Merge tag 'for-5.12/io_uring-2021-02-17' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
119 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
120 #else
121 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
122 #endif
123 #endif
124
125 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
126 {
127         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
128 }
129
130 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
131 {
132         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
133                 p += s->red_left_pad;
134
135         return p;
136 }
137
138 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
139 {
140 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
141         return !kmem_cache_debug(s);
142 #else
143         return false;
144 #endif
145 }
146
147 /*
148  * Issues still to be resolved:
149  *
150  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
151  *
152  * - Variable sizing of the per node arrays
153  */
154
155 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
156 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
157
158 /* Enable to log cmpxchg failures */
159 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
160
161 /*
162  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
163  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
164  */
165 #define MIN_PARTIAL 5
166
167 /*
168  * Maximum number of desirable partial slabs.
169  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
170  * sort the partial list by the number of objects in use.
171  */
172 #define MAX_PARTIAL 10
173
174 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
175                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
176
177 /*
178  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
179  * issues when checking or reading debug information
180  */
181 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
182                                 SLAB_TRACE)
183
184
185 /*
186  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
187  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
188  * metadata.
189  */
190 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
191
192 #define OO_SHIFT        16
193 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
194 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
195
196 /* Internal SLUB flags */
197 /* Poison object */
198 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
199 /* Use cmpxchg_double */
200 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
201
202 /*
203  * Tracking user of a slab.
204  */
205 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
206 struct track {
207         unsigned long addr;     /* Called from address */
208 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
209         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
210 #endif
211         int cpu;                /* Was running on cpu */
212         int pid;                /* Pid context */
213         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
214 };
215
216 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
217
218 #ifdef CONFIG_SYSFS
219 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
220 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         /*
252          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
253          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
254          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
255          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
256          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
257          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
258          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
259          * freepointer to be restored incorrectly.
260          */
261         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
262                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
263 #else
264         return ptr;
265 #endif
266 }
267
268 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
269 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
270                                          void *ptr_addr)
271 {
272         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
273                             (unsigned long)ptr_addr);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         object = kasan_reset_tag(object);
279         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
280 }
281
282 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
283 {
284         prefetch(object + s->offset);
285 }
286
287 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
288 {
289         unsigned long freepointer_addr;
290         void *p;
291
292         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
293                 return get_freepointer(s, object);
294
295         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
296         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
297         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
298 }
299
300 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
301 {
302         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
303
304 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
305         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
306 #endif
307
308         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
309         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
310 }
311
312 /* Loop over all objects in a slab */
313 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
314         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
315                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
316                 __p += (__s)->size)
317
318 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
319 {
320         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
321 }
322
323 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
324                 unsigned int size)
325 {
326         struct kmem_cache_order_objects x = {
327                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
328         };
329
330         return x;
331 }
332
333 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x >> OO_SHIFT;
336 }
337
338 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x & OO_MASK;
341 }
342
343 /*
344  * Per slab locking using the pagelock
345  */
346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
347 {
348         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
349         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
350 }
351
352 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
359 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
360                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
361                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
362                 const char *n)
363 {
364         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
365 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
366     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
367         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
368                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
369                                    freelist_old, counters_old,
370                                    freelist_new, counters_new))
371                         return true;
372         } else
373 #endif
374         {
375                 slab_lock(page);
376                 if (page->freelist == freelist_old &&
377                                         page->counters == counters_old) {
378                         page->freelist = freelist_new;
379                         page->counters = counters_new;
380                         slab_unlock(page);
381                         return true;
382                 }
383                 slab_unlock(page);
384         }
385
386         cpu_relax();
387         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
388
389 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
390         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
391 #endif
392
393         return false;
394 }
395
396 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
397                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
398                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
399                 const char *n)
400 {
401 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
402     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
403         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
404                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
405                                    freelist_old, counters_old,
406                                    freelist_new, counters_new))
407                         return true;
408         } else
409 #endif
410         {
411                 unsigned long flags;
412
413                 local_irq_save(flags);
414                 slab_lock(page);
415                 if (page->freelist == freelist_old &&
416                                         page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return true;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return false;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
439 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
440
441 /*
442  * Determine a map of object in use on a page.
443  *
444  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
445  * not vanish from under us.
446  */
447 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
448         __acquires(&object_map_lock)
449 {
450         void *p;
451         void *addr = page_address(page);
452
453         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
454
455         spin_lock(&object_map_lock);
456
457         bitmap_zero(object_map, page->objects);
458
459         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
460                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
461
462         return object_map;
463 }
464
465 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
466 {
467         VM_BUG_ON(map != object_map);
468         spin_unlock(&object_map_lock);
469 }
470
471 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
472 {
473         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
474                 return s->size - s->red_left_pad;
475
476         return s->size;
477 }
478
479 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
480 {
481         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
482                 p -= s->red_left_pad;
483
484         return p;
485 }
486
487 /*
488  * Debug settings:
489  */
490 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
491 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
492 #else
493 static slab_flags_t slub_debug;
494 #endif
495
496 static char *slub_debug_string;
497 static int disable_higher_order_debug;
498
499 /*
500  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
501  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
502  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
503  * to tell kasan that these accesses are OK.
504  */
505 static inline void metadata_access_enable(void)
506 {
507         kasan_disable_current();
508 }
509
510 static inline void metadata_access_disable(void)
511 {
512         kasan_enable_current();
513 }
514
515 /*
516  * Object debugging
517  */
518
519 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
520 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
521                                 struct page *page, void *object)
522 {
523         void *base;
524
525         if (!object)
526                 return 1;
527
528         base = page_address(page);
529         object = kasan_reset_tag(object);
530         object = restore_red_left(s, object);
531         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
532                 (object - base) % s->size) {
533                 return 0;
534         }
535
536         return 1;
537 }
538
539 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
540                           unsigned int length)
541 {
542         metadata_access_enable();
543         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
544                         16, 1, addr, length, 1);
545         metadata_access_disable();
546 }
547
548 /*
549  * See comment in calculate_sizes().
550  */
551 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
552 {
553         return s->offset >= s->inuse;
554 }
555
556 /*
557  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
558  * not overlapping with object.
