid(page) != node) {
3631                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3632                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3633         }
3634
3635         n = page->freelist;
3636         BUG_ON(!n);
3637 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3638         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3639         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3640 #endif
3641         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3642         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3643         page->inuse = 1;
3644         page->frozen = 0;
3645         kmem_cache_node->node[node] = n;
3646         init_kmem_cache_node(n);
3647         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3648
3649         /*
3650          * No locks need to be taken here as it has just been
3651          * initialized and there is no concurrent access.
3652          */
3653         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3654 }
3655
3656 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3657 {
3658         int node;
3659         struct kmem_cache_node *n;
3660
3661         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3662                 s->node[node] = NULL;
3663                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3664         }
3665 }
3666
3667 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3668 {
3669         cache_random_seq_destroy(s);
3670         free_percpu(s->cpu_slab);
3671         free_kmem_cache_nodes(s);
3672 }
3673
3674 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3675 {
3676         int node;
3677
3678         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3679                 struct kmem_cache_node *n;
3680
3681                 if (slab_state == DOWN) {
3682                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3683                         continue;
3684                 }
3685                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3686                                                 GFP_KERNEL, node);
3687
3688                 if (!n) {
3689                         free_kmem_cache_nodes(s);
3690                         return 0;
3691                 }
3692
3693                 init_kmem_cache_node(n);
3694                 s->node[node] = n;
3695         }
3696         return 1;
3697 }
3698
3699 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3700 {
3701         if (min < MIN_PARTIAL)
3702                 min = MIN_PARTIAL;
3703         else if (min > MAX_PARTIAL)
3704                 min = MAX_PARTIAL;
3705         s->min_partial = min;
3706 }
3707
3708 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3709 {
3710 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3711         /*
3712          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3713          * per cpu partial lists of a processor.
3714          *
3715          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3716          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3717          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3718          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3719          *
3720          * This setting also determines
3721          *
3722          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3723          *    per node list when we reach the limit.
3724          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3725          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3726          *    50% to keep some capacity around for frees.
3727          */
3728         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3729                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3730         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3731                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3732         else if (s->size >= 1024)
3733                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3734         else if (s->size >= 256)
3735                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3736         else
3737                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3738 #endif
3739 }
3740
3741 /*
3742  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3743  * a slab object.
3744  */
3745 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3746 {
3747         slab_flags_t flags = s->flags;
3748         unsigned int size = s->object_size;
3749         unsigned int order;
3750
3751         /*
3752          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3753          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3754          * the possible location of the free pointer.
3755          */
3756         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3757
3758 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3759         /*
3760          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3761          * the slab may touch the object after free or before allocation
3762          * then we should never poison the object itself.
3763          */
3764         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3765                         !s->ctor)
3766                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3767         else
3768                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3769
3770
3771         /*
3772          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3773          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3774          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3775          */
3776         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3777                 size += sizeof(void *);
3778 #endif
3779
3780         /*
3781          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3782          * by the object and redzoning.
3783          */
3784         s->inuse = size;
3785
3786         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3787             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3788             s->ctor) {
3789                 /*
3790                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3791                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3792                  * kmem_cache_free.
3793                  *
3794                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3795                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3796                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3797                  *
3798                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3799                  * pointer is outside of the object is used in the
3800                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3801                  * longer true, the function needs to be modified.
3802                  */
3803                 s->offset = size;
3804                 size += sizeof(void *);
3805         } else {
3806                 /*
3807                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3808                  * it away from the edges of the object to avoid small
3809                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3810                  */
3811                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3812         }
3813
3814 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3815         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3816                 /*
3817                  * Need to store information about allocs and frees after
3818                  * the object.
3819                  */
3820                 size += 2 * sizeof(struct track);
3821 #endif
3822
3823         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3824 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3825         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3826                 /*
3827                  * Add some empty padding so that we can catch
3828                  * overwrites from earlier objects rather than let
3829                  * tracking information or the free pointer be
3830                  * corrupted if a user writes before the start
3831                  * of the object.
3832                  */
3833                 size += sizeof(void *);
3834
3835                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3836                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3837                 size += s->red_left_pad;
3838         }
3839 #endif
3840
3841         /*
3842          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3843          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3844          * each object to conform to the alignment.
3845          */
3846         size = ALIGN(size, s->align);
3847         s->size = size;
3848         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3849         if (forced_order >= 0)
3850                 order = forced_order;
3851         else
3852                 order = calculate_order(size);
3853
3854         if ((int)order < 0)
3855                 return 0;
3856
3857         s->allocflags = 0;
3858         if (order)
3859                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3860
3861         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3862                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3863
3864         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3865                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3866
3867         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3868                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3869
3870         /*
3871          * Determine the number of objects per slab
3872          */
3873         s->oo = oo_make(order, size);
3874         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3875         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3876                 s->max = s->oo;
3877
3878         return !!oo_objects(s->oo);
3879 }
3880
3881 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3882 {
3883         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3884 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3885         s->random = get_random_long();
3886 #endif
3887
3888         if (!calculate_sizes(s, -1))
3889                 goto error;
3890         if (disable_higher_order_debug) {
3891                 /*
3892                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3893                  * order increased.
