Merge tag 'kvmarm-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kvmarm/kvmar...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         page->counters = counters_new;
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         page->counters = counters_new;
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
458 static bool slab_add_kunit_errors(void)
459 {
460         struct kunit_resource *resource;
461
462         if (likely(!current->kunit_test))
463                 return false;
464
465         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
466         if (!resource)
467                 return false;
468
469         (*(int *)resource->data)++;
470         kunit_put_resource(resource);
471         return true;
472 }
473 #else
474 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
475 #endif
476
477 /*
478  * Determine a map of object in use on a page.
479  *
480  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
481  * not vanish from under us.
482  */
483 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
484         __acquires(&object_map_lock)
485 {
486         void *p;
487         void *addr = page_address(page);
488
489         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
490
491         spin_lock(&object_map_lock);
492
493         bitmap_zero(object_map, page->objects);
494
495         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
496                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
497
498         return object_map;
499 }
500
501 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
502 {
503         VM_BUG_ON(map != object_map);
504         spin_unlock(&object_map_lock);
505 }
506
507 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
508 {
509         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
510                 return s->size - s->red_left_pad;
511
512         return s->size;
513 }
514
515 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
516 {
517         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
518                 p -= s->red_left_pad;
519
520         return p;
521 }
522
523 /*
524  * Debug settings:
525  */
526 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
527 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
528 #else
529 static slab_flags_t slub_debug;
530 #endif
531
532 static char *slub_debug_string;
533 static int disable_higher_order_debug;
534
535 /*
536  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
537  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
538  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
539  * to tell kasan that these accesses are OK.
540  */
541 static inline void metadata_access_enable(void)
542 {
543         kasan_disable_current();
544 }
545
546 static inline void metadata_access_disable(void)
547 {
548         kasan_enable_current();
549 }
550
551 /*
552  * Object debugging
553  */
554
555 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
556 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
557                                 struct page *page, void *object)
558 {
559         void *base;
560
561         if (!object)
562                 return 1;
563
564         base = page_address(page);
565         object = kasan_reset_tag(object);
566         object = restore_red_left(s, object);
567         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
568                 (object - base) % s->size) {
569                 return 0;
570         }
571
572         return 1;
573 }
574
575 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
576                           unsigned int length)
577 {
578         metadata_access_enable();
579         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
580                         16, 1, addr, length, 1);
581         metadata_access_disable();
582 }
583
584 /*
585  * See comment in calculate_sizes().
586  */
587 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
588 {
589         return s->offset >= s->inuse;
590 }
591
592 /*
593  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
594  * not overlapping with object.
595  */
596 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
597 {
598         if (freeptr_outside_object(s))
599                 return s->inuse + sizeof(void *);
600         else
601                 return s->inuse;
602 }
603
604 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
605         enum track_item alloc)
606 {
607         struct track *p;
608
609         p = object + get_info_end(s);
610
611         return kasan_reset_tag(p + alloc);
612 }
613
614 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
615                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
616 {
617         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
618
619         if (addr) {
620 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
621                 unsigned int nr_entries;
622
623                 metadata_access_enable();
624                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
625                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
626                 metadata_access_disable();
627
628                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
629                         p->addrs[nr_entries] = 0;
630 #endif
631                 p->addr = addr;
632                 p->cpu = smp_processor_id();
633                 p->pid = current->pid;
634                 p->when = jiffies;
635         } else {
636                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
637         }
638 }
639
640 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
641 {
642         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
643                 return;
644
645         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
646         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
647 }
648
649 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
650 {
651         if (!t->addr)
652                 return;
653
654         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
655                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
656 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
657         {
658                 int i;
659                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
660                         if (t->addrs[i])
661                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
662                         else
663                                 break;
664         }
665 #endif
666 }
667
668 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
669 {
670         unsigned long pr_time = jiffies;
671         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
672                 return;
673
674         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
675         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
676 }
677
678 static void print_page_info(struct page *page)
679 {
680         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
681                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
682                page->flags, &page->flags);
683
684 }
685
686 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
687 {
688         struct va_format vaf;
689         va_list args;
690
691         va_start(args, fmt);
692         vaf.fmt = fmt;
693         vaf.va = &args;
694         pr_err("=============================================================================\n");
695         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
696         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
697         va_end(args);
698 }
699
700 __printf(2, 3)
701 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
702 {
703         struct va_format vaf;
704         va_list args;
705
706         if (slab_add_kunit_errors())
707                 return;
708
709         va_start(args, fmt);
710         vaf.fmt = fmt;
711         vaf.va = &args;
712         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
713         va_end(args);
714 }
715
716 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
717                                void **freelist, void *nextfree)
718 {
719         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
720             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
721                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
722                 *freelist = NULL;
723                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729
730 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
731 {
732         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
733         u8 *addr = page_address(page);
734
735         print_tracking(s, p);
736
737         print_page_info(page);
738
739         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
740                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
741
742         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
743                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
744                               s->red_left_pad);
745         else if (p > addr + 16)
746                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
747
748         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
749                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
750         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
751                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
752                         s->inuse - s->object_size);
753
754         off = get_info_end(s);
755
756         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
757                 off += 2 * sizeof(struct track);
758
759         off += kasan_metadata_size(s);
760
761         if (off != size_from_object(s))
762                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
763                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
764                               size_from_object(s) - off);
765
766         dump_stack();
767 }
768
769 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
770                         u8 *object, char *reason)
771 {
772         if (slab_add_kunit_errors())
773                 return;
774
775         slab_bug(s, "%s", reason);
776         print_trailer(s, page, object);
777         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
778 }
779
780 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
781                         const char *fmt, ...)
782 {
783         va_list args;
784         char buf[100];
785
786         if (slab_add_kunit_errors())
787                 return;
788
789         va_start(args, fmt);
790         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
791         va_end(args);
792         slab_bug(s, "%s", buf);
793         print_page_info(page);
794         dump_stack();
795         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
796 }
797
798 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
801
802         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
803                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
804
805         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
806                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
807                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
808         }
809
810         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
811                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
812 }
813
814 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
815                                                 void *from, void *to)
816 {
817         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
818         memset(from, data, to - from);
819 }
820
821 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
822                         u8 *object, char *what,
823                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
824 {
825         u8 *fault;
826         u8 *end;
827         u8 *addr = page_address(page);
828
829         metadata_access_enable();
830         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
831         metadata_access_disable();
832         if (!fault)
833                 return 1;
834
835         end = start + bytes;
836         while (end > fault && end[-1] == value)
837                 end--;
838
839         if (slab_add_kunit_errors())
840                 goto skip_bug_print;
841
842         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
843         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
844                                         fault, end - 1, fault - addr,
845                                         fault[0], value);
846         print_trailer(s, page, object);
847         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
848
849 skip_bug_print:
850         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
851         return 0;
852 }
853
854 /*
855  * Object layout:
856  *
857  * object address
858  *      Bytes of the object to be managed.
859  *      If the freepointer may overlay the object then the free
860  *      pointer is at the middle of the object.
861  *
862  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
863  *      0xa5 (POISON_END)
864  *
865  * object + s->object_size
866  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
867  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
868  *      object_size == inuse.
869  *
870  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
871  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
872  *
873  * object + s->inuse
874  *      Meta data starts here.
875  *
876  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
877  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
878  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
879  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
880  *              before the word boundary.
881  *
882  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
883  *
884  * object + s->size
885  *      Nothing is used beyond s->size.
886  *
887  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
888  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
889  * may be used with merged slabcaches.
890  */
891
892 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
893 {
894         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
895
896         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
897                 /* We also have user information there */
898                 off += 2 * sizeof(struct track);
899
900         off += kasan_metadata_size(s);
901
902         if (size_from_object(s) == off)
903                 return 1;
904
905         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
906                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
907 }
908
909 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
910 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         u8 *start;
913         u8 *fault;
914         u8 *end;
915         u8 *pad;
916         int length;
917         int remainder;
918
919         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
920                 return 1;
921
922         start = page_address(page);
923         length = page_size(page);
924         end = start + length;
925         remainder = length % s->size;
926         if (!remainder)
927                 return 1;
928
929         pad = end - remainder;
930         metadata_access_enable();
931         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
932         metadata_access_disable();
933         if (!fault)
934                 return 1;
935         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
936                 end--;
937
938         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
939                         fault, end - 1, fault - start);
940         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
941
942         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
943         return 0;
944 }
945
946 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
947                                         void *object, u8 val)
948 {
949         u8 *p = object;
950         u8 *endobject = object + s->object_size;
951
952         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
953                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
954                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
955                         return 0;
956
957                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
958                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
959                         return 0;
960         } else {
961                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
962                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
963                                 endobject, POISON_INUSE,
964                                 s->inuse - s->object_size);
965                 }
966         }
967
968         if (s->flags & SLAB_POISON) {
969                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
970                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
971                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
972                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
973                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
974                         return 0;
975                 /*
976                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
977                  */
978                 check_pad_bytes(s, page, p);
979         }
980
981         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
982                 /*
983                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
984                  * freepointer while object is allocated.
985                  */
986                 return 1;
987
988         /* Check free pointer validity */
989         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
990                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
991                 /*
992                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
993                  * of the free objects in this slab. May cause
994                  * another error because the object count is now wrong.
995                  */
996                 set_freepointer(s, p, NULL);
997                 return 0;
998         }
999         return 1;
1000 }
1001
1002 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1003 {
1004         int maxobj;
1005
1006         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1007
1008         if (!PageSlab(page)) {
1009                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1010                 return 0;
1011         }
1012
1013         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1014         if (page->objects > maxobj) {
1015                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1016                         page->objects, maxobj);
1017                 return 0;
1018         }
1019         if (page->inuse > page->objects) {
1020                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1021                         page->inuse, page->objects);
1022                 return 0;
1023         }
1024         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1025         slab_pad_check(s, page);
1026         return 1;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1031  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1032  */
1033 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1034 {
1035         int nr = 0;
1036         void *fp;
1037         void *object = NULL;
1038         int max_objects;
1039
1040         fp = page->freelist;
1041         while (fp && nr <= page->objects) {
1042                 if (fp == search)
1043                         return 1;
1044                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1045                         if (object) {
1046                                 object_err(s, page, object,
1047                                         "Freechain corrupt");
1048                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1049                         } else {
1050                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1051                                 page->freelist = NULL;
1052                                 page->inuse = page->objects;
1053                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1054                                 return 0;
1055                         }
1056                         break;
1057                 }
1058                 object = fp;
1059                 fp = get_freepointer(s, object);
1060                 nr++;
1061         }
1062
1063         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1064         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1065                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1066
1067         if (page->objects != max_objects) {
1068                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1069                          page->objects, max_objects);
1070                 page->objects = max_objects;
1071                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1072         }
1073         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1074                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1075                          page->inuse, page->objects - nr);
1076                 page->inuse = page->objects - nr;
1077                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1078         }
1079         return search == NULL;
1080 }
1081
1082 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1083                                                                 int alloc)
1084 {
1085         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1086                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1087                         s->name,
1088                         alloc ? "alloc" : "free",
1089                         object, page->inuse,
1090                         page->freelist);
1091
1092                 if (!alloc)
1093                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1094                                         s->object_size);
1095
1096                 dump_stack();
1097         }
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1102  */
1103 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1104         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1105 {
1106         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1107                 return;
1108
1109         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1110         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1111 }
1112
1113 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1114 {
1115         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1116                 return;
1117
1118         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1119         list_del(&page->slab_list);
1120 }
1121
1122 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1123 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1124 {
1125         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1126
1127         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1128 }
1129
1130 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1131 {
1132         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1133 }
1134
1135 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1136 {
1137         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1138
1139         /*
1140          * May be called early in order to allocate a slab for the
1141          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1142          * dilemma by deferring the increment of the count during
1143          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1144          */
1145         if (likely(n)) {
1146                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1147                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1148         }
1149 }
1150 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1151 {
1152         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1153
1154         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1155         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1156 }
1157
1158 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1159 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1160                                                                 void *object)
1161 {
1162         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1163                 return;
1164
1165         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1166         init_tracking(s, object);
1167 }
1168
1169 static
1170 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1171 {
1172         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1173                 return;
1174
1175         metadata_access_enable();
1176         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1177         metadata_access_disable();
1178 }
1179
1180 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1181                                         struct page *page, void *object)
1182 {
1183         if (!check_slab(s, page))
1184                 return 0;
1185
1186         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1187                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1188                 return 0;
1189         }
1190
1191         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1192                 return 0;
1193
1194         return 1;
1195 }
1196
1197 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1198                                         struct page *page,
1199                                         void *object, unsigned long addr)
1200 {
1201         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1202                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1203                         goto bad;
1204         }
1205
1206         /* Success perform special debug activities for allocs */
1207         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1208                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1209         trace(s, page, object, 1);
1210         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1211         return 1;
1212
1213 bad:
1214         if (PageSlab(page)) {
1215                 /*
1216                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1217                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1218                  * as used avoids touching the remaining objects.
1219                  */
1220                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1221                 page->inuse = page->objects;
1222                 page->freelist = NULL;
1223         }
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1228                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1229 {
1230         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1231                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1232                 return 0;
1233         }
1234
1235         if (on_freelist(s, page, object)) {
1236                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1237                 return 0;
1238         }
1239
1240         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1241                 return 0;
1242
1243         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1244                 if (!PageSlab(page)) {
1245                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1246                                  object);
1247                 } else if (!page->slab_cache) {
1248                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1249                                object);
1250                         dump_stack();
1251                 } else
1252                         object_err(s, page, object,
1253                                         "page slab pointer corrupt.");
1254                 return 0;
1255         }
1256         return 1;
1257 }
1258
1259 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1260 static noinline int free_debug_processing(
1261         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1262         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1263         unsigned long addr)
1264 {
1265         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1266         void *object = head;
1267         int cnt = 0;
1268         unsigned long flags;
1269         int ret = 0;
1270
1271         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1272         slab_lock(page);
1273
1274         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1275                 if (!check_slab(s, page))
1276                         goto out;
1277         }
1278
1279 next_object:
1280         cnt++;
1281
1282         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1283                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1284                         goto out;
1285         }
1286
1287         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1288                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1289         trace(s, page, object, 0);
1290         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1291         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1292
1293         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1294         if (object != tail) {
1295                 object = get_freepointer(s, object);
1296                 goto next_object;
1297         }
1298         ret = 1;
1299
1300 out:
1301         if (cnt != bulk_cnt)
1302                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1303                          bulk_cnt, cnt);
1304
1305         slab_unlock(page);
1306         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1307         if (!ret)
1308                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1309         return ret;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1314  *
1315  * @str:    start of block
1316  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1317  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1318  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1319  *
1320  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1321  */
1322 static char *
1323 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1324 {
1325         bool higher_order_disable = false;
1326
1327         /* Skip any completely empty blocks */
1328         while (*str && *str == ';')
1329                 str++;
1330
1331         if (*str == ',') {
1332                 /*
1333                  * No options but restriction on slabs. This means full
1334                  * debugging for slabs matching a pattern.
1335                  */
1336                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1337                 goto check_slabs;
1338         }
1339         *flags = 0;
1340
1341         /* Determine which debug features should be switched on */
1342         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1343                 switch (tolower(*str)) {
1344                 case '-':
1345                         *flags = 0;
1346                         break;
1347                 case 'f':
1348                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1349                         break;
1350                 case 'z':
1351                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1352                         break;
1353                 case 'p':
1354                         *flags |= SLAB_POISON;
1355                         break;
1356                 case 'u':
1357                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1358                         break;
1359                 case 't':
1360                         *flags |= SLAB_TRACE;
1361                         break;
1362                 case 'a':
1363                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1364                         break;
1365                 case 'o':
1366                         /*
1367                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1368                          * order would increase as a result.
1369                          */
1370                         higher_order_disable = true;
1371                         break;
1372                 default:
1373                         if (init)
1374                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1375                 }
1376         }
1377 check_slabs:
1378         if (*str == ',')
1379                 *slabs = ++str;
1380         else
1381                 *slabs = NULL;
1382
1383         /* Skip over the slab list */
1384         while (*str && *str != ';')
1385                 str++;
1386
1387         /* Skip any completely empty blocks */
1388         while (*str && *str == ';')
1389                 str++;
1390
1391         if (init && higher_order_disable)
1392                 disable_higher_order_debug = 1;
1393
1394         if (*str)
1395                 return str;
1396         else
1397                 return NULL;
1398 }
1399
1400 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1401 {
1402         slab_flags_t flags;
1403         char *saved_str;
1404         char *slab_list;
1405         bool global_slub_debug_changed = false;
1406         bool slab_list_specified = false;
1407
1408         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1409         if (*str++ != '=' || !*str)
1410                 /*
1411                  * No options specified. Switch on full debugging.
1412                  */
1413                 goto out;
1414
1415         saved_str = str;
1416         while (str) {
1417                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1418
1419                 if (!slab_list) {
1420                         slub_debug = flags;
1421                         global_slub_debug_changed = true;
1422                 } else {
1423                         slab_list_specified = true;
1424                 }
1425         }
1426
1427         /*
1428          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1429          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1430          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1431          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1432          */
1433         if (slab_list_specified) {
1434                 if (!global_slub_debug_changed)
1435                         slub_debug = 0;
1436                 slub_debug_string = saved_str;
1437         }
1438 out:
1439         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1440                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1441         else
1442                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1443         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1444              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1445             (slub_debug & SLAB_POISON))
1446                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1447         return 1;
1448 }
1449
1450 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1451
1452 /*
1453  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1454  * @object_size:        the size of an object without meta data
1455  * @flags:              flags to set
1456  * @name:               name of the cache
1457  *
1458  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1459  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1460  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1461  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1462  */
1463 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1464         slab_flags_t flags, const char *name)
1465 {
1466         char *iter;
1467         size_t len;
1468         char *next_block;
1469         slab_flags_t block_flags;
1470         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1471
1472         /*
1473          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1474          * don't store user (stack trace) information by default,
1475          * but let the user enable it via the command line below.
1476          */
1477         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1478                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1479
1480         len = strlen(name);
1481         next_block = slub_debug_string;
1482         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1483         while (next_block) {
1484                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1485                 if (!iter)
1486                         continue;
1487                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1488                 while (*iter) {
1489                         char *end, *glob;
1490                         size_t cmplen;
1491
1492                         end = strchrnul(iter, ',');
1493                         if (next_block && next_block < end)
1494                                 end = next_block - 1;
1495
1496                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1497                         if (glob)
1498                                 cmplen = glob - iter;
1499                         else
1500                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1501
1502                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1503                                 flags |= block_flags;
1504                                 return flags;
1505                         }
1506
1507                         if (!*end || *end == ';')
1508                                 break;
1509                         iter = end + 1;
1510                 }
1511         }
1512
1513         return flags | slub_debug_local;
1514 }
1515 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1516 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1517                         struct page *page, void *object) {}
1518 static inline
1519 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1520
1521 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1522         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1523
1524 static inline int free_debug_processing(
1525         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1526         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1527         unsigned long addr) { return 0; }
1528
1529 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1530                         { return 1; }
1531 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1532                         void *object, u8 val) { return 1; }
1533 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1534                                         struct page *page) {}
1535 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1536                                         struct page *page) {}
1537 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1538         slab_flags_t flags, const char *name)
1539 {
1540         return flags;
1541 }
1542 #define slub_debug 0
1543
1544 #define disable_higher_order_debug 0
1545
1546 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1547                                                         { return 0; }
1548 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1549                                                         { return 0; }
1550 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1551                                                         int objects) {}
1552 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1553                                                         int objects) {}
1554
1555 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1556                                void **freelist, void *nextfree)
1557 {
1558         return false;
1559 }
1560 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1561
1562 /*
1563  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1564  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1565  */
1566 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1567 {
1568         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1569         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1570         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1571         return ptr;
1572 }
1573
1574 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1575 {
1576         kmemleak_free(x);
1577         kasan_kfree_large(x);
1578 }
1579
1580 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1581                                                 void *x, bool init)
1582 {
1583         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1584
1585         /*
1586          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1587          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1588          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1589          */
1590 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1591         {
1592                 unsigned long flags;
1593
1594                 local_irq_save(flags);
1595                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1596                 local_irq_restore(flags);
1597         }
1598 #endif
1599         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1600                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1601
1602         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1603         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1604                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1605                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1606
1607         /*
1608          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1609          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1610          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1611          *
1612          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1613          * but don't touch the SLAB redzone.
1614          */
1615         if (init) {
1616                 int rsize;
1617
1618                 if (!kasan_has_integrated_init())
1619                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1620                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1621                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1622                        s->size - s->inuse - rsize);
1623         }
1624         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1625         return kasan_slab_free(s, x, init);
1626 }
1627
1628 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1629                                            void **head, void **tail)
1630 {
1631
1632         void *object;
1633         void *next = *head;
1634         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1635
1636         if (is_kfence_address(next)) {
1637                 slab_free_hook(s, next, false);
1638                 return true;
1639         }
1640
1641         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1642         *head = NULL;
1643         *tail = NULL;
1644
1645         do {
1646                 object = next;
1647                 next = get_freepointer(s, object);
1648
1649                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1650                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1651                         /* Move object to the new freelist */
1652                         set_freepointer(s, object, *head);
1653                         *head = object;
1654                         if (!*tail)
1655                                 *tail = object;
1656                 }
1657         } while (object != old_tail);
1658
1659         if (*head == *tail)
1660                 *tail = NULL;
1661
1662         return *head != NULL;
1663 }
1664
1665 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1666                                 void *object)
1667 {
1668         setup_object_debug(s, page, object);
1669         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1670         if (unlikely(s->ctor)) {
1671                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1672                 s->ctor(object);
1673                 kasan_poison_object_data(s, object);
1674         }
1675         return object;
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Slab allocation and freeing
1680  */
1681 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1682                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1683 {
1684         struct page *page;
1685         unsigned int order = oo_order(oo);
1686
1687         if (node == NUMA_NO_NODE)
1688                 page = alloc_pages(flags, order);
1689         else
1690                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1691
1692         return page;
1693 }
1694
1695 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1696 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1697 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1698 {
1699         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1700         int err;
1701
1702         /* Bailout if already initialised */
1703         if (s->random_seq)
1704                 return 0;
1705
1706         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1707         if (err) {
1708                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1709                         s->name);
1710                 return err;
1711         }
1712
1713         /* Transform to an offset on the set of pages */
1714         if (s->random_seq) {
1715                 unsigned int i;
1716
1717                 for (i = 0; i < count; i++)
1718                         s->random_seq[i] *= s->size;
1719         }
1720         return 0;
1721 }
1722
1723 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1724 static void __init init_freelist_randomization(void)
1725 {
1726         struct kmem_cache *s;
1727
1728         mutex_lock(&slab_mutex);
1729
1730         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1731                 init_cache_random_seq(s);
1732
1733         mutex_unlock(&slab_mutex);
1734 }
1735
1736 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1737 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1738                                 unsigned long *pos, void *start,
1739                                 unsigned long page_limit,
1740                                 unsigned long freelist_count)
1741 {
1742         unsigned int idx;
1743
1744         /*
1745          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1746          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1747          */
1748         do {
1749                 idx = s->random_seq[*pos];
1750                 *pos += 1;
1751                 if (*pos >= freelist_count)
1752                         *pos = 0;
1753         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1754
1755         return (char *)start + idx;
1756 }
1757
1758 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1759 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1760 {
1761         void *start;
1762         void *cur;
1763         void *next;
1764         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1765
1766         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1767                 return false;
1768
1769         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1770         pos = get_random_int() % freelist_count;
1771
1772         page_limit = page->objects * s->size;
1773         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1774
1775         /* First entry is used as the base of the freelist */
1776         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1777                                 freelist_count);
1778         cur = setup_object(s, page, cur);
1779         page->freelist = cur;
1780
1781         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1782                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1783                         freelist_count);
1784                 next = setup_object(s, page, next);
1785                 set_freepointer(s, cur, next);
1786                 cur = next;
1787         }
1788         set_freepointer(s, cur, NULL);
1789
1790         return true;
1791 }
1792 #else
1793 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1794 {
1795         return 0;
1796 }
1797 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1798 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1799 {
1800         return false;
1801 }
1802 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1803
1804 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1805 {
1806         struct page *page;
1807         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1808         gfp_t alloc_gfp;
1809         void *start, *p, *next;
1810         int idx;
1811         bool shuffle;
1812
1813         flags &= gfp_allowed_mask;
1814
1815         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1816                 local_irq_enable();
1817
1818         flags |= s->allocflags;
1819
1820         /*
1821          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1822          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1823          */
1824         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1825         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1826                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1827
1828         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1829         if (unlikely(!page)) {
1830                 oo = s->min;
1831                 alloc_gfp = flags;
1832                 /*
1833                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1834                  * Try a lower order alloc if possible
1835                  */
1836                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1837                 if (unlikely(!page))
1838                         goto out;
1839                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1840         }
1841
1842         page->objects = oo_objects(oo);
1843
1844         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1845
1846         page->slab_cache = s;
1847         __SetPageSlab(page);
1848         if (page_is_pfmemalloc(page))
1849                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1850
1851         kasan_poison_slab(page);
1852
1853         start = page_address(page);
1854
1855         setup_page_debug(s, page, start);
1856
1857         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1858
1859         if (!shuffle) {
1860                 start = fixup_red_left(s, start);
1861                 start = setup_object(s, page, start);
1862                 page->freelist = start;
1863                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1864                         next = p + s->size;
1865                         next = setup_object(s, page, next);
1866                         set_freepointer(s, p, next);
1867                         p = next;
1868                 }
1869                 set_freepointer(s, p, NULL);
1870         }
1871
1872         page->inuse = page->objects;
1873         page->frozen = 1;
1874
1875 out:
1876         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1877                 local_irq_disable();
1878         if (!page)
1879                 return NULL;
1880
1881         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1882
1883         return page;
1884 }
1885
1886 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1887 {
1888         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1889                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1890
1891         return allocate_slab(s,
1892                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1893 }
1894
1895 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1896 {
1897         int order = compound_order(page);
1898         int pages = 1 << order;
1899
1900         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1901                 void *p;
1902
1903                 slab_pad_check(s, page);
1904                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1905                                                 page->objects)
1906                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1907         }
1908
1909         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1910         __ClearPageSlab(page);
1911         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1912         page->slab_cache = NULL;
1913         if (current->reclaim_state)
1914                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1915         unaccount_slab_page(page, order, s);
1916         __free_pages(page, order);
1917 }
1918
1919 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1920 {
1921         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1922
1923         __free_slab(page->slab_cache, page);
1924 }
1925
1926 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1927 {
1928         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1929                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1930         } else
1931                 __free_slab(s, page);
1932 }
1933
1934 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1935 {
1936         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1937         free_slab(s, page);
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Management of partially allocated slabs.
1942  */
1943 static inline void
1944 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1945 {
1946         n->nr_partial++;
1947         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1948                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1949         else
1950                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1951 }
1952
1953 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1954                                 struct page *page, int tail)
1955 {
1956         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1957         __add_partial(n, page, tail);
1958 }
1959
1960 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1961                                         struct page *page)
1962 {
1963         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1964         list_del(&page->slab_list);
1965         n->nr_partial--;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1970  * return the pointer to the freelist.
1971  *
1972  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1973  */
1974 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1975                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1976                 int mode, int *objects)
1977 {
1978         void *freelist;
1979         unsigned long counters;
1980         struct page new;
1981
1982         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1983
1984         /*
1985          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1986          * The old freelist is the list of objects for the
1987          * per cpu allocation list.
1988          */
1989         freelist = page->freelist;
1990         counters = page->counters;
1991         new.counters = counters;
1992         *objects = new.objects - new.inuse;
1993         if (mode) {
1994                 new.inuse = page->objects;
1995                 new.freelist = NULL;
1996         } else {
1997                 new.freelist = freelist;
1998         }
1999
2000         VM_BUG_ON(new.frozen);
2001         new.frozen = 1;
2002
2003         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2004                         freelist, counters,
2005                         new.freelist, new.counters,
2006                         "acquire_slab"))
2007                 return NULL;
2008
2009         remove_partial(n, page);
2010         WARN_ON(!freelist);
2011         return freelist;
2012 }
2013
2014 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2015 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2016
2017 /*
2018  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2019  */
2020 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2021                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2022 {
2023         struct page *page, *page2;
2024         void *object = NULL;
2025         unsigned int available = 0;
2026         int objects;
2027
2028         /*
2029          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2030          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2031          * partial slab and there is none available then get_partial()
2032          * will return NULL.
2033          */
2034         if (!n || !n->nr_partial)
2035                 return NULL;
2036
2037         spin_lock(&n->list_lock);
2038         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2039                 void *t;
2040
2041                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2042                         continue;
2043
2044                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2045                 if (!t)
2046                         break;
2047
2048                 available += objects;
2049                 if (!object) {
2050                         c->page = page;
2051                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2052                         object = t;
2053                 } else {
2054                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2055                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2056                 }
2057                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2058                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2059                         break;
2060
2061         }
2062         spin_unlock(&n->list_lock);
2063         return object;
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2068  */
2069 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2070                 struct kmem_cache_cpu *c)
2071 {
2072 #ifdef CONFIG_NUMA
2073         struct zonelist *zonelist;
2074         struct zoneref *z;
2075         struct zone *zone;
2076         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2077         void *object;
2078         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2079
2080         /*
2081          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2082          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2083          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2084          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2085          *
2086          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2087          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2088          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2089          * from other nodes and filled up.
2090          *
2091          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2092          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2093          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2094          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2095          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2096          * with available objects.
2097          */
2098         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2099                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2100                 return NULL;
2101
2102         do {
2103                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2104                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2105                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2106                         struct kmem_cache_node *n;
2107
2108                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2109
2110                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2111                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2112                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2113                                 if (object) {
2114                                         /*
2115                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2116                                          * here - if mems_allowed was updated in
2117                                          * parallel, that was a harmless race
2118                                          * between allocation and the cpuset
2119                                          * update
2120                                          */
2121                                         return object;
2122                                 }
2123                         }
2124                 }
2125         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2126 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2127         return NULL;
2128 }
2129
2130 /*
2131  * Get a partial page, lock it and return it.
2132  */
2133 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2134                 struct kmem_cache_cpu *c)
2135 {
2136         void *object;
2137         int searchnode = node;
2138
2139         if (node == NUMA_NO_NODE)
2140                 searchnode = numa_mem_id();
2141
2142         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2143         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2144                 return object;
2145
2146         return get_any_partial(s, flags, c);
2147 }
2148
2149 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2150 /*
2151  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2152  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2153  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2154  */
2155 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2156 #else
2157 /*
2158  * No preemption supported therefore also no need to check for
2159  * different cpus.
2160  */
2161 #define TID_STEP 1
2162 #endif
2163
2164 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2165 {
2166         return tid + TID_STEP;
2167 }
2168
2169 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2170 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2171 {
2172         return tid % TID_STEP;
2173 }
2174
2175 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2176 {
2177         return tid / TID_STEP;
2178 }
2179 #endif
2180
2181 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2182 {
2183         return cpu;
2184 }
2185
2186 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2187                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2188 {
2189 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2190         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2191
2192         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2193
2194 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2195         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2196                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2197                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2198         else
2199 #endif
2200         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2201                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2202                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2203         else
2204                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2205                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2206 #endif
2207         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2208 }
2209
2210 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2211 {
2212         int cpu;
2213
2214         for_each_possible_cpu(cpu)
2215                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Remove the cpu slab
2220  */
2221 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2222                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2223 {
2224         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2225         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2226         int lock = 0, free_delta = 0;
2227         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2228         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2229         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2230         struct page new;
2231         struct page old;
2232
2233         if (page->freelist) {
2234                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2235                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2240          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2241          */
2242         freelist_tail = NULL;
2243         freelist_iter = freelist;
2244         while (freelist_iter) {
2245                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2246
2247                 /*
2248                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2249                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2250                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2251                  */
2252                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2253                         break;
2254
2255                 freelist_tail = freelist_iter;
2256                 free_delta++;
2257
2258                 freelist_iter = nextfree;
2259         }
2260
2261         /*
2262          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2263          * freelist to the head of page's freelist.
2264          *
2265          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2266          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2267          *
2268          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2269          * with the count. If there is a mismatch then the page
2270          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2271          *
2272          * Then we restart the process which may have to remove
2273          * the page from the list that we just put it on again
2274          * because the number of objects in the slab may have
2275          * changed.
2276          */
2277 redo:
2278
2279         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2280         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2281         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2282
2283         /* Determine target state of the slab */
2284         new.counters = old.counters;
2285         if (freelist_tail) {
2286                 new.inuse -= free_delta;
2287                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2288                 new.freelist = freelist;
2289         } else
2290                 new.freelist = old.freelist;
2291
2292         new.frozen = 0;
2293
2294         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2295                 m = M_FREE;
2296         else if (new.freelist) {
2297                 m = M_PARTIAL;
2298                 if (!lock) {
2299                         lock = 1;
2300                         /*
2301                          * Taking the spinlock removes the possibility
2302                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2303                          * is frozen
2304                          */
2305                         spin_lock(&n->list_lock);
2306                 }
2307         } else {
2308                 m = M_FULL;
2309                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2310                         lock = 1;
2311                         /*
2312                          * This also ensures that the scanning of full
2313                          * slabs from diagnostic functions will not see
2314                          * any frozen slabs.
2315                          */
2316                         spin_lock(&n->list_lock);
2317                 }
2318         }
2319
2320         if (l != m) {
2321                 if (l == M_PARTIAL)
2322                         remove_partial(n, page);
2323                 else if (l == M_FULL)
2324                         remove_full(s, n, page);
2325
2326                 if (m == M_PARTIAL)
2327                         add_partial(n, page, tail);
2328                 else if (m == M_FULL)
2329                         add_full(s, n, page);
2330         }
2331
2332         l = m;
2333         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2334                                 old.freelist, old.counters,
2335                                 new.freelist, new.counters,
2336                                 "unfreezing slab"))
2337                 goto redo;
2338
2339         if (lock)
2340                 spin_unlock(&n->list_lock);
2341
2342         if (m == M_PARTIAL)
2343                 stat(s, tail);
2344         else if (m == M_FULL)
2345                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2346         else if (m == M_FREE) {
2347                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2348                 discard_slab(s, page);
2349                 stat(s, FREE_SLAB);
2350         }
2351
2352         c->page = NULL;
2353         c->freelist = NULL;
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2358  *
2359  * This function must be called with interrupts disabled
2360  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2361  * to guarantee no concurrent accesses).
2362  */
2363 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2364                 struct kmem_cache_cpu *c)
2365 {
2366 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2367         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2368         struct page *page, *discard_page = NULL;
2369
2370         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2371                 struct page new;
2372                 struct page old;
2373
2374                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2375
2376                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2377                 if (n != n2) {
2378                         if (n)
2379                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2380
2381                         n = n2;
2382                         spin_lock(&n->list_lock);
2383                 }
2384
2385                 do {
2386
2387                         old.freelist = page->freelist;
2388                         old.counters = page->counters;
2389                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2390
2391                         new.counters = old.counters;
2392                         new.freelist = old.freelist;
2393
2394                         new.frozen = 0;
2395
2396                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2397                                 old.freelist, old.counters,
2398                                 new.freelist, new.counters,
2399                                 "unfreezing slab"));
2400
2401                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2402                         page->next = discard_page;
2403                         discard_page = page;
2404                 } else {
2405                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2406                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2407                 }
2408         }
2409
2410         if (n)
2411                 spin_unlock(&n->list_lock);
2412
2413         while (discard_page) {
2414                 page = discard_page;
2415                 discard_page = discard_page->next;
2416
2417                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2418                 discard_slab(s, page);
2419                 stat(s, FREE_SLAB);
2420         }
2421 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2426  * partial page slot if available.
2427  *
2428  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2429  * per node partial list.
2430  */
2431 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2432 {
2433 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2434         struct page *oldpage;
2435         int pages;
2436         int pobjects;
2437
2438         preempt_disable();
2439         do {
2440                 pages = 0;
2441                 pobjects = 0;
2442                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2443
2444                 if (oldpage) {
2445                         pobjects = oldpage->pobjects;
2446                         pages = oldpage->pages;
2447                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2448                                 unsigned long flags;
2449                                 /*
2450                                  * partial array is full. Move the existing
2451                                  * set to the per node partial list.
2452                                  */
2453                                 local_irq_save(flags);
2454                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2455                                 local_irq_restore(flags);
2456                                 oldpage = NULL;
2457                                 pobjects = 0;
2458                                 pages = 0;
2459                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2460                         }
2461                 }
2462
2463                 pages++;
2464                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2465
2466                 page->pages = pages;
2467                 page->pobjects = pobjects;
2468                 page->next = oldpage;
2469
2470         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2471                                                                 != oldpage);
2472         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2473                 unsigned long flags;
2474
2475                 local_irq_save(flags);
2476                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2477                 local_irq_restore(flags);
2478         }
2479         preempt_enable();
2480 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2481 }
2482
2483 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2484 {
2485         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2486         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2487
2488         c->tid = next_tid(c->tid);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Flush cpu slab.
2493  *
2494  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2495  */
2496 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2497 {
2498         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2499
2500         if (c->page)
2501                 flush_slab(s, c);
2502
2503         unfreeze_partials(s, c);
2504 }
2505
2506 static void flush_cpu_slab(void *d)
2507 {
2508         struct kmem_cache *s = d;
2509
2510         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2511 }
2512
2513 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2514 {
2515         struct kmem_cache *s = info;
2516         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2517
2518         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2519 }
2520
2521 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2522 {
2523         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2524 }
2525
2526 /*
2527  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2528  * necessary.
2529  */
2530 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2531 {
2532         struct kmem_cache *s;
2533         unsigned long flags;
2534
2535         mutex_lock(&slab_mutex);
2536         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2537                 local_irq_save(flags);
2538                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2539                 local_irq_restore(flags);
2540         }
2541         mutex_unlock(&slab_mutex);
2542         return 0;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2547  * locality expectations.
2548  */
2549 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2550 {
2551 #ifdef CONFIG_NUMA
2552         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2553                 return 0;
2554 #endif
2555         return 1;
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2559 static int count_free(struct page *page)
2560 {
2561         return page->objects - page->inuse;
2562 }
2563
2564 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2565 {
2566         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2567 }
2568 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2569
2570 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2571 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2572                                         int (*get_count)(struct page *))
2573 {
2574         unsigned long flags;
2575         unsigned long x = 0;
2576         struct page *page;
2577
2578         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2579         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2580                 x += get_count(page);
2581         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2582         return x;
2583 }
2584 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2585
2586 static noinline void
2587 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2588 {
2589 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2590         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2591                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2592         int node;
2593         struct kmem_cache_node *n;
2594
2595         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2596                 return;
2597
2598         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2599                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2600         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2601                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2602                 oo_order(s->min));
2603
2604         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2605                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2606                         s->name);
2607
2608         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2609                 unsigned long nr_slabs;
2610                 unsigned long nr_objs;
2611                 unsigned long nr_free;
2612
2613                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2614                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2615                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2616
2617                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2618                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2619         }
2620 #endif
2621 }
2622
2623 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2624                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2625 {
2626         void *freelist;
2627         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2628         struct page *page;
2629
2630         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2631
2632         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2633
2634         if (freelist)
2635                 return freelist;
2636
2637         page = new_slab(s, flags, node);
2638         if (page) {
2639                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2640                 if (c->page)
2641                         flush_slab(s, c);
2642
2643                 /*
2644                  * No other reference to the page yet so we can
2645                  * muck around with it freely without cmpxchg
2646                  */
2647                 freelist = page->freelist;
2648                 page->freelist = NULL;
2649
2650                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2651                 c->page = page;
2652                 *pc = c;
2653         }
2654
2655         return freelist;
2656 }
2657
2658 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2659 {
2660         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2661                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2662
2663         return true;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2668  * per cpu freelist or deactivate the page.
2669  *
2670  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2671  *
2672  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2673  *
2674  * This function must be called with interrupt disabled.
2675  */
2676 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2677 {
2678         struct page new;
2679         unsigned long counters;
2680         void *freelist;
2681
2682         do {
2683                 freelist = page->freelist;
2684                 counters = page->counters;
2685
2686                 new.counters = counters;
2687                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2688
2689                 new.inuse = page->objects;
2690                 new.frozen = freelist != NULL;
2691
2692         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2693                 freelist, counters,
2694                 NULL, new.counters,
2695                 "get_freelist"));
2696
2697         return freelist;
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2702  * debugging duties.
2703  *
2704  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2705  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2706  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2707  *
2708  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2709  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2710  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2711  *
2712  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2713  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2714  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2715  *
2716  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2717  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2718  */
2719 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2720                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2721 {
2722         void *freelist;
2723         struct page *page;
2724
2725         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2726
2727         page = c->page;
2728         if (!page) {
2729                 /*
2730                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2731                  * ignore the node constraint
2732                  */
2733                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2734                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2735                         node = NUMA_NO_NODE;
2736                 goto new_slab;
2737         }
2738 redo:
2739
2740         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2741                 /*
2742                  * same as above but node_match() being false already
2743                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2744                  */
2745                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2746                         node = NUMA_NO_NODE;
2747                         goto redo;
2748                 } else {
2749                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2750                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2751                         goto new_slab;
2752                 }
2753         }
2754
2755         /*
2756          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2757          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2758          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2759          */
2760         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2761                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2762                 goto new_slab;
2763         }
2764
2765         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2766         freelist = c->freelist;
2767         if (freelist)
2768                 goto load_freelist;
2769
2770         freelist = get_freelist(s, page);
2771
2772         if (!freelist) {
2773                 c->page = NULL;
2774                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2775                 goto new_slab;
2776         }
2777
2778         stat(s, ALLOC_REFILL);
2779
2780 load_freelist:
2781         /*
2782          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2783          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2784          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2785          */
2786         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2787         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2788         c->tid = next_tid(c->tid);
2789         return freelist;
2790
2791 new_slab:
2792
2793         if (slub_percpu_partial(c)) {
2794                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2795                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2796                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2797                 goto redo;
2798         }
2799
2800         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2801
2802         if (unlikely(!freelist)) {
2803                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2804                 return NULL;
2805         }
2806
2807         page = c->page;
2808         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2809                 goto load_freelist;
2810
2811         /* Only entered in the debug case */
2812         if (kmem_cache_debug(s) &&
2813                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2814                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2815
2816         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2817         return freelist;
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2822  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2823  */
2824 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2825                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2826 {
2827         void *p;
2828         unsigned long flags;
2829
2830         local_irq_save(flags);
2831 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2832         /*
2833          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2834          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2835          * pointer.
2836          */
2837         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2838 #endif
2839
2840         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2841         local_irq_restore(flags);
2842         return p;
2843 }
2844
2845 /*
2846  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2847  * zeroing out freelist pointer.
2848  */
2849 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2850                                                    void *obj)
2851 {
2852         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2853                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2854                         0, sizeof(void *));
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2859  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2860  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2861  *
2862  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2863  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2864  *
2865  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2866  */
2867 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2868                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2869 {
2870         void *object;
2871         struct kmem_cache_cpu *c;
2872         struct page *page;
2873         unsigned long tid;
2874         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2875         bool init = false;
2876
2877         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2878         if (!s)
2879                 return NULL;
2880
2881         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2882         if (unlikely(object))
2883                 goto out;
2884
2885 redo:
2886         /*
2887          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2888          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2889          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2890          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2891          *
2892          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2893          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2894          * to check if it is matched or not.
2895          */
2896         do {
2897                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2898                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2899         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2900                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2901
2902         /*
2903          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2904          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2905          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2906          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2907          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2908          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2909          */
2910         barrier();
2911
2912         /*
2913          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2914          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2915          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2916          * linked list in between.
2917          */
2918
2919         object = c->freelist;
2920         page = c->page;
2921         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2922                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2923         } else {
2924                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2925
2926                 /*
2927                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2928                  * operation and if we are on the right processor.
2929                  *
2930                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2931                  * semantics!)
2932                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2933                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2934                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2935                  *
2936                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2937                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2938                  * other cpus.
2939                  */
2940                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2941                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2942                                 object, tid,
2943                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2944
2945                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2946                         goto redo;
2947                 }
2948                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2949                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2950         }
2951
2952         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2953         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2954
2955 out:
2956         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2957
2958         return object;
2959 }
2960
2961 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2962                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2963 {
2964         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2965 }
2966
2967 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2968 {
2969         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2970
2971         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2972                                 s->size, gfpflags);
2973
2974         return ret;
2975 }
2976 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2977
2978 #ifdef CONFIG_TRACING
2979 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2980 {
2981         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2982         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2983         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2984         return ret;
2985 }
2986 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2987 #endif
2988
2989 #ifdef CONFIG_NUMA
2990 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2991 {
2992         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2993
2994         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2995                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2996
2997         return ret;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3000
3001 #ifdef CONFIG_TRACING
3002 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3003                                     gfp_t gfpflags,
3004                                     int node, size_t size)
3005 {
3006         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3007
3008         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3009                            size, s->size, gfpflags, node);
3010
3011         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3012         return ret;
3013 }
3014 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3015 #endif
3016 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3017
3018 /*
3019  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3020  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3021  *
3022  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3023  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3024  * handling required then we can return immediately.
3025  */
3026 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3027                         void *head, void *tail, int cnt,
3028                         unsigned long addr)
3029
3030 {
3031         void *prior;
3032         int was_frozen;
3033         struct page new;
3034         unsigned long counters;
3035         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3036         unsigned long flags;
3037
3038         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3039
3040         if (kfence_free(head))
3041                 return;
3042
3043         if (kmem_cache_debug(s) &&
3044             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3045                 return;
3046
3047         do {
3048                 if (unlikely(n)) {
3049                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3050                         n = NULL;
3051                 }
3052                 prior = page->freelist;
3053                 counters = page->counters;
3054                 set_freepointer(s, tail, prior);
3055                 new.counters = counters;
3056                 was_frozen = new.frozen;
3057                 new.inuse -= cnt;
3058                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3059
3060                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3061
3062                                 /*
3063                                  * Slab was on no list before and will be
3064                                  * partially empty
3065                                  * We can defer the list move and instead
3066                                  * freeze it.
3067                                  */
3068                                 new.frozen = 1;
3069
3070                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3071
3072                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3073                                 /*
3074                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3075                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3076                                  * drop the list_lock without any processing.
3077                                  *
3078                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3079                                  * other processors updating the list of slabs.
3080                                  */
3081                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3082
3083                         }
3084                 }
3085
3086         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3087                 prior, counters,
3088                 head, new.counters,
3089                 "__slab_free"));
3090
3091         if (likely(!n)) {
3092
3093                 if (likely(was_frozen)) {
3094                         /*
3095                          * The list lock was not taken therefore no list
3096                          * activity can be necessary.
3097                          */
3098                         stat(s, FREE_FROZEN);
3099                 } else if (new.frozen) {
3100                         /*
3101                          * If we just froze the page then put it onto the
3102                          * per cpu partial list.
3103                          */
3104                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3105                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3106                 }
3107
3108                 return;
3109         }
3110
3111         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3112                 goto slab_empty;
3113
3114         /*
3115          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3116          * then add it.
3117          */
3118         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3119                 remove_full(s, n, page);
3120                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3121                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3122         }
3123         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3124         return;
3125
3126 slab_empty:
3127         if (prior) {
3128                 /*
3129                  * Slab on the partial list.
3130                  */
3131                 remove_partial(n, page);
3132                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3133         } else {
3134                 /* Slab must be on the full list */
3135                 remove_full(s, n, page);
3136         }
3137
3138         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3139         stat(s, FREE_SLAB);
3140         discard_slab(s, page);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3145  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3146  *
3147  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3148  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3149  * the item before.
3150  *
3151  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3152  * with all sorts of special processing.
3153  *
3154  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3155  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3156  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3157  */
3158 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3159                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3160                                 int cnt, unsigned long addr)
3161 {
3162         void *tail_obj = tail ? : head;
3163         struct kmem_cache_cpu *c;
3164         unsigned long tid;
3165
3166         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3167 redo:
3168         /*
3169          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3170          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3171          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3172          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3173          */
3174         do {
3175                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3176                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3177         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3178                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3179
3180         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3181         barrier();
3182
3183         if (likely(page == c->page)) {
3184                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3185
3186                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3187
3188                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3189                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3190                                 freelist, tid,
3191                                 head, next_tid(tid)))) {
3192
3193                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3194                         goto redo;
3195                 }
3196                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3197         } else
3198                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3199
3200 }
3201
3202 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3203                                       void *head, void *tail, int cnt,
3204                                       unsigned long addr)
3205 {
3206         /*
3207          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3208          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3209          */
3210         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3211                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3212 }
3213
3214 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3215 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3216 {
3217         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3218 }
3219 #endif
3220
3221 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3222 {
3223         s = cache_from_obj(s, x);
3224         if (!s)
3225                 return;
3226         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3227         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3228 }
3229 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3230
3231 struct detached_freelist {
3232         struct page *page;
3233         void *tail;
3234         void *freelist;
3235         int cnt;
3236         struct kmem_cache *s;
3237 };
3238
3239 static inline void free_nonslab_page(struct page *page)
3240 {
3241         unsigned int order = compound_order(page);
3242
3243         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3244         kfree_hook(page_address(page));
3245         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3246         __free_pages(page, order);
3247 }
3248
3249 /*
3250  * This function progressively scans the array with free objects (with
3251  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3252  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3253  * page/objects.  This can happen without any need for
3254  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3255  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3256  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3257  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3258  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3259  * to performance reasons.
3260  */
3261 static inline
3262 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3263                             void **p, struct detached_freelist *df)
3264 {
3265         size_t first_skipped_index = 0;
3266         int lookahead = 3;
3267         void *object;
3268         struct page *page;
3269
3270         /* Always re-init detached_freelist */
3271         df->page = NULL;
3272
3273         do {
3274                 object = p[--size];
3275                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3276         } while (!object && size);
3277
3278         if (!object)
3279                 return 0;
3280
3281         page = virt_to_head_page(object);
3282         if (!s) {
3283                 /* Handle kalloc'ed objects */
3284                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3285                         free_nonslab_page(page);
3286                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3287                         return size;
3288                 }
3289                 /* Derive kmem_cache from object */
3290                 df->s = page->slab_cache;
3291         } else {
3292                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3293         }
3294
3295         if (is_kfence_address(object)) {
3296                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3297                 __kfence_free(object);
3298                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3299                 return size;
3300         }
3301
3302         /* Start new detached freelist */
3303         df->page = page;
3304         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3305         df->tail = object;
3306         df->freelist = object;
3307         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3308         df->cnt = 1;
3309
3310         while (size) {
3311                 object = p[--size];
3312                 if (!object)
3313                         continue; /* Skip processed objects */
3314
3315                 /* df->page is always set at this point */
3316                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3317                         /* Opportunity build freelist */
3318                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3319                         df->freelist = object;
3320                         df->cnt++;
3321                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3322
3323                         continue;
3324                 }
3325
3326                 /* Limit look ahead search */
3327                 if (!--lookahead)
3328                         break;
3329
3330                 if (!first_skipped_index)
3331                         first_skipped_index = size + 1;
3332         }
3333
3334         return first_skipped_index;
3335 }
3336
3337 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3338 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3339 {
3340         if (WARN_ON(!size))
3341                 return;
3342
3343         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3344         do {
3345                 struct detached_freelist df;
3346
3347                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3348                 if (!df.page)
3349                         continue;
3350
3351                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3352         } while (likely(size));
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3355
3356 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3357 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3358                           void **p)
3359 {
3360         struct kmem_cache_cpu *c;
3361         int i;
3362         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3363
3364         /* memcg and kmem_cache debug support */
3365         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3366         if (unlikely(!s))
3367                 return false;
3368         /*
3369          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3370          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3371          * handlers invoking normal fastpath.
3372          */
3373         local_irq_disable();
3374         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3375
3376         for (i = 0; i < size; i++) {
3377                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3378
3379                 if (unlikely(object)) {
3380                         p[i] = object;
3381                         continue;
3382                 }
3383
3384                 object = c->freelist;
3385                 if (unlikely(!object)) {
3386                         /*
3387                          * We may have removed an object from c->freelist using
3388                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3389                          * c->tid has not been bumped yet.
3390                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3391                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3392                          */
3393                         c->tid = next_tid(c->tid);
3394
3395                         /*
3396                          * Invoking slow path likely have side-effect
3397                          * of re-populating per CPU c->freelist
3398                          */
3399                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3400                                             _RET_IP_, c);
3401                         if (unlikely(!p[i]))
3402                                 goto error;
3403
3404                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3405                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3406
3407                         continue; /* goto for-loop */
3408                 }
3409                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3410                 p[i] = object;
3411                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3412         }
3413         c->tid = next_tid(c->tid);
3414         local_irq_enable();
3415
3416         /*
3417          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3418          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3419          */
3420         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3421                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3422         return i;
3423 error:
3424         local_irq_enable();
3425         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3426         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3427         return 0;
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3430
3431
3432 /*
3433  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3434  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3435  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3436  * another.
3437  *
3438  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3439  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3440  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3441  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3442  * locking overhead.
3443  */
3444
3445 /*
3446  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3447  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3448  * and increases the number of allocations possible without having to
3449  * take the list_lock.
3450  */
3451 static unsigned int slub_min_order;
3452 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3453 static unsigned int slub_min_objects;
3454
3455 /*
3456  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3457  *
3458  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3459  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3460  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3461  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3462  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3463  * would be wasted.
3464  *
3465  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3466  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3467  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3468  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3469  *
3470  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3471  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3472  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3473  * of space in favor of a small page order.
3474  *
3475  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3476  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3477  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3478  * the smallest order which will fit the object.
3479  */
3480 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3481                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3482                 unsigned int fract_leftover)
3483 {
3484         unsigned int min_order = slub_min_order;
3485         unsigned int order;
3486
3487         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3488                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3489
3490         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3491                         order <= max_order; order++) {
3492
3493                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3494                 unsigned int rem;
3495
3496                 rem = slab_size % size;
3497
3498                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3499                         break;
3500         }
3501
3502         return order;
3503 }
3504
3505 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3506 {
3507         unsigned int order;
3508         unsigned int min_objects;
3509         unsigned int max_objects;
3510         unsigned int nr_cpus;
3511
3512         /*
3513          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3514          * works by first attempting to generate a layout with
3515          * the best configuration and backing off gradually.
3516          *
3517          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3518          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3519          */
3520         min_objects = slub_min_objects;
3521         if (!min_objects) {
3522                 /*
3523                  * Some architectures will only update present cpus when
3524                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3525                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3526                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3527                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3528                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3529                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3530                  */
3531                 nr_cpus = num_present_cpus();
3532                 if (nr_cpus <= 1)
3533                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3534                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3535         }
3536         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3537         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3538
3539         while (min_objects > 1) {
3540                 unsigned int fraction;
3541
3542                 fraction = 16;
3543                 while (fraction >= 4) {
3544                         order = slab_order(size, min_objects,
3545                                         slub_max_order, fraction);
3546                         if (order <= slub_max_order)
3547                                 return order;
3548                         fraction /= 2;
3549                 }
3550                 min_objects--;
3551         }
3552
3553         /*
3554          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3555          * lets see if we can place a single object there.
3556          */
3557         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3558         if (order <= slub_max_order)
3559                 return order;
3560
3561         /*
3562          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3563          */
3564         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3565         if (order < MAX_ORDER)
3566                 return order;
3567         return -ENOSYS;
3568 }
3569
3570 static void
3571 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3572 {
3573         n->nr_partial = 0;
3574         spin_lock_init(&n->list_lock);
3575         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3576 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3577         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3578         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3579         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3580 #endif
3581 }
3582
3583 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3584 {
3585         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3586                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3587
3588         /*
3589          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3590          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3591          */
3592         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3593                                      2 * sizeof(void *));
3594
3595         if (!s->cpu_slab)
3596                 return 0;
3597
3598         init_kmem_cache_cpus(s);
3599
3600         return 1;
3601 }
3602
3603 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3604
3605 /*
3606  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3607  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3608  * possible.
3609  *
3610  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3611  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3612  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3613  */
3614 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3615 {
3616         struct page *page;
3617         struct kmem_cache_node *n;
3618
3619         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3620
3621         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3622
3623         BUG_ON(!page);
3624         if (page_to_nid(page) != node) {
3625                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3626                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3627         }
3628
3629         n = page->freelist;
3630         BUG_ON(!n);
3631 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3632         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3633         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3634 #endif
3635         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3636         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3637         page->inuse = 1;
3638         page->frozen = 0;
3639         kmem_cache_node->node[node] = n;
3640         init_kmem_cache_node(n);
3641         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3642
3643         /*
3644          * No locks need to be taken here as it has just been
3645          * initialized and there is no concurrent access.
3646          */
3647         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3648 }
3649
3650 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3651 {
3652         int node;
3653         struct kmem_cache_node *n;
3654
3655         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3656                 s->node[node] = NULL;
3657                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3658         }
3659 }
3660
3661 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3662 {
3663         cache_random_seq_destroy(s);
3664         free_percpu(s->cpu_slab);
3665         free_kmem_cache_nodes(s);
3666 }
3667
3668 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3669 {
3670         int node;
3671
3672         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3673                 struct kmem_cache_node *n;
3674
3675                 if (slab_state == DOWN) {
3676                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3677                         continue;
3678                 }
3679                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3680                                                 GFP_KERNEL, node);
3681
3682                 if (!n) {
3683                         free_kmem_cache_nodes(s);
3684                         return 0;
3685                 }
3686
3687                 init_kmem_cache_node(n);
3688                 s->node[node] = n;
3689         }
3690         return 1;
3691 }
3692
3693 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3694 {
3695         if (min < MIN_PARTIAL)
3696                 min = MIN_PARTIAL;
3697         else if (min > MAX_PARTIAL)
3698                 min = MAX_PARTIAL;
3699         s->min_partial = min;
3700 }
3701
3702 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3703 {
3704 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3705         /*
3706          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3707          * per cpu partial lists of a processor.
3708          *
3709          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3710          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3711          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3712          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3713          *
3714          * This setting also determines
3715          *
3716          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3717          *    per node list when we reach the limit.
3718          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3719          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3720          *    50% to keep some capacity around for frees.
3721          */
3722         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3723                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3724         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3725                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3726         else if (s->size >= 1024)
3727                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3728         else if (s->size >= 256)
3729                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3730         else
3731                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3732 #endif
3733 }
3734
3735 /*
3736  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3737  * a slab object.
3738  */
3739 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3740 {
3741         slab_flags_t flags = s->flags;
3742         unsigned int size = s->object_size;
3743         unsigned int order;
3744
3745         /*
3746          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3747          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3748          * the possible location of the free pointer.
3749          */
3750         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3751
3752 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3753         /*
3754          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3755          * the slab may touch the object after free or before allocation
3756          * then we should never poison the object itself.
3757          */
3758         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3759                         !s->ctor)
3760                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3761         else
3762                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3763
3764
3765         /*
3766          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3767          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3768          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3769          */
3770         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3771                 size += sizeof(void *);
3772 #endif
3773
3774         /*
3775          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3776          * by the object and redzoning.
3777          */
3778         s->inuse = size;
3779
3780         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3781             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3782             s->ctor) {
3783                 /*
3784                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3785                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3786                  * kmem_cache_free.
3787                  *
3788                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3789                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3790                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3791                  *
3792                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3793                  * pointer is outside of the object is used in the
3794                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3795                  * longer true, the function needs to be modified.
3796                  */
3797                 s->offset = size;
3798                 size += sizeof(void *);
3799         } else {
3800                 /*
3801                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3802                  * it away from the edges of the object to avoid small
3803                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3804                  */
3805                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3806         }
3807
3808 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3809         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3810                 /*
3811                  * Need to store information about allocs and frees after
3812                  * the object.
3813                  */
3814                 size += 2 * sizeof(struct track);
3815 #endif
3816
3817         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3818 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3819         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3820                 /*
3821                  * Add some empty padding so that we can catch
3822                  * overwrites from earlier objects rather than let
3823                  * tracking information or the free pointer be
3824                  * corrupted if a user writes before the start
3825                  * of the object.
3826                  */
3827                 size += sizeof(void *);
3828
3829                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3830                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3831                 size += s->red_left_pad;
3832         }
3833 #endif
3834
3835         /*
3836          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3837          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3838          * each object to conform to the alignment.
3839          */
3840         size = ALIGN(size, s->align);
3841         s->size = size;
3842         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3843         if (forced_order >= 0)
3844                 order = forced_order;
3845         else
3846                 order = calculate_order(size);
3847
3848         if ((int)order < 0)
3849                 return 0;
3850
3851         s->allocflags = 0;
3852         if (order)
3853                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3854
3855         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3856                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3857
3858         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3859                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3860
3861         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3862                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3863
3864         /*
3865          * Determine the number of objects per slab
3866          */
3867         s->oo = oo_make(order, size);
3868         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3869         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3870                 s->max = s->oo;
3871
3872         return !!oo_objects(s->oo);
3873 }
3874
3875 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3876 {
3877         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3878 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3879         s->random = get_random_long();
3880 #endif
3881
3882         if (!calculate_sizes(s, -1))
3883                 goto error;
3884         if (disable_higher_order_debug) {
3885                 /*
3886                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3887                  * order increased.
3888                  */
3889                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3890                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3891                         s->offset = 0;
3892                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3893                                 goto error;
3894                 }
3895         }
3896
3897 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3898     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3899         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3900                 /* Enable fast mode */
3901                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3902 #endif
3903
3904         /*
3905          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3906          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3907          */
3908         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3909
3910         set_cpu_partial(s);
3911
3912 #ifdef CONFIG_NUMA
3913         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3914 #endif
3915
3916         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3917         if (slab_state >= UP) {
3918                 if (init_cache_random_seq(s))
3919                         goto error;
3920         }
3921
3922         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3923                 goto error;
3924
3925         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3926                 return 0;
3927
3928         free_kmem_cache_nodes(s);
3929 error:
3930         return -EINVAL;
3931 }
3932
3933 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3934                               const char *text)
3935 {
3936 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3937         void *addr = page_address(page);
3938         unsigned long *map;
3939         void *p;
3940
3941         slab_err(s, page, text, s->name);
3942         slab_lock(page);
3943
3944         map = get_map(s, page);
3945         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3946
3947                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3948                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3949                         print_tracking(s, p);
3950                 }
3951         }
3952         put_map(map);
3953         slab_unlock(page);
3954 #endif
3955 }
3956
3957 /*
3958  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3959  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3960  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3961  */
3962 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3963 {
3964         LIST_HEAD(discard);
3965         struct page *page, *h;
3966
3967         BUG_ON(irqs_disabled());
3968         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3969         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3970                 if (!page->inuse) {
3971                         remove_partial(n, page);
3972                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3973                 } else {
3974                         list_slab_objects(s, page,
3975                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3976                 }
3977         }
3978         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3979
3980         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3981                 discard_slab(s, page);
3982 }
3983
3984 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3985 {
3986         int node;
3987         struct kmem_cache_node *n;
3988
3989         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3990                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3991                         return false;
3992         return true;
3993 }
3994
3995 /*
3996  * Release all resources used by a slab cache.
3997  */
3998 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3999 {
4000         int node;
4001         struct kmem_cache_node *n;
4002
4003         flush_all(s);
4004         /* Attempt to free all objects */
4005         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4006                 free_partial(s, n);
4007                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4008                         return 1;
4009         }
4010         return 0;
4011 }
4012
4013 #ifdef CONFIG_PRINTK
4014 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4015 {
4016         void *base;
4017         int __maybe_unused i;
4018         unsigned int objnr;
4019         void *objp;
4020         void *objp0;
4021         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4022         struct track __maybe_unused *trackp;
4023
4024         kpp->kp_ptr = object;
4025         kpp->kp_page = page;
4026         kpp->kp_slab_cache = s;
4027         base = page_address(page);
4028         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4029 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4030         objp = restore_red_left(s, objp0);
4031 #else
4032         objp = objp0;
4033 #endif
4034         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4035         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4036         objp = base + s->size * objnr;
4037         kpp->kp_objp = objp;
4038         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4039             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4040                 return;
4041 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4042         objp = fixup_red_left(s, objp);
4043         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4044         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4045 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4046         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4047                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4048                 if (!kpp->kp_stack[i])
4049                         break;
4050         }
4051
4052         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4053         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4054                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4055                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4056                         break;
4057         }
4058 #endif
4059 #endif
4060 }
4061 #endif
4062
4063 /********************************************************************
4064  *              Kmalloc subsystem
4065  *******************************************************************/
4066
4067 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4068 {
4069         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4070
4071         return 1;
4072 }
4073
4074 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4075
4076 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4077 {
4078         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4079         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4080
4081         return 1;
4082 }
4083
4084 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4085
4086 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4087 {
4088         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4089
4090         return 1;
4091 }
4092
4093 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4094
4095 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4096 {
4097         struct kmem_cache *s;
4098         void *ret;
4099
4100         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4101                 return kmalloc_large(size, flags);
4102
4103         s = kmalloc_slab(size, flags);
4104
4105         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4106                 return s;
4107
4108         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4109
4110         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4111
4112         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4113
4114         return ret;
4115 }
4116 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4117
4118 #ifdef CONFIG_NUMA
4119 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4120 {
4121         struct page *page;
4122         void *ptr = NULL;
4123         unsigned int order = get_order(size);
4124
4125         flags |= __GFP_COMP;
4126         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4127         if (page) {
4128                 ptr = page_address(page);
4129                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4130                                       PAGE_SIZE << order);
4131         }
4132
4133         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4134 }
4135
4136 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4137 {
4138         struct kmem_cache *s;
4139         void *ret;
4140
4141         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4142                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4143
4144                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4145                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4146                                    flags, node);
4147
4148                 return ret;
4149         }
4150
4151         s = kmalloc_slab(size, flags);
4152
4153         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4154                 return s;
4155
4156         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4157
4158         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4159
4160         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4161
4162         return ret;
4163 }
4164 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4165 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4166
4167 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4168 /*
4169  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4170  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4171  * cache's usercopy region.
4172  *
4173  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4174  * to indicate an error.
4175  */
4176 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4177                          bool to_user)
4178 {
4179         struct kmem_cache *s;
4180         unsigned int offset;
4181         size_t object_size;
4182         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4183
4184         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4185
4186         /* Find object and usable object size. */
4187         s = page->slab_cache;
4188
4189         /* Reject impossible pointers. */
4190         if (ptr < page_address(page))
4191                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4192                                to_user, 0, n);
4193
4194         /* Find offset within object. */
4195         if (is_kfence)
4196                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4197         else
4198                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4199
4200         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4201         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4202                 if (offset < s->red_left_pad)
4203                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4204                                        s->name, to_user, offset, n);
4205                 offset -= s->red_left_pad;
4206         }
4207
4208         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4209         if (offset >= s->useroffset &&
4210             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4211             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4212                 return;
4213
4214         /*
4215          * If the copy is still within the allocated object, produce
4216          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4217          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4218          * whitelists.
4219          */
4220         object_size = slab_ksize(s);
4221         if (usercopy_fallback &&
4222             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4223                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4224                 return;
4225         }
4226
4227         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4228 }
4229 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4230
4231 size_t __ksize(const void *object)
4232 {
4233         struct page *page;
4234
4235         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4236                 return 0;
4237
4238         page = virt_to_head_page(object);
4239
4240         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4241                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4242                 return page_size(page);
4243         }
4244
4245         return slab_ksize(page->slab_cache);
4246 }
4247 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4248
4249 void kfree(const void *x)
4250 {
4251         struct page *page;
4252         void *object = (void *)x;
4253
4254         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4255
4256         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4257                 return;
4258
4259         page = virt_to_head_page(x);
4260         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4261                 free_nonslab_page(page);
4262                 return;
4263         }
4264         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4265 }
4266 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4267
4268 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4269
4270 /*
4271  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4272  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4273  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4274  *
4275  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4276  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4277  * are freed in them.
4278  */
4279 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4280 {
4281         int node;
4282         int i;
4283         struct kmem_cache_node *n;
4284         struct page *page;
4285         struct page *t;
4286         struct list_head discard;
4287         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4288         unsigned long flags;
4289         int ret = 0;
4290
4291         flush_all(s);
4292         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4293                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4294                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4295                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4296
4297                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4298
4299                 /*
4300                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4301                  *
4302                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4303                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4304                  */
4305                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4306                         int free = page->objects - page->inuse;
4307
4308                         /* Do not reread page->inuse */
4309                         barrier();
4310
4311                         /* We do not keep full slabs on the list */
4312                         BUG_ON(free <= 0);
4313
4314                         if (free == page->objects) {
4315                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4316                                 n->nr_partial--;
4317                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4318                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4319                 }
4320
4321                 /*
4322                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4323                  * partial list.
4324                  */
4325                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4326                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4327
4328                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4329
4330                 /* Release empty slabs */
4331                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4332                         discard_slab(s, page);
4333
4334                 if (slabs_node(s, node))
4335                         ret = 1;
4336         }
4337
4338         return ret;
4339 }
4340
4341 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4342 {
4343         struct kmem_cache *s;
4344
4345         mutex_lock(&slab_mutex);
4346         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4347                 __kmem_cache_shrink(s);
4348         mutex_unlock(&slab_mutex);
4349
4350         return 0;
4351 }
4352
4353 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4354 {
4355         struct memory_notify *marg = arg;
4356         int offline_node;
4357
4358         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4359
4360         /*
4361          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4362          * for it yet.
4363          */
4364         if (offline_node < 0)
4365                 return;
4366
4367         mutex_lock(&slab_mutex);
4368         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4369         /*
4370          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4371          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4372          * slab_mutex.
4373          */
4374         mutex_unlock(&slab_mutex);
4375 }
4376
4377 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4378 {
4379         struct kmem_cache_node *n;
4380         struct kmem_cache *s;
4381         struct memory_notify *marg = arg;
4382         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4383         int ret = 0;
4384
4385         /*
4386          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4387          * already created. Nothing to do.
4388          */
4389         if (nid < 0)
4390                 return 0;
4391
4392         /*
4393          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4394          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4395          * online.
4396          */
4397         mutex_lock(&slab_mutex);
4398         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4399                 /*
4400                  * The structure may already exist if the node was previously
4401                  * onlined and offlined.
4402                  */
4403                 if (get_node(s, nid))
4404                         continue;
4405                 /*
4406                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4407                  *      since memory is not yet available from the node that
4408                  *      is brought up.
4409                  */
4410                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4411                 if (!n) {
4412                         ret = -ENOMEM;
4413                         goto out;
4414                 }
4415                 init_kmem_cache_node(n);
4416                 s->node[nid] = n;
4417         }
4418         /*
4419          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4420          * initialized for the new node.
4421          */
4422         node_set(nid, slab_nodes);
4423 out:
4424         mutex_unlock(&slab_mutex);
4425         return ret;
4426 }
4427
4428 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4429                                 unsigned long action, void *arg)
4430 {
4431         int ret = 0;
4432
4433         switch (action) {
4434         case MEM_GOING_ONLINE:
4435                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4436                 break;
4437         case MEM_GOING_OFFLINE:
4438                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4439                 break;
4440         case MEM_OFFLINE:
4441         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4442                 slab_mem_offline_callback(arg);
4443                 break;
4444         case MEM_ONLINE:
4445         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4446                 break;
4447         }
4448         if (ret)
4449                 ret = notifier_from_errno(ret);
4450         else
4451                 ret = NOTIFY_OK;
4452         return ret;
4453 }
4454
4455 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4456         .notifier_call = slab_memory_callback,
4457         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4458 };
4459
4460 /********************************************************************
4461  *                      Basic setup of slabs
4462  *******************************************************************/
4463
4464 /*
4465  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4466  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4467  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4468  */
4469
4470 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4471 {
4472         int node;
4473         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4474         struct kmem_cache_node *n;
4475
4476         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4477
4478         /*
4479          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4480          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4481          * IPIs around.
4482          */
4483         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4484         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4485                 struct page *p;
4486
4487                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4488                         p->slab_cache = s;
4489
4490 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4491                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4492                         p->slab_cache = s;
4493 #endif
4494         }
4495         list_add(&s->list, &slab_caches);
4496         return s;
4497 }
4498
4499 void __init kmem_cache_init(void)
4500 {
4501         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4502                 boot_kmem_cache_node;
4503         int node;
4504
4505         if (debug_guardpage_minorder())
4506                 slub_max_order = 0;
4507
4508         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4509         if (__slub_debug_enabled())
4510                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4511
4512         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4513         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4514
4515         /*
4516          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4517          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4518          */
4519         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4520                 node_set(node, slab_nodes);
4521
4522         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4523                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4524
4525         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4526
4527         /* Able to allocate the per node structures */
4528         slab_state = PARTIAL;
4529
4530         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4531                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4532                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4533                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4534
4535         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4536         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4537
4538         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4539         setup_kmalloc_cache_index_table();
4540         create_kmalloc_caches(0);
4541
4542         /* Setup random freelists for each cache */
4543         init_freelist_randomization();
4544
4545         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4546                                   slub_cpu_dead);
4547
4548         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4549                 cache_line_size(),
4550                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4551                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4552 }
4553
4554 void __init kmem_cache_init_late(void)
4555 {
4556 }
4557
4558 struct kmem_cache *
4559 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4560                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4561 {
4562         struct kmem_cache *s;
4563
4564         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4565         if (s) {
4566                 s->refcount++;
4567
4568                 /*
4569                  * Adjust the object sizes so that we clear
4570                  * the complete object on kzalloc.
4571                  */
4572                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4573                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4574
4575                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4576                         s->refcount--;
4577                         s = NULL;
4578                 }
4579         }
4580
4581         return s;
4582 }
4583
4584 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4585 {
4586         int err;
4587
4588         err = kmem_cache_open(s, flags);
4589         if (err)
4590                 return err;
4591
4592         /* Mutex is not taken during early boot */
4593         if (slab_state <= UP)
4594                 return 0;
4595
4596         err = sysfs_slab_add(s);
4597         if (err)
4598                 __kmem_cache_release(s);
4599
4600         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4601                 debugfs_slab_add(s);
4602
4603         return err;
4604 }
4605
4606 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4607 {
4608         struct kmem_cache *s;
4609         void *ret;
4610
4611         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4612                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4613
4614         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4615
4616         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4617                 return s;
4618
4619         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4620
4621         /* Honor the call site pointer we received. */
4622         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4623
4624         return ret;
4625 }
4626 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4627
4628 #ifdef CONFIG_NUMA
4629 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4630                                         int node, unsigned long caller)
4631 {
4632         struct kmem_cache *s;
4633         void *ret;
4634
4635         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4636                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4637
4638                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4639                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4640                                    gfpflags, node);
4641
4642                 return ret;
4643         }
4644
4645         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4646
4647         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4648                 return s;
4649
4650         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4651
4652         /* Honor the call site pointer we received. */
4653         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4654
4655         return ret;
4656 }
4657 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4658 #endif
4659
4660 #ifdef CONFIG_SYSFS
4661 static int count_inuse(struct page *page)
4662 {
4663         return page->inuse;
4664 }
4665
4666 static int count_total(struct page *page)
4667 {
4668         return page->objects;
4669 }
4670 #endif
4671
4672 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4673 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4674 {
4675         void *p;
4676         void *addr = page_address(page);
4677         unsigned long *map;
4678
4679         slab_lock(page);
4680
4681         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4682                 goto unlock;
4683
4684         /* Now we know that a valid freelist exists */
4685         map = get_map(s, page);
4686         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4687                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4688                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4689
4690                 if (!check_object(s, page, p, val))
4691                         break;
4692         }
4693         put_map(map);
4694 unlock:
4695         slab_unlock(page);
4696 }
4697
4698 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4699                 struct kmem_cache_node *n)
4700 {
4701         unsigned long count = 0;
4702         struct page *page;
4703         unsigned long flags;
4704
4705         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4706
4707         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4708                 validate_slab(s, page);
4709                 count++;
4710         }
4711         if (count != n->nr_partial) {
4712                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4713                        s->name, count, n->nr_partial);
4714                 slab_add_kunit_errors();
4715         }
4716
4717         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4718                 goto out;
4719
4720         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4721                 validate_slab(s, page);
4722                 count++;
4723         }
4724         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4725                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4726                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4727                 slab_add_kunit_errors();
4728         }
4729
4730 out:
4731         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4732         return count;
4733 }
4734
4735 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4736 {
4737         int node;
4738         unsigned long count = 0;
4739         struct kmem_cache_node *n;
4740
4741         flush_all(s);
4742         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4743                 count += validate_slab_node(s, n);
4744
4745         return count;
4746 }
4747 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4748
4749 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4750 /*
4751  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4752  * and freed.
4753  */
4754
4755 struct location {
4756         unsigned long count;
4757         unsigned long addr;
4758         long long sum_time;
4759         long min_time;
4760         long max_time;
4761         long min_pid;
4762         long max_pid;
4763         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4764         nodemask_t nodes;
4765 };
4766
4767 struct loc_track {
4768         unsigned long max;
4769         unsigned long count;
4770         struct location *loc;
4771 };
4772
4773 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4774
4775 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4776 {
4777         if (t->max)
4778                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4779                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4780 }
4781
4782 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4783 {
4784         struct location *l;
4785         int order;
4786
4787         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4788
4789         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4790         if (!l)
4791                 return 0;
4792
4793         if (t->count) {
4794                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4795                 free_loc_track(t);
4796         }
4797         t->max = max;
4798         t->loc = l;
4799         return 1;
4800 }
4801
4802 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4803                                 const struct track *track)
4804 {
4805         long start, end, pos;
4806         struct location *l;
4807         unsigned long caddr;
4808         unsigned long age = jiffies - track->when;
4809
4810         start = -1;
4811         end = t->count;
4812
4813         for ( ; ; ) {
4814                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4815
4816                 /*
4817                  * There is nothing at "end". If we end up there
4818                  * we need to add something to before end.
4819                  */
4820                 if (pos == end)
4821                         break;
4822
4823                 caddr = t->loc[pos].addr;
4824                 if (track->addr == caddr) {
4825
4826                         l = &t->loc[pos];
4827                         l->count++;
4828                         if (track->when) {
4829                                 l->sum_time += age;
4830                                 if (age < l->min_time)
4831                                         l->min_time = age;
4832                                 if (age > l->max_time)
4833                                         l->max_time = age;
4834
4835                                 if (track->pid < l->min_pid)
4836                                         l->min_pid = track->pid;
4837                                 if (track->pid > l->max_pid)
4838                                         l->max_pid = track->pid;
4839
4840                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4841                                                 to_cpumask(l->cpus));
4842                         }
4843                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4844                         return 1;
4845                 }
4846
4847                 if (track->addr < caddr)
4848                         end = pos;
4849                 else
4850                         start = pos;
4851         }
4852
4853         /*
4854          * Not found. Insert new tracking element.
4855          */
4856         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4857                 return 0;
4858
4859         l = t->loc + pos;
4860         if (pos < t->count)
4861                 memmove(l + 1, l,
4862                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4863         t->count++;
4864         l->count = 1;
4865         l->addr = track->addr;
4866         l->sum_time = age;
4867         l->min_time = age;
4868         l->max_time = age;
4869         l->min_pid = track->pid;
4870         l->max_pid = track->pid;
4871         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4872         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4873         nodes_clear(l->nodes);
4874         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4875         return 1;
4876 }
4877
4878 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4879                 struct page *page, enum track_item alloc)
4880 {
4881         void *addr = page_address(page);
4882         void *p;
4883         unsigned long *map;
4884
4885         map = get_map(s, page);
4886         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4887                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4888                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4889         put_map(map);
4890 }
4891 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4892 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4893
4894 #ifdef CONFIG_SYSFS
4895 enum slab_stat_type {
4896         SL_ALL,                 /* All slabs */
4897         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4898         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4899         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4900         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4901 };
4902
4903 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4904 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4905 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4906 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4907 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4908
4909 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4910                                  char *buf, unsigned long flags)
4911 {
4912         unsigned long total = 0;
4913         int node;
4914         int x;
4915         unsigned long *nodes;
4916         int len = 0;
4917
4918         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4919         if (!nodes)
4920                 return -ENOMEM;
4921
4922         if (flags & SO_CPU) {
4923                 int cpu;
4924
4925                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4926                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4927                                                                cpu);
4928                         int node;
4929                         struct page *page;
4930
4931                         page = READ_ONCE(c->page);
4932                         if (!page)
4933                                 continue;
4934
4935                         node = page_to_nid(page);
4936                         if (flags & SO_TOTAL)
4937                                 x = page->objects;
4938                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4939                                 x = page->inuse;
4940                         else
4941                                 x = 1;
4942
4943                         total += x;
4944                         nodes[node] += x;
4945
4946                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4947                         if (page) {
4948                                 node = page_to_nid(page);
4949                                 if (flags & SO_TOTAL)
4950                                         WARN_ON_ONCE(1);
4951                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4952                                         WARN_ON_ONCE(1);
4953                                 else
4954                                         x = page->pages;
4955                                 total += x;
4956                                 nodes[node] += x;
4957                         }
4958                 }
4959         }
4960
4961         /*
4962          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4963          * already held which will conflict with an existing lock order:
4964          *
4965          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4966          *
4967          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4968          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4969          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4970          */
4971
4972 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4973         if (flags & SO_ALL) {
4974                 struct kmem_cache_node *n;
4975
4976                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4977
4978                         if (flags & SO_TOTAL)
4979                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4980                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4981                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4982                                         count_partial(n, count_free);
4983                         else
4984                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4985                         total += x;
4986                         nodes[node] += x;
4987                 }
4988
4989         } else
4990 #endif
4991         if (flags & SO_PARTIAL) {
4992                 struct kmem_cache_node *n;
4993
4994                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4995                         if (flags & SO_TOTAL)
4996                                 x = count_partial(n, count_total);
4997                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4998                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4999                         else
5000                                 x = n->nr_partial;
5001                         total += x;
5002                         nodes[node] += x;
5003                 }
5004         }
5005
5006         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5007 #ifdef CONFIG_NUMA
5008         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5009                 if (nodes[node])
5010                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5011                                              node, nodes[node]);
5012         }
5013 #endif
5014         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5015         kfree(nodes);
5016
5017         return len;
5018 }
5019
5020 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5021 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5022
5023 struct slab_attribute {
5024         struct attribute attr;
5025         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5026         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5027 };
5028
5029 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5030         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5031         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5032
5033 #define SLAB_ATTR(_name) \
5034         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5035         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5036
5037 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5038 {
5039         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5040 }
5041 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5042
5043 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5044 {
5045         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5046 }
5047 SLAB_ATTR_RO(align);
5048
5049 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5050 {
5051         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5052 }
5053 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5054
5055 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5058 }
5059 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5060
5061 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5062 {
5063         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5064 }
5065 SLAB_ATTR_RO(order);
5066
5067 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5068 {
5069         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5070 }
5071
5072 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5073                                  size_t length)
5074 {
5075         unsigned long min;
5076         int err;
5077
5078         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5079         if (err)
5080                 return err;
5081
5082         set_min_partial(s, min);
5083         return length;
5084 }
5085 SLAB_ATTR(min_partial);
5086
5087 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5088 {
5089         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5090 }
5091
5092 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5093                                  size_t length)
5094 {
5095         unsigned int objects;
5096         int err;
5097
5098         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5099         if (err)
5100                 return err;
5101         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5102                 return -EINVAL;
5103
5104         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5105         flush_all(s);
5106         return length;
5107 }
5108 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5109
5110 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         if (!s->ctor)
5113                 return 0;
5114         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5115 }
5116 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5117
5118 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5123
5124 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5125 {
5126         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5127 }
5128 SLAB_ATTR_RO(partial);
5129
5130 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5133 }
5134 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5135
5136 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5137 {
5138         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5139 }
5140 SLAB_ATTR_RO(objects);
5141
5142 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5143 {
5144         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5145 }
5146 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5147
5148 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5149 {
5150         int objects = 0;
5151         int pages = 0;
5152         int cpu;
5153         int len = 0;
5154
5155         for_each_online_cpu(cpu) {
5156                 struct page *page;
5157
5158                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5159
5160                 if (page) {
5161                         pages += page->pages;
5162                         objects += page->pobjects;
5163                 }
5164         }
5165
5166         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5167
5168 #ifdef CONFIG_SMP
5169         for_each_online_cpu(cpu) {
5170                 struct page *page;
5171
5172                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5173                 if (page)
5174                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5175                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5176         }
5177 #endif
5178         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5179
5180         return len;
5181 }
5182 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5183
5184 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5185 {
5186         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5187 }
5188 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5189
5190 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5191 {
5192         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5193 }
5194 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5195
5196 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5197 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5198 {
5199         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5200 }
5201 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5202 #endif
5203
5204 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5205 {
5206         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5207 }
5208 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5209
5210 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5211 {
5212         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5213 }
5214 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5215
5216 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5217 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5218 {
5219         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5220 }
5221 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5222
5223 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5224 {
5225         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5226 }
5227 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5228
5229 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5230 {
5231         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5232 }
5233 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5234
5235 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5236 {
5237         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5238 }
5239 SLAB_ATTR_RO(trace);
5240
5241 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5242 {
5243         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5244 }
5245
5246 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5247
5248 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5249 {
5250         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5251 }
5252
5253 SLAB_ATTR_RO(poison);
5254
5255 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5256 {
5257         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5258 }
5259
5260 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5261
5262 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5263 {
5264         return 0;
5265 }
5266
5267 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5268                         const char *buf, size_t length)
5269 {
5270         int ret = -EINVAL;
5271
5272         if (buf[0] == '1') {
5273                 ret = validate_slab_cache(s);
5274                 if (ret >= 0)
5275                         ret = length;
5276         }
5277         return ret;
5278 }
5279 SLAB_ATTR(validate);
5280
5281 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5282
5283 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5284 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5285 {
5286         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5287 }
5288 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5289 #endif
5290
5291 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5292 {
5293         return 0;
5294 }
5295
5296 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5297                         const char *buf, size_t length)
5298 {
5299         if (buf[0] == '1')
5300                 kmem_cache_shrink(s);
5301         else
5302                 return -EINVAL;
5303         return length;
5304 }
5305 SLAB_ATTR(shrink);
5306
5307 #ifdef CONFIG_NUMA
5308 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5309 {
5310         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5311 }
5312
5313 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5314                                 const char *buf, size_t length)
5315 {
5316         unsigned int ratio;
5317         int err;
5318
5319         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5320         if (err)
5321                 return err;
5322         if (ratio > 100)
5323                 return -ERANGE;
5324
5325         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5326
5327         return length;
5328 }
5329 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5330 #endif
5331
5332 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5333 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5334 {
5335         unsigned long sum  = 0;
5336         int cpu;
5337         int len = 0;
5338         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5339
5340         if (!data)
5341                 return -ENOMEM;
5342
5343         for_each_online_cpu(cpu) {
5344                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5345
5346                 data[cpu] = x;
5347                 sum += x;
5348         }
5349
5350         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5351
5352 #ifdef CONFIG_SMP
5353         for_each_online_cpu(cpu) {
5354                 if (data[cpu])
5355                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5356                                              cpu, data[cpu]);
5357         }
5358 #endif
5359         kfree(data);
5360         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5361
5362         return len;
5363 }
5364
5365 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5366 {
5367         int cpu;
5368
5369         for_each_online_cpu(cpu)
5370                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5371 }
5372
5373 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5374 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5375 {                                                               \
5376         return show_stat(s, buf, si);                           \
5377 }                                                               \
5378 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5379                                 const char *buf, size_t length) \
5380 {                                                               \
5381         if (buf[0] != '0')                                      \
5382                 return -EINVAL;                                 \
5383         clear_stat(s, si);                                      \
5384         return length;                                          \
5385 }                                                               \
5386 SLAB_ATTR(text);                                                \
5387
5388 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5389 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5390 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5391 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5392 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5393 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5394 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5396 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5397 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5398 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5399 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5400 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5402 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5403 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5407 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5408 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5409 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5410 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5411 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5412 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5413 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5414 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5415
5416 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5417         &slab_size_attr.attr,
5418         &object_size_attr.attr,
5419         &objs_per_slab_attr.attr,
5420         &order_attr.attr,
5421         &min_partial_attr.attr,
5422         &cpu_partial_attr.attr,
5423         &objects_attr.attr,
5424         &objects_partial_attr.attr,
5425         &partial_attr.attr,
5426         &cpu_slabs_attr.attr,
5427         &ctor_attr.attr,
5428         &aliases_attr.attr,
5429         &align_attr.attr,
5430         &hwcache_align_attr.attr,
5431         &reclaim_account_attr.attr,
5432         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5433         &shrink_attr.attr,
5434         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5435 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5436         &total_objects_attr.attr,
5437         &slabs_attr.attr,
5438         &sanity_checks_attr.attr,
5439         &trace_attr.attr,
5440         &red_zone_attr.attr,
5441         &poison_attr.attr,
5442         &store_user_attr.attr,
5443         &validate_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         return err;
5526 }
5527
5528 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5529 {
5530         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5531 }
5532
5533 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5534         .show = slab_attr_show,
5535         .store = slab_attr_store,
5536 };
5537
5538 static struct kobj_type slab_ktype = {
5539         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5540         .release = kmem_cache_release,
5541 };
5542
5543 static struct kset *slab_kset;
5544
5545 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5546 {
5547         return slab_kset;
5548 }
5549
5550 #define ID_STR_LENGTH 64
5551
5552 /* Create a unique string id for a slab cache:
5553  *
5554  * Format       :[flags-]size
5555  */
5556 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5557 {
5558         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5559         char *p = name;
5560
5561         BUG_ON(!name);
5562
5563         *p++ = ':';
5564         /*
5565          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5566          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5567          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5568          * are matched during merging to guarantee that the id is
5569          * unique.
5570          */
5571         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5572                 *p++ = 'd';
5573         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5574                 *p++ = 'D';
5575         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5576                 *p++ = 'a';
5577         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5578                 *p++ = 'F';
5579         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5580                 *p++ = 'A';
5581         if (p != name + 1)
5582                 *p++ = '-';
5583         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5584
5585         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5586         return name;
5587 }
5588
5589 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5590 {
5591         int err;
5592         const char *name;
5593         struct kset *kset = cache_kset(s);
5594         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5595
5596         if (!kset) {
5597                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5598                 return 0;
5599         }
5600
5601         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5602                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5603                 unmergeable = 1;
5604
5605         if (unmergeable) {
5606                 /*
5607                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5608                  * This is typically the case for debug situations. In that
5609                  * case we can catch duplicate names easily.
5610                  */
5611                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5612                 name = s->name;
5613         } else {
5614                 /*
5615                  * Create a unique name for the slab as a target
5616                  * for the symlinks.
5617                  */
5618                 name = create_unique_id(s);
5619         }
5620
5621         s->kobj.kset = kset;
5622         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5623         if (err)
5624                 goto out;
5625
5626         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5627         if (err)
5628                 goto out_del_kobj;
5629
5630         if (!unmergeable) {
5631                 /* Setup first alias */
5632                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5633         }
5634 out:
5635         if (!unmergeable)
5636                 kfree(name);
5637         return err;
5638 out_del_kobj:
5639         kobject_del(&s->kobj);
5640         goto out;
5641 }
5642
5643 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5644 {
5645         if (slab_state >= FULL)
5646                 kobject_del(&s->kobj);
5647 }
5648
5649 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5650 {
5651         if (slab_state >= FULL)
5652                 kobject_put(&s->kobj);
5653 }
5654
5655 /*
5656  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5657  * available lest we lose that information.
5658  */
5659 struct saved_alias {
5660         struct kmem_cache *s;
5661         const char *name;
5662         struct saved_alias *next;
5663 };
5664
5665 static struct saved_alias *alias_list;
5666
5667 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5668 {
5669         struct saved_alias *al;
5670
5671         if (slab_state == FULL) {
5672                 /*
5673                  * If we have a leftover link then remove it.
5674                  */
5675                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5676                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5677         }
5678
5679         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5680         if (!al)
5681                 return -ENOMEM;
5682
5683         al->s = s;
5684         al->name = name;
5685         al->next = alias_list;
5686         alias_list = al;
5687         return 0;
5688 }
5689
5690 static int __init slab_sysfs_init(void)
5691 {
5692         struct kmem_cache *s;
5693         int err;
5694
5695         mutex_lock(&slab_mutex);
5696
5697         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5698         if (!slab_kset) {
5699                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5700                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5701                 return -ENOSYS;
5702         }
5703
5704         slab_state = FULL;
5705
5706         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5707                 err = sysfs_slab_add(s);
5708                 if (err)
5709                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5710                                s->name);
5711         }
5712
5713         while (alias_list) {
5714                 struct saved_alias *al = alias_list;
5715
5716                 alias_list = alias_list->next;
5717                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5718                 if (err)
5719                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5720                                al->name);
5721                 kfree(al);
5722         }
5723
5724         mutex_unlock(&slab_mutex);
5725         return 0;
5726 }
5727
5728 __initcall(slab_sysfs_init);
5729 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5730
5731 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5732 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5733 {
5734
5735         struct location *l;
5736         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5737         struct loc_track *t = seq->private;
5738
5739         if (idx < t->count) {
5740                 l = &t->loc[idx];
5741
5742                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5743
5744                 if (l->addr)
5745                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5746                 else
5747                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5748
5749                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5750                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5751                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5752                                 l->max_time);
5753                 } else
5754                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5755
5756                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5757                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5758                 else
5759                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5760                                 l->min_pid);
5761
5762                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5763                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5764                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5765
5766                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5767                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5768                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5769
5770                 seq_puts(seq, "\n");
5771         }
5772
5773         if (!idx && !t->count)
5774                 seq_puts(seq, "No data\n");
5775
5776         return 0;
5777 }
5778
5779 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5780 {
5781 }
5782
5783 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5784 {
5785         struct loc_track *t = seq->private;
5786
5787         v = ppos;
5788         ++*ppos;
5789         if (*ppos <= t->count)
5790                 return v;
5791
5792         return NULL;
5793 }
5794
5795 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5796 {
5797         return ppos;
5798 }
5799
5800 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5801         .start  = slab_debugfs_start,
5802         .next   = slab_debugfs_next,
5803         .stop   = slab_debugfs_stop,
5804         .show   = slab_debugfs_show,
5805 };
5806
5807 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5808 {
5809
5810         struct kmem_cache_node *n;
5811         enum track_item alloc;
5812         int node;
5813         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5814                                                 sizeof(struct loc_track));
5815         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5816
5817         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5818                 alloc = TRACK_ALLOC;
5819         else
5820                 alloc = TRACK_FREE;
5821
5822         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
5823                 return -ENOMEM;
5824
5825         /* Push back cpu slabs */
5826         flush_all(s);
5827
5828         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5829                 unsigned long flags;
5830                 struct page *page;
5831
5832                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5833                         continue;
5834
5835                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5836                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5837                         process_slab(t, s, page, alloc);
5838                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5839                         process_slab(t, s, page, alloc);
5840                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5841         }
5842
5843         return 0;
5844 }
5845
5846 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5847 {
5848         struct seq_file *seq = file->private_data;
5849         struct loc_track *t = seq->private;
5850
5851         free_loc_track(t);
5852         return seq_release_private(inode, file);
5853 }
5854
5855 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5856         .open    = slab_debug_trace_open,
5857         .read    = seq_read,
5858         .llseek  = seq_lseek,
5859         .release = slab_debug_trace_release,
5860 };
5861
5862 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5863 {
5864         struct dentry *slab_cache_dir;
5865
5866         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5867                 return;
5868
5869         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5870
5871         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5872                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5873
5874         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5875                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5876 }
5877
5878 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5879 {
5880         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5881 }
5882
5883 static int __init slab_debugfs_init(void)
5884 {
5885         struct kmem_cache *s;
5886
5887         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5888
5889         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5890                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5891                         debugfs_slab_add(s);
5892
5893         return 0;
5894
5895 }
5896 __initcall(slab_debugfs_init);
5897 #endif
5898 /*
5899  * The /proc/slabinfo ABI
5900  */
5901 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5902 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5903 {
5904         unsigned long nr_slabs = 0;
5905         unsigned long nr_objs = 0;
5906         unsigned long nr_free = 0;
5907         int node;
5908         struct kmem_cache_node *n;
5909
5910         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5911                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5912                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5913                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5914         }
5915
5916         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5917         sinfo->num_objs = nr_objs;
5918         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5919         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5920         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5921         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5922 }
5923
5924 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5925 {
5926 }
5927
5928 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5929                        size_t count, loff_t *ppos)
5930 {
5931         return -EIO;
5932 }
5933 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */