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