3894                  */
3895                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3896                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3897                         s->offset = 0;
3898                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3899                                 goto error;
3900                 }
3901         }
3902
3903 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3904     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3905         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3906                 /* Enable fast mode */
3907                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3908 #endif
3909
3910         /*
3911          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3912          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3913          */
3914         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3915
3916         set_cpu_partial(s);
3917
3918 #ifdef CONFIG_NUMA
3919         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3920 #endif
3921
3922         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3923         if (slab_state >= UP) {
3924                 if (init_cache_random_seq(s))
3925                         goto error;
3926         }
3927
3928         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3929                 goto error;
3930
3931         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3932                 return 0;
3933
3934         free_kmem_cache_nodes(s);
3935 error:
3936         return -EINVAL;
3937 }
3938
3939 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3940                               const char *text)
3941 {
3942 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3943         void *addr = page_address(page);
3944         unsigned long *map;
3945         void *p;
3946
3947         slab_err(s, page, text, s->name);
3948         slab_lock(page);
3949
3950         map = get_map(s, page);
3951         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3952
3953                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3954                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3955                         print_tracking(s, p);
3956                 }
3957         }
3958         put_map(map);
3959         slab_unlock(page);
3960 #endif
3961 }
3962
3963 /*
3964  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3965  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3966  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3967  */
3968 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3969 {
3970         LIST_HEAD(discard);
3971         struct page *page, *h;
3972
3973         BUG_ON(irqs_disabled());
3974         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3975         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3976                 if (!page->inuse) {
3977                         remove_partial(n, page);
3978                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3979                 } else {
3980                         list_slab_objects(s, page,
3981                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3982                 }
3983         }
3984         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3985
3986         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3987                 discard_slab(s, page);
3988 }
3989
3990 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3991 {
3992         int node;
3993         struct kmem_cache_node *n;
3994
3995         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3996                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3997                         return false;
3998         return true;
3999 }
4000
4001 /*
4002  * Release all resources used by a slab cache.
4003  */
4004 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4005 {
4006         int node;
4007         struct kmem_cache_node *n;
4008
4009         flush_all(s);
4010         /* Attempt to free all objects */
4011         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4012                 free_partial(s, n);
4013                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4014                         return 1;
4015         }
4016         return 0;
4017 }
4018
4019 #ifdef CONFIG_PRINTK
4020 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4021 {
4022         void *base;
4023         int __maybe_unused i;
4024         unsigned int objnr;
4025         void *objp;
4026         void *objp0;
4027         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4028         struct track __maybe_unused *trackp;
4029
4030         kpp->kp_ptr = object;
4031         kpp->kp_page = page;
4032         kpp->kp_slab_cache = s;
4033         base = page_address(page);
4034         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4035 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4036         objp = restore_red_left(s, objp0);
4037 #else
4038         objp = objp0;
4039 #endif
4040         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4041         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4042         objp = base + s->size * objnr;
4043         kpp->kp_objp = objp;
4044         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4045             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4046                 return;
4047 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4048         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4049         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4050 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4051         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4052                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4053                 if (!kpp->kp_stack[i])
4054                         break;
4055         }
4056 #endif
4057 #endif
4058 }
4059 #endif
4060
4061 /********************************************************************
4062  *              Kmalloc subsystem
4063  *******************************************************************/
4064
4065 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4066 {
4067         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4068
4069         return 1;
4070 }
4071
4072 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4073
4074 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4075 {
4076         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4077         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4078
4079         return 1;
4080 }
4081
4082 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4083
4084 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4085 {
4086         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4087
4088         return 1;
4089 }
4090
4091 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4092
4093 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4094 {
4095         struct kmem_cache *s;
4096         void *ret;
4097
4098         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4099                 return kmalloc_large(size, flags);
4100
4101         s = kmalloc_slab(size, flags);
4102
4103         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4104                 return s;
4105
4106         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4107
4108         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4109
4110         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4111
4112         return ret;
4113 }
4114 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4115
4116 #ifdef CONFIG_NUMA
4117 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4118 {
4119         struct page *page;
4120         void *ptr = NULL;
4121         unsigned int order = get_order(size);
4122
4123         flags |= __GFP_COMP;
4124         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4125         if (page) {
4126                 ptr = page_address(page);
4127                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4128                                       PAGE_SIZE << order);
4129         }
4130
4131         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4132 }
4133
4134 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4135 {
4136         struct kmem_cache *s;
4137         void *ret;
4138
4139         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4140                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4141
4142                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4143                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4144                                    flags, node);
4145
4146                 return ret;
4147         }
4148
4149         s = kmalloc_slab(size, flags);
4150
4151         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4152                 return s;
4153
4154         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4155
4156         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4157
4158         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4159
4160         return ret;
4161 }
4162 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4163 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4164
4165 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4166 /*
4167  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4168  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4169  * cache's usercopy region.
4170  *
4171  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4172  * to indicate an error.
4173  */
4174 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4175                          bool to_user)
4176 {
4177         struct kmem_cache *s;
4178         unsigned int offset;
4179         size_t object_size;
4180         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4181
4182         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4183
4184         /* Find object and usable object size. */
4185         s = page->slab_cache;
4186
4187         /* Reject impossible pointers. */
4188         if (ptr < page_address(page))
4189                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4190                                to_user, 0, n);
4191
4192         /* Find offset within object. */
4193         if (is_kfence)
4194                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4195         else
4196                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4197
4198         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4199         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4200                 if (offset < s->red_left_pad)
4201                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4202                                        s->name, to_user, offset, n);
4203                 offset -= s->red_left_pad;
4204         }
4205
4206         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4207         if (offset >= s->useroffset &&
4208             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4209             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4210                 return;
4211
4212         /*
4213          * If the copy is still within the allocated object, produce
4214          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4215          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4216          * whitelists.