559  */
560 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
561 {
562         if (freeptr_outside_object(s))
563                 return s->inuse + sizeof(void *);
564         else
565                 return s->inuse;
566 }
567
568 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
569         enum track_item alloc)
570 {
571         struct track *p;
572
573         p = object + get_info_end(s);
574
575         return kasan_reset_tag(p + alloc);
576 }
577
578 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
579                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
580 {
581         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
582
583         if (addr) {
584 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
585                 unsigned int nr_entries;
586
587                 metadata_access_enable();
588                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
589                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
590                 metadata_access_disable();
591
592                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
593                         p->addrs[nr_entries] = 0;
594 #endif
595                 p->addr = addr;
596                 p->cpu = smp_processor_id();
597                 p->pid = current->pid;
598                 p->when = jiffies;
599         } else {
600                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
601         }
602 }
603
604 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
605 {
606         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
607                 return;
608
609         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
610         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
611 }
612
613 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
614 {
615         if (!t->addr)
616                 return;
617
618         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
619                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
620 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
621         {
622                 int i;
623                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
624                         if (t->addrs[i])
625                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
626                         else
627                                 break;
628         }
629 #endif
630 }
631
632 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
633 {
634         unsigned long pr_time = jiffies;
635         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
636                 return;
637
638         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
639         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
640 }
641
642 static void print_page_info(struct page *page)
643 {
644         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
645                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
646
647 }
648
649 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
650 {
651         struct va_format vaf;
652         va_list args;
653
654         va_start(args, fmt);
655         vaf.fmt = fmt;
656         vaf.va = &args;
657         pr_err("=============================================================================\n");
658         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
659         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
660
661         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
662         va_end(args);
663 }
664
665 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
666 {
667         struct va_format vaf;
668         va_list args;
669
670         va_start(args, fmt);
671         vaf.fmt = fmt;
672         vaf.va = &args;
673         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
674         va_end(args);
675 }
676
677 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
678                                void **freelist, void *nextfree)
679 {
680         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
681             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
682                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
683                 *freelist = NULL;
684                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
685                 return true;
686         }
687
688         return false;
689 }
690
691 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
692 {
693         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
694         u8 *addr = page_address(page);
695
696         print_tracking(s, p);
697
698         print_page_info(page);
699
700         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
701                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
702
703         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
704                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
705                               s->red_left_pad);
706         else if (p > addr + 16)
707                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
708
709         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
710                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
711         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
712                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
713                         s->inuse - s->object_size);
714
715         off = get_info_end(s);
716
717         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
718                 off += 2 * sizeof(struct track);
719
720         off += kasan_metadata_size(s);
721
722         if (off != size_from_object(s))
723                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
724                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
725                               size_from_object(s) - off);
726
727         dump_stack();
728 }
729
730 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
731                         u8 *object, char *reason)
732 {
733         slab_bug(s, "%s", reason);
734         print_trailer(s, page, object);
735 }
736
737 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
738                         const char *fmt, ...)
739 {
740         va_list args;
741         char buf[100];
742
743         va_start(args, fmt);
744         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
745         va_end(args);
746         slab_bug(s, "%s", buf);
747         print_page_info(page);
748         dump_stack();
749 }
750
751 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
752 {
753         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
754
755         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
756                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
757
758         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
759                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
760                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
761         }
762
763         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
764                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
765 }
766
767 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
768                                                 void *from, void *to)
769 {
770         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
771         memset(from, data, to - from);
772 }
773
774 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
775                         u8 *object, char *what,
776                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
777 {
778         u8 *fault;
779         u8 *end;
780         u8 *addr = page_address(page);
781
782         metadata_access_enable();
783         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
784         metadata_access_disable();
785         if (!fault)
786                 return 1;
787
788         end = start + bytes;
789         while (end > fault && end[-1] == value)
790                 end--;
791
792         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
793         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
794                                         fault, end - 1, fault - addr,
795                                         fault[0], value);
796         print_trailer(s, page, object);
797
798         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
799         return 0;
800 }
801
802 /*
803  * Object layout:
804  *
805  * object address
806  *      Bytes of the object to be managed.
807  *      If the freepointer may overlay the object then the free
808  *      pointer is at the middle of the object.
809  *
810  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
811  *      0xa5 (POISON_END)
812  *
813  * object + s->object_size
814  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
815  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
816  *      object_size == inuse.
817  *
818  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
819  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
820  *
821  * object + s->inuse
822  *      Meta data starts here.
823  *
824  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
825  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
826  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
827  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
828  *              before the word boundary.
829  *
830  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
831  *
832  * object + s->size
833  *      Nothing is used beyond s->size.
834  *
835  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
836  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
837  * may be used with merged slabcaches.
838  */
839
840 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
841 {
842         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
843
844         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
845                 /* We also have user information there */
846                 off += 2 * sizeof(struct track);
847
848         off += kasan_metadata_size(s);
849
850         if (size_from_object(s) == off)
851                 return 1;
852
853         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
854                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
855 }
856
857 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
858 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
859 {
860         u8 *start;
861         u8 *fault;
862         u8 *end;
863         u8 *pad;
864         int length;
865         int remainder;
866
867         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
868                 return 1;
869
870         start = page_address(page);
871         length = page_size(page);
872         end = start + length;
873         remainder = length % s->size;
874         if (!remainder)
875                 return 1;
876
877         pad = end - remainder;
878         metadata_access_enable();
879         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
880         metadata_access_disable();
881         if (!fault)
882                 return 1;
883         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
884                 end--;
885
886         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
887                         fault, end - 1, fault - start);
888         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
889
890         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
891         return 0;
892 }
893
894 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
895                                         void *object, u8 val)
896 {
897         u8 *p = object;
898         u8 *endobject = object + s->object_size;
899
900         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
901                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
902                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
903                         return 0;
904
905                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
906                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
907                         return 0;
908         } else {
909                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
910                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
911                                 endobject, POISON_INUSE,
912                                 s->inuse - s->object_size);
913                 }
914         }
915
916         if (s->flags & SLAB_POISON) {
917                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
918                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
919                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
920                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
921                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
922                         return 0;
923                 /*
924                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
925                  */
926                 check_pad_bytes(s, page, p);
927         }
928
929         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
930                 /*
931                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
932                  * freepointer while object is allocated.
933                  */
934                 return 1;
935
936         /* Check free pointer validity */
937         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
938                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
939                 /*
940                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
941                  * of the free objects in this slab. May cause
942                  * another error because the object count is now wrong.
943                  */
944                 set_freepointer(s, p, NULL);
945                 return 0;
946         }
947         return 1;
948 }
949
950 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
951 {
952         int maxobj;
953
954         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
955
956         if (!PageSlab(page)) {
957                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
958                 return 0;
959         }
960
961         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
962         if (page->objects > maxobj) {
963                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
964                         page->objects, maxobj);
965                 return 0;
966         }
967         if (page->inuse > page->objects) {
968                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
969                         page->inuse, page->objects);
970                 return 0;
971         }
972         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
973         slab_pad_check(s, page);
974         return 1;
975 }
976
977 /*
978  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
979  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
980  */
981 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
982 {
983         int nr = 0;
984         void *fp;
985         void *object = NULL;
986         int max_objects;
987
988         fp = page->freelist;
989         while (fp && nr <= page->objects) {
990                 if (fp == search)
991                         return 1;
992                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
993                         if (object) {
994                                 object_err(s, page, object,
995                                         "Freechain corrupt");
996                                 set_freepointer(s, object, NULL);
997                         } else {
998                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
999                                 page->freelist = NULL;
1000                                 page->inuse = page->objects;
1001                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1002                                 return 0;
1003                         }
1004                         break;
1005                 }
1006                 object = fp;
1007                 fp = get_freepointer(s, object);
1008                 nr++;
1009         }
1010
1011         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1012         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1013                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1014
1015         if (page->objects != max_objects) {
1016                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1017                          page->objects, max_objects);
1018                 page->objects = max_objects;
1019                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1020         }
1021         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1022                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1023                          page->inuse, page->objects - nr);
1024                 page->inuse = page->objects - nr;
1025                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1026         }
1027         return search == NULL;
1028 }
1029
1030 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1031                                                                 int alloc)
1032 {
1033         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1034                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1035                         s->name,
1036                         alloc ? "alloc" : "free",
1037                         object, page->inuse,
1038                         page->freelist);
1039
1040                 if (!alloc)
1041                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1042                                         s->object_size);
1043
1044                 dump_stack();
1045         }
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1050  */
1051 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1052         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1053 {
1054         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1055                 return;
1056
1057         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1058         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1059 }
1060
1061 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1062 {
1063         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1064                 return;
1065
1066         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1067         list_del(&page->slab_list);
1068 }
1069
1070 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1071 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1072 {
1073         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1074
1075         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1076 }
1077
1078 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1079 {
1080         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1081 }
1082
1083 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1084 {
1085         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1086
1087         /*
1088          * May be called early in order to allocate a slab for the
1089          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1090          * dilemma by deferring the increment of the count during
1091          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1092          */
1093         if (likely(n)) {
1094                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1095                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1096         }
1097 }
1098 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1099 {
1100         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1101
1102         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1103         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1104 }
1105
1106 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1107 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1108                                                                 void *object)
1109 {
1110         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1111                 return;
1112
1113         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1114         init_tracking(s, object);
1115 }
1116
1117 static
1118 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1119 {
1120         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1121                 return;
1122
1123         metadata_access_enable();
1124         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1125         metadata_access_disable();
1126 }
1127
1128 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1129                                         struct page *page, void *object)
1130 {
1131         if (!check_slab(s, page))
1132                 return 0;
1133
1134         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1135                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1136                 return 0;
1137         }
1138
1139         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1140                 return 0;
1141
1142         return 1;
1143 }
1144
1145 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1146                                         struct page *page,
1147                                         void *object, unsigned long addr)
1148 {
1149         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1150                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1151                         goto bad;
1152         }
1153
1154         /* Success perform special debug activities for allocs */
1155         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1156                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1157         trace(s, page, object, 1);
1158         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1159         return 1;
1160
1161 bad:
1162         if (PageSlab(page)) {
1163                 /*
1164                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1165                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1166                  * as used avoids touching the remaining objects.
1167                  */
1168                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1169                 page->inuse = page->objects;
1170                 page->freelist = NULL;
1171         }
1172         return 0;
1173 }
1174
1175 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1176                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1177 {
1178         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1179                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1180                 return 0;
1181         }
1182
1183         if (on_freelist(s, page, object)) {
1184                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1185                 return 0;
1186         }
1187
1188         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1189                 return 0;
1190
1191         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1192                 if (!PageSlab(page)) {
1193                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1194                                  object);
1195                 } else if (!page->slab_cache) {
1196                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1197                                object);
1198                         dump_stack();
1199                 } else
1200                         object_err(s, page, object,
1201                                         "page slab pointer corrupt.");
1202                 return 0;
1203         }
1204         return 1;
1205 }
1206
1207 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1208 static noinline int free_debug_processing(
1209         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1210         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1211         unsigned long addr)
1212 {
1213         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1214         void *object = head;
1215         int cnt = 0;
1216         unsigned long flags;
1217         int ret = 0;
1218
1219         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1220         slab_lock(page);
1221
1222         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1223                 if (!check_slab(s, page))
1224                         goto out;
1225         }
1226
1227 next_object:
1228         cnt++;
1229
1230         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1231                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1232                         goto out;
1233         }
1234
1235         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1236                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1237         trace(s, page, object, 0);
1238         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1239         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1240
1241         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1242         if (object != tail) {
1243                 object = get_freepointer(s, object);
1244                 goto next_object;
1245         }
1246         ret = 1;
1247
1248 out:
1249         if (cnt != bulk_cnt)
1250                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1251                          bulk_cnt, cnt);
1252
1253         slab_unlock(page);
1254         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1255         if (!ret)
1256                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1262  *
1263  * @str:    start of block
1264  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1265  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1266  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1267  *
1268  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1269  */
1270 static char *
1271 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1272 {
1273         bool higher_order_disable = false;
1274
1275         /* Skip any completely empty blocks */
1276         while (*str && *str == ';')
1277                 str++;
1278
1279         if (*str == ',') {
1280                 /*
1281                  * No options but restriction on slabs. This means full
1282                  * debugging for slabs matching a pattern.
1283                  */
1284                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1285                 goto check_slabs;
1286         }
1287         *flags = 0;
1288
1289         /* Determine which debug features should be switched on */
1290         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1291                 switch (tolower(*str)) {
1292                 case '-':
1293                         *flags = 0;
1294                         break;
1295                 case 'f':
1296                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1297                         break;
1298                 case 'z':
1299                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1300                         break;
1301                 case 'p':
1302                         *flags |= SLAB_POISON;
1303                         break;
1304                 case 'u':
1305                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1306                         break;
1307                 case 't':
1308                         *flags |= SLAB_TRACE;
1309                         break;
1310                 case 'a':
1311                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1312                         break;
1313                 case 'o':
1314                         /*
1315                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1316                          * order would increase as a result.
1317                          */
1318                         higher_order_disable = true;
1319                         break;
1320                 default:
1321                         if (init)
1322                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1323                 }
1324         }
1325 check_slabs:
1326         if (*str == ',')
1327                 *slabs = ++str;
1328         else
1329                 *slabs = NULL;
1330
1331         /* Skip over the slab list */
1332         while (*str && *str != ';')
1333                 str++;
1334
1335         /* Skip any completely empty blocks */
1336         while (*str && *str == ';')
1337                 str++;
1338
1339         if (init && higher_order_disable)
1340                 disable_higher_order_debug = 1;
1341
1342         if (*str)
1343                 return str;
1344         else
1345                 return NULL;
1346 }
1347
1348 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1349 {
1350         slab_flags_t flags;
1351         char *saved_str;
1352         char *slab_list;
1353         bool global_slub_debug_changed = false;
1354         bool slab_list_specified = false;
1355
1356         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1357         if (*str++ != '=' || !*str)
1358                 /*
1359                  * No options specified. Switch on full debugging.
1360                  */
1361                 goto out;
1362
1363         saved_str = str;
1364         while (str) {
1365                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1366
1367                 if (!slab_list) {
1368                         slub_debug = flags;
1369                         global_slub_debug_changed = true;
1370                 } else {
1371                         slab_list_specified = true;
1372                 }
1373         }
1374
1375         /*
1376          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1377          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1378          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1379          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1380          */
1381         if (slab_list_specified) {
1382                 if (!global_slub_debug_changed)
1383                         slub_debug = 0;
1384                 slub_debug_string = saved_str;
1385         }
1386 out:
1387         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1388                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1389         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1390              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1391             (slub_debug & SLAB_POISON))
1392                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1393         return 1;
1394 }
1395
1396 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1397
1398 /*
1399  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1400  * @object_size:        the size of an object without meta data
1401  * @flags:              flags to set
1402  * @name:               name of the cache
1403  * @ctor:               constructor function
1404  *
1405  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1406  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1407  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1408  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1409  */
1410 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1411         slab_flags_t flags, const char *name,
1412         void (*ctor)(void *))
1413 {
1414         char *iter;
1415         size_t len;
1416         char *next_block;
1417         slab_flags_t block_flags;
1418
1419         len = strlen(name);
1420         next_block = slub_debug_string;
1421         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1422         while (next_block) {
1423                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1424                 if (!iter)
1425                         continue;
1426                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1427                 while (*iter) {
1428                         char *end, *glob;
1429                         size_t cmplen;
1430
1431                         end = strchrnul(iter, ',');
1432                         if (next_block && next_block < end)
1433                                 end = next_block - 1;
1434
1435                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1436                         if (glob)
1437                                 cmplen = glob - iter;
1438                         else
1439                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1440
1441                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1442                                 flags |= block_flags;
1443                                 return flags;
1444                         }
1445
1446                         if (!*end || *end == ';')
1447                                 break;
1448                         iter = end + 1;
1449                 }
1450         }
1451
1452         return flags | slub_debug;
1453 }
1454 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1455 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1456                         struct page *page, void *object) {}
1457 static inline
1458 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1459
1460 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1461         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1462
1463 static inline int free_debug_processing(
1464         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1465         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1466         unsigned long addr) { return 0; }
1467
1468 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1469                         { return 1; }
1470 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1471                         void *object, u8 val) { return 1; }
1472 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1473                                         struct page *page) {}
1474 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1475                                         struct page *page) {}
1476 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1477         slab_flags_t flags, const char *name,
1478         void (*ctor)(void *))
1479 {
1480         return flags;
1481 }
1482 #define slub_debug 0
1483
1484 #define disable_higher_order_debug 0
1485
1486 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1487                                                         { return 0; }
1488 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1489                                                         { return 0; }
1490 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1491                                                         int objects) {}
1492 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1493                                                         int objects) {}
1494
1495 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1496                                void **freelist, void *nextfree)
1497 {
1498         return false;
1499 }
1500 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1501
1502 /*
1503  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1504  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1505  */
1506 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1507 {
1508         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1509         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1510         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1511         return ptr;
1512 }
1513
1514 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1515 {
1516         kmemleak_free(x);
1517         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1518 }
1519
1520 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1521 {
1522         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1523
1524         /*
1525          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1526          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1527          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1528          */
1529 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1530         {
1531                 unsigned long flags;
1532
1533                 local_irq_save(flags);
1534                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1535                 local_irq_restore(flags);
1536         }
1537 #endif
1538         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1539                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1540
1541         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1542         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1543                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1544                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1545
1546         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1547         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1548 }
1549
1550 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1551                                            void **head, void **tail)
1552 {
1553
1554         void *object;
1555         void *next = *head;
1556         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1557         int rsize;
1558
1559         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1560         *head = NULL;
1561         *tail = NULL;
1562
1563         do {
1564                 object = next;
1565                 next = get_freepointer(s, object);
1566
1567                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1568                         /*
1569                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1570                          * the redzone.
1571                          */
1572                         memset(kasan_reset_tag(object), 0, s->object_size);
1573                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1574                                                            : 0;
1575                         memset((char *)kasan_reset_tag(object) + s->inuse, 0,
1576                                s->size - s->inuse - rsize);
1577
1578                 }
1579                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1580                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1581                         /* Move object to the new freelist */
1582                         set_freepointer(s, object, *head);
1583                         *head = object;
1584                         if (!*tail)
1585                                 *tail = object;
1586                 }
1587         } while (object != old_tail);
1588
1589         if (*head == *tail)
1590                 *tail = NULL;
1591
1592         return *head != NULL;
1593 }
1594
1595 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1596                                 void *object)
1597 {
1598         setup_object_debug(s, page, object);
1599         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1600         if (unlikely(s->ctor)) {
1601                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1602                 s->ctor(object);
1603                 kasan_poison_object_data(s, object);
1604         }
1605         return object;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Slab allocation and freeing
1610  */
1611 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1612                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1613 {
1614         struct page *page;
1615         unsigned int order = oo_order(oo);
1616
1617         if (node == NUMA_NO_NODE)
1618                 page = alloc_pages(flags, order);
1619         else
1620                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1621
1622         return page;
1623 }
1624
1625 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1626 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1627 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1628 {
1629         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1630         int err;
1631
1632         /* Bailout if already initialised */
1633         if (s->random_seq)
1634                 return 0;
1635
1636         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1637         if (err) {
1638                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1639                         s->name);
1640                 return err;
1641         }
1642
1643         /* Transform to an offset on the set of pages */
1644         if (s->random_seq) {
1645                 unsigned int i;
1646
1647                 for (i = 0; i < count; i++)
1648                         s->random_seq[i] *= s->size;
1649         }
1650         return 0;
1651 }
1652
1653 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1654 static void __init init_freelist_randomization(void)
1655 {
1656         struct kmem_cache *s;
1657
1658         mutex_lock(&slab_mutex);
1659
1660         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1661                 init_cache_random_seq(s);
1662
1663         mutex_unlock(&slab_mutex);
1664 }
1665
1666 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1667 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1668                                 unsigned long *pos, void *start,
1669                                 unsigned long page_limit,
1670                                 unsigned long freelist_count)
1671 {
1672         unsigned int idx;
1673
1674         /*
1675          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1676          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1677          */
1678         do {
1679                 idx = s->random_seq[*pos];
1680                 *pos += 1;
1681                 if (*pos >= freelist_count)
1682                         *pos = 0;
1683         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1684
1685         return (char *)start + idx;
1686 }
1687
1688 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1689 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1690 {
1691         void *start;
1692         void *cur;
1693         void *next;
1694         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1695
1696         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1697                 return false;
1698
1699         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1700         pos = get_random_int() % freelist_count;
1701
1702         page_limit = page->objects * s->size;
1703         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1704
1705         /* First entry is used as the base of the freelist */
1706         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1707                                 freelist_count);
1708         cur = setup_object(s, page, cur);
1709         page->freelist = cur;
1710
1711         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1712                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1713                         freelist_count);
1714                 next = setup_object(s, page, next);
1715                 set_freepointer(s, cur, next);
1716                 cur = next;
1717         }
1718         set_freepointer(s, cur, NULL);
1719
1720         return true;
1721 }
1722 #else
1723 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1724 {
1725         return 0;
1726 }
1727 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1728 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1729 {
1730         return false;
1731 }
1732 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1733
1734 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1735 {
1736         struct page *page;
1737         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1738         gfp_t alloc_gfp;
1739         void *start, *p, *next;
1740         int idx;
1741         bool shuffle;
1742
1743         flags &= gfp_allowed_mask;
1744
1745         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1746                 local_irq_enable();
1747
1748         flags |= s->allocflags;
1749
1750         /*
1751          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1752          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1753          */
1754         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1755         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1756                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1757
1758         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1759         if (unlikely(!page)) {
1760                 oo = s->min;
1761                 alloc_gfp = flags;
1762                 /*
1763                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1764                  * Try a lower order alloc if possible
1765                  */
1766                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1767                 if (unlikely(!page))
1768                         goto out;
1769                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1770         }
1771
1772         page->objects = oo_objects(oo);
1773
1774         account_slab_page(page, oo_order(oo), s);
1775
1776         page->slab_cache = s;
1777         __SetPageSlab(page);
1778         if (page_is_pfmemalloc(page))
1779                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1780
1781         kasan_poison_slab(page);
1782
1783         start = page_address(page);
1784
1785         setup_page_debug(s, page, start);
1786
1787         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1788
1789         if (!shuffle) {
1790                 start = fixup_red_left(s, start);
1791                 start = setup_object(s, page, start);
1792                 page->freelist = start;
1793                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1794                         next = p + s->size;
1795                         next = setup_object(s, page, next);
1796                         set_freepointer(s, p, next);
1797                         p = next;
1798                 }
1799                 set_freepointer(s, p, NULL);
1800         }
1801
1802         page->inuse = page->objects;
1803         page->frozen = 1;
1804
1805 out:
1806         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1807                 local_irq_disable();
1808         if (!page)
1809                 return NULL;
1810
1811         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1812
1813         return page;
1814 }
1815
1816 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1817 {
1818         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1819                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1820
1821         return allocate_slab(s,
1822                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1823 }
1824
1825 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1826 {
1827         int order = compound_order(page);
1828         int pages = 1 << order;
1829
1830         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1831                 void *p;
1832
1833                 slab_pad_check(s, page);
1834                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1835                                                 page->objects)
1836                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1837         }
1838
1839         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1840         __ClearPageSlab(page);
1841         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1842         page->slab_cache = NULL;
1843         if (current->reclaim_state)
1844                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1845         unaccount_slab_page(page, order, s);
1846         __free_pages(page, order);
1847 }
1848
1849 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1850 {
1851         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1852
1853         __free_slab(page->slab_cache, page);
1854 }
1855
1856 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1857 {
1858         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1859                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1860         } else
1861                 __free_slab(s, page);
1862 }
1863
1864 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1865 {
1866         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1867         free_slab(s, page);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Management of partially allocated slabs.
1872  */
1873 static inline void
1874 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1875 {
1876         n->nr_partial++;
1877         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1878                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1879         else
1880                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1881 }
1882
1883 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1884                                 struct page *page, int tail)
1885 {
1886         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1887         __add_partial(n, page, tail);
1888 }
1889
1890 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1891                                         struct page *page)
1892 {
1893         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1894         list_del(&page->slab_list);
1895         n->nr_partial--;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1900  * return the pointer to the freelist.
1901  *
1902  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1903  */
1904 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1905                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1906                 int mode, int *objects)
1907 {
1908         void *freelist;
1909         unsigned long counters;
1910         struct page new;
1911
1912         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1913
1914         /*
1915          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1916          * The old freelist is the list of objects for the
1917          * per cpu allocation list.
1918          */
1919         freelist = page->freelist;
1920         counters = page->counters;
1921         new.counters = counters;
1922         *objects = new.objects - new.inuse;
1923         if (mode) {
1924                 new.inuse = page->objects;
1925                 new.freelist = NULL;
1926         } else {
1927                 new.freelist = freelist;
1928         }
1929
1930         VM_BUG_ON(new.frozen);
1931         new.frozen = 1;
1932
1933         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1934                         freelist, counters,
1935                         new.freelist, new.counters,
1936                         "acquire_slab"))
1937                 return NULL;
1938
1939         remove_partial(n, page);
1940         WARN_ON(!freelist);
1941         return freelist;
1942 }
1943
1944 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1945 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1946
1947 /*
1948  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1949  */
1950 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1951                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1952 {
1953         struct page *page, *page2;
1954         void *object = NULL;
1955         unsigned int available = 0;
1956         int objects;
1957
1958         /*
1959          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1960          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1961          * partial slab and there is none available then get_partial()
1962          * will return NULL.
1963          */
1964         if (!n || !n->nr_partial)
1965                 return NULL;
1966
1967         spin_lock(&n->list_lock);
1968         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1969                 void *t;
1970
1971                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1972                         continue;
1973
1974                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1975                 if (!t)
1976                         continue; /* cmpxchg raced */
1977
1978                 available += objects;
1979                 if (!object) {
1980                         c->page = page;
1981                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1982                         object = t;
1983                 } else {
1984                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1985                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1986                 }
1987                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1988                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1989                         break;
1990
1991         }
1992         spin_unlock(&n->list_lock);
1993         return object;
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1998  */
1999 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2000                 struct kmem_cache_cpu *c)
2001 {
2002 #ifdef CONFIG_NUMA
2003         struct zonelist *zonelist;
2004         struct zoneref *z;
2005         struct zone *zone;
2006         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2007         void *object;
2008         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2009
2010         /*
2011          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2012          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2013          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2014          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2015          *
2016          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2017          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2018          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2019          * from other nodes and filled up.
2020          *
2021          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2022          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2023          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2024          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2025          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2026          * with available objects.
2027          */
2028         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2029                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2030                 return NULL;
2031
2032         do {
2033                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2034                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2035                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2036                         struct kmem_cache_node *n;
2037
2038                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2039
2040                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2041                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2042                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2043                                 if (object) {
2044                                         /*
2045                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2046                                          * here - if mems_allowed was updated in
2047                                          * parallel, that was a harmless race
2048                                          * between allocation and the cpuset
2049                                          * update
2050                                          */
2051                                         return object;
2052                                 }
2053                         }
2054                 }
2055         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2056 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2057         return NULL;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Get a partial page, lock it and return it.
2062  */
2063 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2064                 struct kmem_cache_cpu *c)
2065 {
2066         void *object;
2067         int searchnode = node;
2068
2069         if (node == NUMA_NO_NODE)
2070                 searchnode = numa_mem_id();
2071
2072         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2073         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2074                 return object;
2075
2076         return get_any_partial(s, flags, c);
2077 }
2078
2079 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2080 /*
2081  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2082  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2083  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2084  */
2085 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2086 #else
2087 /*
2088  * No preemption supported therefore also no need to check for
2089  * different cpus.
2090  */
2091 #define TID_STEP 1
2092 #endif
2093
2094 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2095 {
2096         return tid + TID_STEP;
2097 }
2098
2099 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2100 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2101 {
2102         return tid % TID_STEP;
2103 }
2104
2105 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2106 {
2107         return tid / TID_STEP;
2108 }
2109 #endif
2110
2111 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2112 {
2113         return cpu;
2114 }
2115
2116 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2117                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2118 {
2119 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2120         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2121
2122         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2123
2124 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2125         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2126                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2127                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2128         else
2129 #endif
2130         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2131                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2132                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2133         else
2134                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2135                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2136 #endif
2137         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2138 }
2139
2140 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2141 {
2142         int cpu;
2143
2144         for_each_possible_cpu(cpu)
2145                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Remove the cpu slab
2150  */
2151 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2152                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2153 {
2154         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2155         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2156         int lock = 0;
2157         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2158         void *nextfree;
2159         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2160         struct page new;
2161         struct page old;
2162
2163         if (page->freelist) {
2164                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2165                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2166         }
2167
2168         /*
2169          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2170          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2171          * last one.
2172          *
2173          * There is no need to take the list->lock because the page
2174          * is still frozen.
2175          */
2176         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2177                 void *prior;
2178                 unsigned long counters;
2179
2180                 /*
2181                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2182                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2183                  * starting at 'freelist'.
2184                  */
2185                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2186                         break;
2187
2188                 do {
2189                         prior = page->freelist;
2190                         counters = page->counters;
2191                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2192                         new.counters = counters;
2193                         new.inuse--;
2194                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2195
2196                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2197                         prior, counters,
2198                         freelist, new.counters,
2199                         "drain percpu freelist"));
2200
2201                 freelist = nextfree;
2202         }
2203
2204         /*
2205          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2206          * list presence reflects the actual number of objects
2207          * during unfreeze.
2208          *
2209          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2210          * with the count. If there is a mismatch then the page
2211          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2212          *
2213          * Then we restart the process which may have to remove
2214          * the page from the list that we just put it on again
2215          * because the number of objects in the slab may have
2216          * changed.
2217          */
2218 redo:
2219
2220         old.freelist = page->freelist;
2221         old.counters = page->counters;
2222         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2223
2224         /* Determine target state of the slab */
2225         new.counters = old.counters;
2226         if (freelist) {
2227                 new.inuse--;
2228                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2229                 new.freelist = freelist;
2230         } else
2231                 new.freelist = old.freelist;
2232
2233         new.frozen = 0;
2234
2235         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2236                 m = M_FREE;
2237         else if (new.freelist) {
2238                 m = M_PARTIAL;
2239                 if (!lock) {
2240                         lock = 1;
2241                         /*
2242                          * Taking the spinlock removes the possibility
2243                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2244                          * is frozen
2245                          */
2246                         spin_lock(&n->list_lock);
2247                 }
2248         } else {
2249                 m = M_FULL;
2250                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2251                         lock = 1;
2252                         /*
2253                          * This also ensures that the scanning of full
2254                          * slabs from diagnostic functions will not see
2255                          * any frozen slabs.
2256                          */
2257                         spin_lock(&n->list_lock);
2258                 }
2259         }
2260
2261         if (l != m) {
2262                 if (l == M_PARTIAL)
2263                         remove_partial(n, page);
2264                 else if (l == M_FULL)
2265                         remove_full(s, n, page);
2266
2267                 if (m == M_PARTIAL)
2268                         add_partial(n, page, tail);
2269                 else if (m == M_FULL)
2270                         add_full(s, n, page);
2271         }
2272
2273         l = m;
2274         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2275                                 old.freelist, old.counters,
2276                                 new.freelist, new.counters,
2277                                 "unfreezing slab"))
2278                 goto redo;
2279
2280         if (lock)
2281                 spin_unlock(&n->list_lock);
2282
2283         if (m == M_PARTIAL)
2284                 stat(s, tail);
2285         else if (m == M_FULL)
2286                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2287         else if (m == M_FREE) {
2288                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2289                 discard_slab(s, page);
2290                 stat(s, FREE_SLAB);
2291         }
2292
2293         c->page = NULL;
2294         c->freelist = NULL;
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2299  *
2300  * This function must be called with interrupts disabled
2301  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2302  * to guarantee no concurrent accesses).
2303  */
2304 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2305                 struct kmem_cache_cpu *c)
2306 {
2307 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2308         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2309         struct page *page, *discard_page = NULL;
2310
2311         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2312                 struct page new;
2313                 struct page old;
2314
2315                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2316
2317                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2318                 if (n != n2) {
2319                         if (n)
2320                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2321
2322                         n = n2;
2323                         spin_lock(&n->list_lock);
2324                 }
2325
2326                 do {
2327
2328                         old.freelist = page->freelist;
2329                         old.counters = page->counters;
2330                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2331
2332                         new.counters = old.counters;
2333                         new.freelist = old.freelist;
2334
2335                         new.frozen = 0;
2336
2337                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2338                                 old.freelist, old.counters,
2339                                 new.freelist, new.counters,
2340                                 "unfreezing slab"));
2341
2342                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2343                         page->next = discard_page;
2344                         discard_page = page;
2345                 } else {
2346                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2347                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2348                 }
2349         }
2350
2351         if (n)
2352                 spin_unlock(&n->list_lock);
2353
2354         while (discard_page) {
2355                 page = discard_page;
2356                 discard_page = discard_page->next;
2357
2358                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2359                 discard_slab(s, page);
2360                 stat(s, FREE_SLAB);
2361         }
2362 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2367  * partial page slot if available.
2368  *
2369  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2370  * per node partial list.
2371  */
2372 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2373 {
2374 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2375         struct page *oldpage;
2376         int pages;
2377         int pobjects;
2378
2379         preempt_disable();
2380         do {
2381                 pages = 0;
2382                 pobjects = 0;
2383                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2384
2385                 if (oldpage) {
2386                         pobjects = oldpage->pobjects;
2387                         pages = oldpage->pages;
2388                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2389                                 unsigned long flags;
2390                                 /*
2391                                  * partial array is full. Move the existing
2392                                  * set to the per node partial list.
2393                                  */
2394                                 local_irq_save(flags);
2395                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2396                                 local_irq_restore(flags);
2397                                 oldpage = NULL;
2398                                 pobjects = 0;
2399                                 pages = 0;
2400                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2401                         }
2402                 }
2403
2404                 pages++;
2405                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2406
2407                 page->pages = pages;
2408                 page->pobjects = pobjects;
2409                 page->next = oldpage;
2410
2411         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2412                                                                 != oldpage);
2413         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2414                 unsigned long flags;
2415
2416                 local_irq_save(flags);
2417                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2418                 local_irq_restore(flags);
2419         }
2420         preempt_enable();
2421 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2422 }
2423
2424 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2425 {
2426         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2427         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2428
2429         c->tid = next_tid(c->tid);
2430 }
2431
2432 /*
2433  * Flush cpu slab.
2434  *
2435  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2436  */
2437 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2438 {
2439         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2440
2441         if (c->page)
2442                 flush_slab(s, c);
2443
2444         unfreeze_partials(s, c);
2445 }
2446
2447 static void flush_cpu_slab(void *d)
2448 {
2449         struct kmem_cache *s = d;
2450
2451         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2452 }
2453
2454 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2455 {
2456         struct kmem_cache *s = info;
2457         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2458
2459         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2460 }
2461
2462 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2463 {
2464         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2469  * necessary.
2470  */
2471 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2472 {
2473         struct kmem_cache *s;
2474         unsigned long flags;
2475
2476         mutex_lock(&slab_mutex);
2477         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2478                 local_irq_save(flags);
2479                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2480                 local_irq_restore(flags);
2481         }
2482         mutex_unlock(&slab_mutex);
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2488  * locality expectations.
2489  */
2490 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2491 {
2492 #ifdef CONFIG_NUMA
2493         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2494                 return 0;
2495 #endif
2496         return 1;
2497 }
2498
2499 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2500 static int count_free(struct page *page)
2501 {
2502         return page->objects - page->inuse;
2503 }
2504
2505 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2506 {
2507         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2508 }
2509 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2510
2511 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2512 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2513                                         int (*get_count)(struct page *))
2514 {
2515         unsigned long flags;
2516         unsigned long x = 0;
2517         struct page *page;
2518
2519         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2520         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2521                 x += get_count(page);
2522         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2523         return x;
2524 }
2525 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2526
2527 static noinline void
2528 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2529 {
2530 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2531         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2532                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2533         int node;
2534         struct kmem_cache_node *n;
2535
2536         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2537                 return;
2538
2539         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2540                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2541         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2542                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2543                 oo_order(s->min));
2544
2545         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2546                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2547                         s->name);
2548
2549         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2550                 unsigned long nr_slabs;
2551                 unsigned long nr_objs;
2552                 unsigned long nr_free;
2553
2554                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2555                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2556                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2557
2558                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2559                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2560         }
2561 #endif
2562 }
2563
2564 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2565                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2566 {
2567         void *freelist;
2568         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2569         struct page *page;
2570
2571         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2572
2573         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2574
2575         if (freelist)
2576                 return freelist;
2577
2578         page = new_slab(s, flags, node);
2579         if (page) {
2580                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2581                 if (c->page)
2582                         flush_slab(s, c);
2583
2584                 /*
2585                  * No other reference to the page yet so we can
2586                  * muck around with it freely without cmpxchg
2587                  */
2588                 freelist = page->freelist;
2589                 page->freelist = NULL;
2590
2591                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2592                 c->page = page;
2593                 *pc = c;
2594         }
2595
2596         return freelist;
2597 }
2598
2599 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2600 {
2601         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2602                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2603
2604         return true;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2609  * per cpu freelist or deactivate the page.
2610  *
2611  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2612  *
2613  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2614  *
2615  * This function must be called with interrupt disabled.
2616  */
2617 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2618 {
2619         struct page new;
2620         unsigned long counters;
2621         void *freelist;
2622
2623         do {
2624                 freelist = page->freelist;
2625                 counters = page->counters;
2626
2627                 new.counters = counters;
2628                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2629
2630                 new.inuse = page->objects;
2631                 new.frozen = freelist != NULL;
2632
2633         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2634                 freelist, counters,
2635                 NULL, new.counters,
2636                 "get_freelist"));
2637
2638         return freelist;
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2643  * debugging duties.
2644  *
2645  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2646  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2647  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2648  *
2649  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2650  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2651  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2652  *
2653  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2654  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2655  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2656  *
2657  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2658  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2659  */
2660 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2661                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2662 {
2663         void *freelist;
2664         struct page *page;
2665
2666         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2667
2668         page = c->page;
2669         if (!page) {
2670                 /*
2671                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2672                  * ignore the node constraint
2673                  */
2674                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2675                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2676                         node = NUMA_NO_NODE;
2677                 goto new_slab;
2678         }
2679 redo:
2680
2681         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2682                 /*
2683                  * same as above but node_match() being false already
2684                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2685                  */
2686                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2687                         node = NUMA_NO_NODE;
2688                         goto redo;
2689                 } else {
2690                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2691                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2692                         goto new_slab;
2693                 }
2694         }
2695
2696         /*
2697          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2698          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2699          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2700          */
2701         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2702                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2703                 goto new_slab;
2704         }
2705
2706         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2707         freelist = c->freelist;
2708         if (freelist)
2709                 goto load_freelist;
2710
2711         freelist = get_freelist(s, page);
2712
2713         if (!freelist) {
2714                 c->page = NULL;
2715                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2716                 goto new_slab;
2717         }
2718
2719         stat(s, ALLOC_REFILL);
2720
2721 load_freelist:
2722         /*
2723          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2724          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2725          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2726          */
2727         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2728         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2729         c->tid = next_tid(c->tid);
2730         return freelist;
2731
2732 new_slab:
2733
2734         if (slub_percpu_partial(c)) {
2735                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2736                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2737                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2738                 goto redo;
2739         }
2740
2741         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2742
2743         if (unlikely(!freelist)) {
2744                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2745                 return NULL;
2746         }
2747
2748         page = c->page;
2749         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2750                 goto load_freelist;
2751
2752         /* Only entered in the debug case */
2753         if (kmem_cache_debug(s) &&
2754                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2755                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2756
2757         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2758         return freelist;
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2763  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2764  */
2765 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2766                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2767 {
2768         void *p;
2769         unsigned long flags;
2770
2771         local_irq_save(flags);
2772 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2773         /*
2774          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2775          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2776          * pointer.
2777          */
2778         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2779 #endif
2780
2781         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2782         local_irq_restore(flags);
2783         return p;
2784 }
2785
2786 /*
2787  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2788  * zeroing out freelist pointer.
2789  */
2790 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2791                                                    void *obj)
2792 {
2793         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2794                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2795                         0, sizeof(void *));
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2800  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2801  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2802  *
2803  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2804  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2805  *
2806  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2807  */
2808 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2809                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2810 {
2811         void *object;
2812         struct kmem_cache_cpu *c;
2813         struct page *page;
2814         unsigned long tid;
2815         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2816
2817         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2818         if (!s)
2819                 return NULL;
2820 redo:
2821         /*
2822          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2823          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2824          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2825          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2826          *
2827          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2828          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2829          * to check if it is matched or not.
2830          */
2831         do {
2832                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2833                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2834         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2835                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2836
2837         /*
2838          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2839          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2840          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2841          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2842          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2843          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2844          */
2845         barrier();
2846
2847         /*
2848          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2849          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2850          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2851          * linked list in between.
2852          */
2853
2854         object = c->freelist;
2855         page = c->page;
2856         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2857                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2858         } else {
2859                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2860
2861                 /*
2862                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2863                  * operation and if we are on the right processor.
2864                  *
2865                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2866                  * semantics!)
2867                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2868                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2869                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2870                  *
2871                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2872                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2873                  * other cpus.
2874                  */
2875                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2876                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2877                                 object, tid,
2878                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2879
2880                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2881                         goto redo;
2882                 }
2883                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2884                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2885         }
2886
2887         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2888
2889         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2890                 memset(kasan_reset_tag(object), 0, s->object_size);
2891
2892         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object);
2893
2894         return object;
2895 }
2896
2897 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2898                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2899 {
2900         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2901 }
2902
2903 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2904 {
2905         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2906
2907         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2908                                 s->size, gfpflags);
2909
2910         return ret;
2911 }
2912 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2913
2914 #ifdef CONFIG_TRACING
2915 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2916 {
2917         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2918         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2919         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2920         return ret;
2921 }
2922 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2923 #endif
2924
2925 #ifdef CONFIG_NUMA
2926 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2927 {
2928         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2929
2930         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2931                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2932
2933         return ret;
2934 }
2935 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2936
2937 #ifdef CONFIG_TRACING
2938 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2939                                     gfp_t gfpflags,
2940                                     int node, size_t size)
2941 {
2942         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2943
2944         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2945                            size, s->size, gfpflags, node);
2946
2947         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2948         return ret;
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2951 #endif
2952 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2953
2954 /*
2955  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2956  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2957  *
2958  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2959  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2960  * handling required then we can return immediately.
2961  */
2962 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2963                         void *head, void *tail, int cnt,
2964                         unsigned long addr)
2965
2966 {
2967         void *prior;
2968         int was_frozen;
2969         struct page new;
2970         unsigned long counters;
2971         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2972         unsigned long flags;
2973
2974         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2975
2976         if (kmem_cache_debug(s) &&
2977             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2978                 return;
2979
2980         do {
2981                 if (unlikely(n)) {
2982                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2983                         n = NULL;
2984                 }
2985                 prior = page->freelist;
2986                 counters = page->counters;
2987                 set_freepointer(s, tail, prior);
2988                 new.counters = counters;
2989                 was_frozen = new.frozen;
2990                 new.inuse -= cnt;
2991                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2992
2993                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2994
2995                                 /*
2996                                  * Slab was on no list before and will be
2997                                  * partially empty
2998                                  * We can defer the list move and instead
2999                                  * freeze it.
3000                                  */
3001                                 new.frozen = 1;
3002
3003                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3004
3005                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3006                                 /*
3007                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3008                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3009                                  * drop the list_lock without any processing.
3010                                  *
3011                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3012                                  * other processors updating the list of slabs.
3013                                  */
3014                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3015
3016                         }
3017                 }
3018
3019         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3020                 prior, counters,
3021                 head, new.counters,
3022                 "__slab_free"));
3023
3024         if (likely(!n)) {
3025
3026                 if (likely(was_frozen)) {
3027                         /*
3028                          * The list lock was not taken therefore no list
3029                          * activity can be necessary.
3030                          */
3031                         stat(s, FREE_FROZEN);
3032                 } else if (new.frozen) {
3033                         /*
3034                          * If we just froze the page then put it onto the
3035                          * per cpu partial list.
3036                          */
3037                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3038                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3039                 }
3040
3041                 return;
3042         }
3043
3044         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3045                 goto slab_empty;
3046
3047         /*
3048          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3049          * then add it.
3050          */
3051         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3052                 remove_full(s, n, page);
3053                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3054                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3055         }
3056         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3057         return;
3058
3059 slab_empty:
3060         if (prior) {
3061                 /*
3062                  * Slab on the partial list.
3063                  */
3064                 remove_partial(n, page);
3065                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3066         } else {
3067                 /* Slab must be on the full list */
3068                 remove_full(s, n, page);
3069         }
3070
3071         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3072         stat(s, FREE_SLAB);
3073         discard_slab(s, page);
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3078  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3079  *
3080  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3081  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3082  * the item before.
3083  *
3084  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3085  * with all sorts of special processing.
3086  *
3087  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3088  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3089  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3090  */
3091 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3092                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3093                                 int cnt, unsigned long addr)
3094 {
3095         void *tail_obj = tail ? : head;
3096         struct kmem_cache_cpu *c;
3097         unsigned long tid;
3098
3099         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3100 redo:
3101         /*
3102          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3103          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3104          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3105          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3106          */
3107         do {
3108                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3109                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3110         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3111                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3112
3113         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3114         barrier();
3115
3116         if (likely(page == c->page)) {
3117                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3118
3119                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3120
3121                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3122                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3123                                 freelist, tid,
3124                                 head, next_tid(tid)))) {
3125
3126                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3127                         goto redo;
3128                 }
3129                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3130         } else
3131                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3132
3133 }
3134
3135 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3136                                       void *head, void *tail, int cnt,
3137                                       unsigned long addr)
3138 {
3139         /*
3140          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3141          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3142          */
3143         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3144                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3145 }
3146
3147 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3148 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3149 {
3150         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3151 }
3152 #endif
3153
3154 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3155 {
3156         s = cache_from_obj(s, x);
3157         if (!s)
3158                 return;
3159         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3160         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3161 }
3162 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3163
3164 struct detached_freelist {
3165         struct page *page;
3166         void *tail;
3167         void *freelist;
3168         int cnt;
3169         struct kmem_cache *s;
3170 };
3171
3172 /*
3173  * This function progressively scans the array with free objects (with
3174  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3175  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3176  * page/objects.  This can happen without any need for
3177  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3178  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3179  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3180  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3181  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3182  * to performance reasons.
3183  */
3184 static inline
3185 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3186                             void **p, struct detached_freelist *df)
3187 {
3188         size_t first_skipped_index = 0;
3189         int lookahead = 3;
3190         void *object;
3191         struct page *page;
3192
3193         /* Always re-init detached_freelist */
3194         df->page = NULL;
3195
3196         do {
3197                 object = p[--size];
3198                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3199         } while (!object && size);
3200
3201         if (!object)
3202                 return 0;
3203
3204         page = virt_to_head_page(object);
3205         if (!s) {
3206                 /* Handle kalloc'ed objects */
3207                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3208                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3209                         kfree_hook(object);
3210                         __free_pages(page, compound_order(page));
3211                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3212                         return size;
3213                 }
3214                 /* Derive kmem_cache from object */
3215                 df->s = page->slab_cache;
3216         } else {
3217                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3218         }
3219
3220         /* Start new detached freelist */
3221         df->page = page;
3222         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3223         df->tail = object;
3224         df->freelist = object;
3225         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3226         df->cnt = 1;
3227
3228         while (size) {
3229                 object = p[--size];
3230                 if (!object)
3231                         continue; /* Skip processed objects */
3232
3233                 /* df->page is always set at this point */
3234                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3235                         /* Opportunity build freelist */
3236                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3237                         df->freelist = object;
3238                         df->cnt++;
3239                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3240
3241                         continue;
3242                 }
3243
3244                 /* Limit look ahead search */
3245                 if (!--lookahead)
3246                         break;
3247
3248                 if (!first_skipped_index)
3249                         first_skipped_index = size + 1;
3250         }
3251
3252         return first_skipped_index;
3253 }
3254
3255 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3256 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3257 {
3258         if (WARN_ON(!size))
3259                 return;
3260
3261         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3262         do {
3263                 struct detached_freelist df;
3264
3265                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3266                 if (!df.page)
3267                         continue;
3268
3269                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3270         } while (likely(size));
3271 }
3272 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3273
3274 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3275 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3276                           void **p)
3277 {
3278         struct kmem_cache_cpu *c;
3279         int i;
3280         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3281
3282         /* memcg and kmem_cache debug support */
3283         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3284         if (unlikely(!s))
3285                 return false;
3286         /*
3287          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3288          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3289          * handlers invoking normal fastpath.
3290          */
3291         local_irq_disable();
3292         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3293
3294         for (i = 0; i < size; i++) {
3295                 void *object = c->freelist;
3296
3297                 if (unlikely(!object)) {
3298                         /*
3299                          * We may have removed an object from c->freelist using
3300                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3301                          * c->tid has not been bumped yet.
3302                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3303                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3304                          */
3305                         c->tid = next_tid(c->tid);
3306
3307                         /*
3308                          * Invoking slow path likely have side-effect
3309                          * of re-populating per CPU c->freelist
3310                          */
3311                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3312                                             _RET_IP_, c);
3313                         if (unlikely(!p[i]))
3314                                 goto error;
3315
3316                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3317                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3318
3319                         continue; /* goto for-loop */
3320                 }
3321                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3322                 p[i] = object;
3323                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3324         }
3325         c->tid = next_tid(c->tid);
3326         local_irq_enable();
3327
3328         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3329         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3330                 int j;
3331
3332                 for (j = 0; j < i; j++)
3333                         memset(kasan_reset_tag(p[j]), 0, s->object_size);
3334         }
3335
3336         /* memcg and kmem_cache debug support */
3337         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3338         return i;
3339 error:
3340         local_irq_enable();
3341         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3342         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3343         return 0;
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3346
3