4217          */
4218         object_size = slab_ksize(s);
4219         if (usercopy_fallback &&
4220             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4221                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4222                 return;
4223         }
4224
4225         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4226 }
4227 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4228
4229 size_t __ksize(const void *object)
4230 {
4231         struct page *page;
4232
4233         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4234                 return 0;
4235
4236         page = virt_to_head_page(object);
4237
4238         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4239                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4240                 return page_size(page);
4241         }
4242
4243         return slab_ksize(page->slab_cache);
4244 }
4245 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4246
4247 void kfree(const void *x)
4248 {
4249         struct page *page;
4250         void *object = (void *)x;
4251
4252         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4253
4254         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4255                 return;
4256
4257         page = virt_to_head_page(x);
4258         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4259                 unsigned int order = compound_order(page);
4260
4261                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4262                 kfree_hook(object);
4263                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4264                                       -(PAGE_SIZE << order));
4265                 __free_pages(page, order);
4266                 return;
4267         }
4268         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4269 }
4270 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4271
4272 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4273
4274 /*
4275  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4276  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4277  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4278  *
4279  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4280  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4281  * are freed in them.
4282  */
4283 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4284 {
4285         int node;
4286         int i;
4287         struct kmem_cache_node *n;
4288         struct page *page;
4289         struct page *t;
4290         struct list_head discard;
4291         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4292         unsigned long flags;
4293         int ret = 0;
4294
4295         flush_all(s);
4296         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4297                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4298                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4299                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4300
4301                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4302
4303                 /*
4304                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4305                  *
4306                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4307                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4308                  */
4309                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4310                         int free = page->objects - page->inuse;
4311
4312                         /* Do not reread page->inuse */
4313                         barrier();
4314
4315                         /* We do not keep full slabs on the list */
4316                         BUG_ON(free <= 0);
4317
4318                         if (free == page->objects) {
4319                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4320                                 n->nr_partial--;
4321                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4322                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4323                 }
4324
4325                 /*
4326                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4327                  * partial list.
4328                  */
4329                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4330                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4331
4332                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4333
4334                 /* Release empty slabs */
4335                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4336                         discard_slab(s, page);
4337
4338                 if (slabs_node(s, node))
4339                         ret = 1;
4340         }
4341
4342         return ret;
4343 }
4344
4345 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4346 {
4347         struct kmem_cache *s;
4348
4349         mutex_lock(&slab_mutex);
4350         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4351                 __kmem_cache_shrink(s);
4352         mutex_unlock(&slab_mutex);
4353
4354         return 0;
4355 }
4356
4357 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4358 {
4359         struct memory_notify *marg = arg;
4360         int offline_node;
4361
4362         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4363
4364         /*
4365          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4366          * for it yet.
4367          */
4368         if (offline_node < 0)
4369                 return;
4370
4371         mutex_lock(&slab_mutex);
4372         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4373         /*
4374          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4375          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4376          * slab_mutex.
4377          */
4378         mutex_unlock(&slab_mutex);
4379 }
4380
4381 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4382 {
4383         struct kmem_cache_node *n;
4384         struct kmem_cache *s;
4385         struct memory_notify *marg = arg;
4386         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4387         int ret = 0;
4388
4389         /*
4390          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4391          * already created. Nothing to do.
4392          */
4393         if (nid < 0)
4394                 return 0;
4395
4396         /*
4397          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4398          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4399          * online.
4400          */
4401         mutex_lock(&slab_mutex);
4402         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4403                 /*
4404                  * The structure may already exist if the node was previously
4405                  * onlined and offlined.
4406                  */
4407                 if (get_node(s, nid))
4408                         continue;
4409                 /*
4410                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4411                  *      since memory is not yet available from the node that
4412                  *      is brought up.
4413                  */
4414                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4415                 if (!n) {
4416                         ret = -ENOMEM;
4417                         goto out;
4418                 }
4419                 init_kmem_cache_node(n);
4420                 s->node[nid] = n;
4421         }
4422         /*
4423          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4424          * initialized for the new node.
4425          */
4426         node_set(nid, slab_nodes);
4427 out:
4428         mutex_unlock(&slab_mutex);
4429         return ret;
4430 }
4431
4432 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4433                                 unsigned long action, void *arg)
4434 {
4435         int ret = 0;
4436
4437         switch (action) {
4438         case MEM_GOING_ONLINE:
4439                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4440                 break;
4441         case MEM_GOING_OFFLINE:
4442                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4443                 break;
4444         case MEM_OFFLINE:
4445         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4446                 slab_mem_offline_callback(arg);
4447                 break;
4448         case MEM_ONLINE:
4449         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4450                 break;
4451         }
4452         if (ret)
4453                 ret = notifier_from_errno(ret);
4454         else
4455                 ret = NOTIFY_OK;
4456         return ret;
4457 }
4458
4459 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4460         .notifier_call = slab_memory_callback,
4461         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4462 };
4463
4464 /********************************************************************
4465  *                      Basic setup of slabs
4466  *******************************************************************/
4467
4468 /*
4469  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4470  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4471  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4472  */
4473
4474 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4475 {
4476         int node;
4477         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4478         struct kmem_cache_node *n;
4479
4480         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4481
4482         /*
4483          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4484          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4485          * IPIs around.
4486          */
4487         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4488         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4489                 struct page *p;
4490
4491                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4492                         p->slab_cache = s;
4493
4494 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4495                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4496                         p->slab_cache = s;
4497 #endif
4498         }
4499         list_add(&s->list, &slab_caches);
4500         return s;
4501 }
4502
4503 void __init kmem_cache_init(void)
4504 {
4505         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4506                 boot_kmem_cache_node;
4507         int node;
4508
4509         if (debug_guardpage_minorder())
4510                 slub_max_order = 0;
4511
4512         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4513         if (__slub_debug_enabled())
4514                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4515
4516         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4517         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4518
4519         /*
4520          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4521          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4522          */
4523         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4524                 node_set(node, slab_nodes);
4525
4526         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4527                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4528
4529         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4530
4531         /* Able to allocate the per node structures */
4532         slab_state = PARTIAL;
4533
4534         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4535                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4536                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4537                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4538
4539         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4540         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4541
4542         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4543         setup_kmalloc_cache_index_table();
4544         create_kmalloc_caches(0);
4545
4546         /* Setup random freelists for each cache */
4547         init_freelist_randomization();
4548
4549         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4550                                   slub_cpu_dead);
4551
4552         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4553                 cache_line_size(),
4554                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4555                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4556 }
4557
4558 void __init kmem_cache_init_late(void)
4559 {
4560 }
4561
4562 struct kmem_cache *
4563 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4564                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4565 {
4566         struct kmem_cache *s;
4567
4568         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4569         if (s) {
4570                 s->refcount++;
4571
4572                 /*
4573                  * Adjust the object sizes so that we clear
4574                  * the complete object on kzalloc.
4575                  */
4576                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4577                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4578
4579                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4580                         s->refcount--;
4581                         s = NULL;
4582                 }
4583         }
4584
4585         return s;
4586 }
4587
4588 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4589 {
4590         int err;
4591
4592         err = kmem_cache_open(s, flags);
4593         if (err)
4594                 return err;
4595
4596         /* Mutex is not taken during early boot */
4597         if (slab_state <= UP)
4598                 return 0;
4599
4600         err = sysfs_slab_add(s);
4601         if (err)
4602                 __kmem_cache_release(s);
4603
4604         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4605                 debugfs_slab_add(s);
4606
4607         return err;
4608 }
4609
4610 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4611 {
4612         struct kmem_cache *s;
4613         void *ret;
4614
4615         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4616                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4617
4618         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4619
4620         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4621                 return s;
4622
4623         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4624
4625         /* Honor the call site pointer we received. */
4626         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4627
4628         return ret;
4629 }
4630 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4631
4632 #ifdef CONFIG_NUMA
4633 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4634                                         int node, unsigned long caller)
4635 {
4636         struct kmem_cache *s;
4637         void *ret;
4638
4639         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4640                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4641
4642                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4643                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4644                                    gfpflags, node);
4645
4646                 return ret;
4647         }
4648
4649         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4650
4651         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4652                 return s;
4653
4654         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4655
4656         /* Honor the call site pointer we received. */
4657         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4658
4659         return ret;
4660 }
4661 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4662 #endif
4663
4664 #ifdef CONFIG_SYSFS
4665 static int count_inuse(struct page *page)
4666 {
4667         return page->inuse;
4668 }
4669
4670 static int count_total(struct page *page)
4671 {
4672         return page->objects;
4673 }
4674 #endif
4675
4676 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4677 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4678 {
4679         void *p;
4680         void *addr = page_address(page);
4681         unsigned long *map;
4682
4683         slab_lock(page);
4684
4685         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4686                 goto unlock;
4687
4688         /* Now we know that a valid freelist exists */
4689         map = get_map(s, page);
4690         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4691                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4692                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4693
4694                 if (!check_object(s, page, p, val))
4695                         break;
4696         }
4697         put_map(map);
4698 unlock:
4699         slab_unlock(page);
4700 }
4701
4702 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4703                 struct kmem_cache_node *n)
4704 {
4705         unsigned long count = 0;
4706         struct page *page;
4707         unsigned long flags;
4708
4709         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4710
4711         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4712                 validate_slab(s, page);
4713                 count++;
4714         }
4715         if (count != n->nr_partial) {
4716                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4717                        s->name, count, n->nr_partial);
4718                 slab_add_kunit_errors();
4719         }
4720
4721         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4722                 goto out;
4723
4724         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4725                 validate_slab(s, page);
4726                 count++;
4727         }
4728         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4729                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4730                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4731                 slab_add_kunit_errors();
4732         }
4733
4734 out:
4735         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4736         return count;
4737 }
4738
4739 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4740 {
4741         int node;
4742         unsigned long count = 0;
4743         struct kmem_cache_node *n;
4744
4745         flush_all(s);
4746         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4747                 count += validate_slab_node(s, n);
4748
4749         return count;
4750 }
4751 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4752
4753 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4754 /*
4755  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4756  * and freed.
4757  */
4758
4759 struct location {
4760         unsigned long count;
4761         unsigned long addr;
4762         long long sum_time;
4763         long min_time;
4764         long max_time;
4765         long min_pid;
4766         long max_pid;
4767         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4768         nodemask_t nodes;
4769 };
4770
4771 struct loc_track {
4772         unsigned long max;
4773         unsigned long count;
4774         struct location *loc;
4775 };
4776
4777 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4778
4779 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4780 {
4781         if (t->max)
4782                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4783                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4784 }
4785
4786 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4787 {
4788         struct location *l;
4789         int order;
4790
4791         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4792
4793         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4794         if (!l)
4795                 return 0;
4796
4797         if (t->count) {
4798                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4799                 free_loc_track(t);
4800         }
4801         t->max = max;
4802         t->loc = l;
4803         return 1;
4804 }
4805
4806 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4807                                 const struct track *track)
4808 {
4809         long start, end, pos;
4810         struct location *l;
4811         unsigned long caddr;
4812         unsigned long age = jiffies - track->when;
4813
4814         start = -1;
4815         end = t->count;
4816
4817         for ( ; ; ) {
4818                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4819
4820                 /*
4821                  * There is nothing at "end". If we end up there
4822                  * we need to add something to before end.
4823                  */
4824                 if (pos == end)
4825                         break;
4826
4827                 caddr = t->loc[pos].addr;
4828                 if (track->addr == caddr) {
4829
4830                         l = &t->loc[pos];
4831                         l->count++;
4832                         if (track->when) {
4833                                 l->sum_time += age;
4834                                 if (age < l->min_time)
4835                                         l->min_time = age;
4836                                 if (age > l->max_time)
4837                                         l->max_time = age;
4838
4839                                 if (track->pid < l->min_pid)
4840                                         l->min_pid = track->pid;
4841                                 if (track->pid > l->max_pid)
4842                                         l->max_pid = track->pid;
4843
4844                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4845                                                 to_cpumask(l->cpus));
4846                         }
4847                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4848                         return 1;
4849                 }
4850
4851                 if (track->addr < caddr)
4852                         end = pos;
4853                 else
4854                         start = pos;
4855         }
4856
4857         /*
4858          * Not found. Insert new tracking element.
4859          */
4860         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4861                 return 0;
4862
4863         l = t->loc + pos;
4864         if (pos < t->count)
4865                 memmove(l + 1, l,
4866                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4867         t->count++;
4868         l->count = 1;
4869         l->addr = track->addr;
4870         l->sum_time = age;
4871         l->min_time = age;
4872         l->max_time = age;
4873         l->min_pid = track->pid;
4874         l->max_pid = track->pid;
4875         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4876         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4877         nodes_clear(l->nodes);
4878         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4879         return 1;
4880 }
4881
4882 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4883                 struct page *page, enum track_item alloc)
4884 {
4885         void *addr = page_address(page);
4886         void *p;
4887         unsigned long *map;
4888
4889         map = get_map(s, page);
4890         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4891                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4892                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4893         put_map(map);
4894 }
4895 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4896 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4897
4898 #ifdef CONFIG_SYSFS
4899 enum slab_stat_type {
4900         SL_ALL,                 /* All slabs */
4901         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4902         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4903         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4904         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4905 };
4906
4907 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4908 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4909 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4910 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4911 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4912
4913 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4914                                  char *buf, unsigned long flags)
4915 {
4916         unsigned long total = 0;
4917         int node;
4918         int x;
4919         unsigned long *nodes;
4920         int len = 0;
4921
4922         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4923         if (!nodes)
4924                 return -ENOMEM;
4925
4926         if (flags & SO_CPU) {
4927                 int cpu;
4928
4929                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4930                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4931                                                                cpu);
4932                         int node;
4933                         struct page *page;
4934
4935                         page = READ_ONCE(c->page);
4936                         if (!page)
4937                                 continue;
4938
4939                         node = page_to_nid(page);
4940                         if (flags & SO_TOTAL)
4941                                 x = page->objects;
4942                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4943                                 x = page->inuse;
4944                         else
4945                                 x = 1;
4946
4947                         total += x;
4948                         nodes[node] += x;
4949
4950                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4951                         if (page) {
4952                                 node = page_to_nid(page);
4953                                 if (flags & SO_TOTAL)
4954                                         WARN_ON_ONCE(1);
4955                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4956                                         WARN_ON_ONCE(1);
4957                                 else
4958                                         x = page->pages;
4959                                 total += x;
4960                                 nodes[node] += x;
4961                         }
4962                 }
4963         }
4964
4965         /*
4966          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4967          * already held which will conflict with an existing lock order:
4968          *
4969          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4970          *
4971          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4972          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4973          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4974          */
4975
4976 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4977         if (flags & SO_ALL) {
4978                 struct kmem_cache_node *n;
4979
4980                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4981
4982                         if (flags & SO_TOTAL)
4983                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4984                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4985                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4986                                         count_partial(n, count_free);
4987                         else
4988                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4989                         total += x;
4990                         nodes[node] += x;
4991                 }
4992
4993         } else
4994 #endif
4995         if (flags & SO_PARTIAL) {
4996                 struct kmem_cache_node *n;
4997
4998                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4999                         if (flags & SO_TOTAL)
5000                                 x = count_partial(n, count_total);
5001                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5002                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5003                         else
5004                                 x = n->nr_partial;
5005                         total += x;
5006                         nodes[node] += x;
5007                 }
5008         }
5009
5010         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5011 #ifdef CONFIG_NUMA
5012         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5013                 if (nodes[node])
5014                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5015                                              node, nodes[node]);
5016         }
5017 #endif
5018         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5019         kfree(nodes);
5020
5021         return len;
5022 }
5023
5024 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5025 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5026
5027 struct slab_attribute {
5028         struct attribute attr;
5029         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5030         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5031 };
5032
5033 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5034         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5035         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5036
5037 #define SLAB_ATTR(_name) \
5038         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5039         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5040
5041 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5042 {
5043         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5044 }
5045 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5046
5047 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5048 {
5049         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5050 }
5051 SLAB_ATTR_RO(align);
5052
5053 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5054 {
5055         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5056 }
5057 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5058
5059 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5060 {
5061         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5062 }
5063 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5064
5065 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5066 {
5067         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5068 }
5069 SLAB_ATTR_RO(order);
5070
5071 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5072 {
5073         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5074 }
5075
5076 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5077                                  size_t length)
5078 {
5079         unsigned long min;
5080         int err;
5081
5082         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5083         if (err)
5084                 return err;
5085
5086         set_min_partial(s, min);
5087         return length;
5088 }
5089 SLAB_ATTR(min_partial);
5090
5091 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5092 {
5093         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5094 }
5095
5096 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5097                                  size_t length)
5098 {
5099         unsigned int objects;
5100         int err;
5101
5102         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5103         if (err)
5104                 return err;
5105         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5106                 return -EINVAL;
5107
5108         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5109         flush_all(s);
5110         return length;
5111 }
5112 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5113
5114 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5115 {
5116         if (!s->ctor)
5117                 return 0;
5118         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5119 }
5120 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5121
5122 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5123 {
5124         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5125 }
5126 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5127
5128 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5129 {
5130         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5131 }
5132 SLAB_ATTR_RO(partial);
5133
5134 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5135 {
5136         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5137 }
5138 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5139
5140 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5141 {
5142         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5143 }
5144 SLAB_ATTR_RO(objects);
5145
5146 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5147 {
5148         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5149 }
5150 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5151
5152 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5153 {
5154         int objects = 0;
5155         int pages = 0;
5156         int cpu;
5157         int len = 0;
5158
5159         for_each_online_cpu(cpu) {
5160                 struct page *page;
5161
5162                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5163
5164                 if (page) {
5165                         pages += page->pages;
5166                         objects += page->pobjects;
5167                 }
5168         }
5169
5170         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5171
5172 #ifdef CONFIG_SMP
5173         for_each_online_cpu(cpu) {
5174                 struct page *page;
5175
5176                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5177                 if (page)
5178                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5179                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5180         }
5181 #endif
5182         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5183
5184         return len;
5185 }
5186 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5187
5188 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5189 {
5190         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5191 }
5192 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5193
5194 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5195 {
5196         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5197 }
5198 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5199
5200 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5201 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5202 {
5203         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5204 }
5205 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5206 #endif
5207
5208 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5209 {
5210         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5211 }
5212 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5213
5214 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5215 {
5216         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5217 }
5218 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5219
5220 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5221 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5224 }
5225 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5226
5227 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5228 {
5229         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5230 }
5231 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5232
5233 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5234 {
5235         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5236 }
5237 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5238
5239 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5240 {
5241         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5242 }
5243 SLAB_ATTR_RO(trace);
5244
5245 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5246 {
5247         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5248 }
5249
5250 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5251
5252 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5255 }
5256
5257 SLAB_ATTR_RO(poison);
5258
5259 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5260 {
5261         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5262 }
5263
5264 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5265
5266 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5267 {
5268         return 0;
5269 }
5270
5271 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5272                         const char *buf, size_t length)
5273 {
5274         int ret = -EINVAL;
5275
5276         if (buf[0] == '1') {
5277                 ret = validate_slab_cache(s);
5278                 if (ret >= 0)
5279                         ret = length;
5280         }
5281         return ret;
5282 }
5283 SLAB_ATTR(validate);
5284
5285 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5286
5287 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5288 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5289 {
5290         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5291 }
5292 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5293 #endif
5294
5295 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5296 {
5297         return 0;
5298 }
5299
5300 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5301                         const char *buf, size_t length)
5302 {
5303         if (buf[0] == '1')
5304                 kmem_cache_shrink(s);
5305         else
5306                 return -EINVAL;
5307         return length;
5308 }
5309 SLAB_ATTR(shrink);
5310
5311 #ifdef CONFIG_NUMA
5312 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5313 {
5314         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5315 }
5316
5317 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5318                                 const char *buf, size_t length)
5319 {
5320         unsigned int ratio;
5321         int err;
5322
5323         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5324         if (err)
5325                 return err;
5326         if (ratio > 100)
5327                 return -ERANGE;
5328
5329         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5330
5331         return length;
5332 }
5333 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5334 #endif
5335
5336 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5337 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5338 {
5339         unsigned long sum  = 0;
5340         int cpu;
5341         int len = 0;
5342         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5343
5344         if (!data)
5345                 return -ENOMEM;
5346
5347         for_each_online_cpu(cpu) {
5348                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5349
5350                 data[cpu] = x;
5351                 sum += x;
5352         }
5353
5354         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5355
5356 #ifdef CONFIG_SMP
5357         for_each_online_cpu(cpu) {
5358                 if (data[cpu])
5359                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5360                                              cpu, data[cpu]);
5361         }
5362 #endif
5363         kfree(data);
5364         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5365
5366         return len;
5367 }
5368
5369 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5370 {
5371         int cpu;
5372
5373         for_each_online_cpu(cpu)
5374                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5375 }
5376
5377 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5378 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5379 {                                                               \
5380         return show_stat(s, buf, si);                           \
5381 }                                                               \
5382 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5383                                 const char *buf, size_t length) \
5384 {                                                               \
5385         if (buf[0] != '0')                                      \
5386                 return -EINVAL;                                 \
5387         clear_stat(s, si);                                      \
5388         return length;                                          \
5389 }                                                               \
5390 SLAB_ATTR(text);                                                \
5391
5392 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5394 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5395 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5396 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5397 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5398 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5399 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5400 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5401 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5402 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5403 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5404 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5409 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5410 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5411 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5412 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5413 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5414 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5415 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5416 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5417 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5418 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5419
5420 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5421         &slab_size_attr.attr,
5422         &object_size_attr.attr,
5423         &objs_per_slab_attr.attr,
5424         &order_attr.attr,
5425         &min_partial_attr.attr,
5426         &cpu_partial_attr.attr,
5427         &objects_attr.attr,
5428         &objects_partial_attr.attr,
5429         &partial_attr.attr,
5430         &cpu_slabs_attr.attr,
5431         &ctor_attr.attr,
5432         &aliases_attr.attr,
5433         &align_attr.attr,
5434         &hwcache_align_attr.attr,
5435         &reclaim_account_attr.attr,
5436         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5437         &shrink_attr.attr,
5438         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5439 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5440         &total_objects_attr.attr,
5441         &slabs_attr.attr,
5442         &sanity_checks_attr.attr,
5443         &trace_attr.attr,
5444         &red_zone_attr.attr,
5445         &poison_attr.attr,
5446         &store_user_attr.attr,
5447         &validate_attr.attr,
5448 #endif
5449 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5450         &cache_dma_attr.attr,
5451 #endif
5452 #ifdef CONFIG_NUMA
5453         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5454 #endif
5455 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5456         &alloc_fastpath_attr.attr,
5457         &alloc_slowpath_attr.attr,
5458         &free_fastpath_attr.attr,
5459         &free_slowpath_attr.attr,
5460         &free_frozen_attr.attr,
5461         &free_add_partial_attr.attr,
5462         &free_remove_partial_attr.attr,
5463         &alloc_from_partial_attr.attr,
5464         &alloc_slab_attr.attr,
5465         &alloc_refill_attr.attr,
5466         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5467         &free_slab_attr.attr,
5468         &cpuslab_flush_attr.attr,
5469         &deactivate_full_attr.attr,
5470         &deactivate_empty_attr.attr,
5471         &deactivate_to_head_attr.attr,
5472         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5473         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5474         &deactivate_bypass_attr.attr,
5475         &order_fallback_attr.attr,
5476         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5477         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5478         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5479         &cpu_partial_free_attr.attr,
5480         &cpu_partial_node_attr.attr,
5481         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5482 #endif
5483 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5484         &failslab_attr.attr,
5485 #endif
5486         &usersize_attr.attr,
5487
5488         NULL
5489 };
5490
5491 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5492         .attrs = slab_attrs,
5493 };
5494
5495 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5496                                 struct attribute *attr,
5497                                 char *buf)
5498 {
5499         struct slab_attribute *attribute;
5500         struct kmem_cache *s;
5501         int err;
5502
5503         attribute = to_slab_attr(attr);
5504         s = to_slab(kobj);
5505
5506         if (!attribute->show)
5507                 return -EIO;
5508
5509         err = attribute->show(s, buf);
5510
5511         return err;
5512 }
5513
5514 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5515                                 struct attribute *attr,
5516                                 const char *buf, size_t len)
5517 {
5518         struct slab_attribute *attribute;
5519         struct kmem_cache *s;
5520         int err;
5521
5522         attribute = to_slab_attr(attr);
5523         s = to_slab(kobj);
5524
5525         if (!attribute->store)
5526                 return -EIO;
5527
5528         err = attribute->store(s, buf, len);
5529         return err;
5530 }
5531
5532 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5533 {
5534         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5535 }
5536
5537 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5538         .show = slab_attr_show,
5539         .store = slab_attr_store,
5540 };
5541
5542 static struct kobj_type slab_ktype = {
5543         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5544         .release = kmem_cache_release,
5545 };
5546
5547 static struct kset *slab_kset;
5548
5549 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5550 {
5551         return slab_kset;
5552 }
5553
5554 #define ID_STR_LENGTH 64
5555
5556 /* Create a unique string id for a slab cache:
5557  *
5558  * Format       :[flags-]size
5559  */
5560 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5561 {
5562         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5563         char *p = name;
5564
5565         BUG_ON(!name);
5566
5567         *p++ = ':';
5568         /*
5569          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5570          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5571          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5572          * are matched during merging to guarantee that the id is
5573          * unique.
5574          */
5575         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5576                 *p++ = 'd';
5577         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5578                 *p++ = 'D';
5579         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5580                 *p++ = 'a';
5581         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5582                 *p++ = 'F';
5583         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5584                 *p++ = 'A';
5585         if (p != name + 1)
5586                 *p++ = '-';
5587         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5588
5589         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5590         return name;
5591 }
5592
5593 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5594 {
5595         int err;
5596         const char *name;
5597         struct kset *kset = cache_kset(s);
5598         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5599
5600         if (!kset) {
5601                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5602                 return 0;
5603         }
5604
5605         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5606                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5607                 unmergeable = 1;
5608
5609         if (unmergeable) {
5610                 /*
5611                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5612                  * This is typically the case for debug situations. In that
5613                  * case we can catch duplicate names easily.
5614                  */
5615                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5616                 name = s->name;
5617         } else {
5618                 /*
5619                  * Create a unique name for the slab as a target
5620                  * for the symlinks.
5621                  */
5622                 name = create_unique_id(s);
5623         }
5624
5625         s->kobj.kset = kset;
5626         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5627         if (err)
5628                 goto out;
5629
5630         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5631         if (err)
5632                 goto out_del_kobj;
5633
5634         if (!unmergeable) {
5635                 /* Setup first alias */
5636                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5637         }
5638 out:
5639         if (!unmergeable)
5640                 kfree(name);
5641         return err;
5642 out_del_kobj:
5643         kobject_del(&s->kobj);
5644         goto out;
5645 }
5646
5647 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5648 {
5649         if (slab_state >= FULL)
5650                 kobject_del(&s->kobj);
5651 }
5652
5653 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5654 {
5655         if (slab_state >= FULL)
5656                 kobject_put(&s->kobj);
5657 }
5658
5659 /*
5660  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5661  * available lest we lose that information.
5662  */
5663 struct saved_alias {
5664         struct kmem_cache *s;
5665         const char *name;
5666         struct saved_alias *next;
5667 };
5668
5669 static struct saved_alias *alias_list;
5670
5671 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5672 {
5673         struct saved_alias *al;
5674
5675         if (slab_state == FULL) {
5676                 /*
5677                  * If we have a leftover link then remove it.
5678                  */
5679                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5680                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5681         }
5682
5683         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5684         if (!al)
5685                 return -ENOMEM;
5686
5687         al->s = s;
5688         al->name = name;
5689         al->next = alias_list;
5690         alias_list = al;
5691         return 0;
5692 }
5693
5694 static int __init slab_sysfs_init(void)
5695 {
5696         struct kmem_cache *s;
5697         int err;
5698
5699         mutex_lock(&slab_mutex);
5700
5701         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5702         if (!slab_kset) {
5703                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5704                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5705                 return -ENOSYS;
5706         }
5707
5708         slab_state = FULL;
5709
5710         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5711                 err = sysfs_slab_add(s);
5712                 if (err)
5713                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5714                                s->name);
5715         }
5716
5717         while (alias_list) {
5718                 struct saved_alias *al = alias_list;
5719
5720                 alias_list = alias_list->next;
5721                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5722                 if (err)
5723                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5724                                al->name);
5725                 kfree(al);
5726         }
5727
5728         mutex_unlock(&slab_mutex);
5729         return 0;
5730 }
5731
5732 __initcall(slab_sysfs_init);
5733 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5734
5735 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5736 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5737 {
5738
5739         struct location *l;
5740         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5741         struct loc_track *t = seq->private;
5742
5743         if (idx < t->count) {
5744                 l = &t->loc[idx];
5745
5746                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5747
5748                 if (l->addr)
5749                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5750                 else
5751                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5752
5753                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5754                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5755                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5756                                 l->max_time);
5757                 } else
5758                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5759
5760                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5761                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5762                 else
5763                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5764                                 l->min_pid);
5765
5766                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5767                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5768                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5769
5770                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5771                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5772                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5773
5774                 seq_puts(seq, "\n");
5775         }
5776
5777         if (!idx && !t->count)
5778                 seq_puts(seq, "No data\n");
5779
5780         return 0;
5781 }
5782
5783 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5784 {
5785 }
5786
5787 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5788 {
5789         struct loc_track *t = seq->private;
5790
5791         v = ppos;
5792         ++*ppos;
5793         if (*ppos <= t->count)
5794                 return v;
5795
5796         return NULL;
5797 }
5798
5799 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5800 {
5801         return ppos;
5802 }
5803
5804 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5805         .start  = slab_debugfs_start,
5806         .next   = slab_debugfs_next,
5807         .stop   = slab_debugfs_stop,
5808         .show   = slab_debugfs_show,
5809 };
5810
5811 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5812 {
5813
5814         struct kmem_cache_node *n;
5815         enum track_item alloc;
5816         int node;
5817         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5818                                                 sizeof(struct loc_track));
5819         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5820
5821         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5822                 alloc = TRACK_ALLOC;
5823         else
5824                 alloc = TRACK_FREE;
5825
5826         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
5827                 return -ENOMEM;
5828
5829         /* Push back cpu slabs */
5830         flush_all(s);
5831
5832         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5833                 unsigned long flags;
5834                 struct page *page;
5835
5836                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5837                         continue;
5838
5839                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5840                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5841                         process_slab(t, s, page, alloc);
5842                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5843                         process_slab(t, s, page, alloc);
5844                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5845         }
5846
5847         return 0;
5848 }
5849
5850 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5851 {
5852         struct seq_file *seq = file->private_data;
5853         struct loc_track *t = seq->private;
5854
5855         free_loc_track(t);
5856         return seq_release_private(inode, file);
5857 }
5858
5859 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5860         .open    = slab_debug_trace_open,
5861         .read    = seq_read,
5862         .llseek  = seq_lseek,
5863         .release = slab_debug_trace_release,
5864 };
5865
5866 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5867 {
5868         struct dentry *slab_cache_dir;
5869
5870         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5871                 return;
5872
5873         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5874
5875         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5876                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5877
5878         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5879                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5880 }
5881
5882 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5883 {
5884         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5885 }
5886
5887 static int __init slab_debugfs_init(void)
5888 {
5889         struct kmem_cache *s;
5890
5891         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5892
5893         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5894                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5895                         debugfs_slab_add(s);
5896
5897         return 0;
5898
5899 }
5900 __initcall(slab_debugfs_init);
5901 #endif
5902 /*
5903  * The /proc/slabinfo ABI
5904  */
5905 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5906 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5907 {
5908         unsigned long nr_slabs = 0;
5909         unsigned long nr_objs = 0;
5910         unsigned long nr_free = 0;
5911         int node;
5912         struct kmem_cache_node *n;
5913
5914         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5915                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5916                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5917                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5918         }
5919
5920         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5921         sinfo->num_objs = nr_objs;
5922         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5923         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5924         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5925         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5926 }
5927
5928 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5929 {
5930 }
5931
5932 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5933                        size_t count, loff_t *ppos)
5934 {
5935         return -EIO;
5936 }
5937 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */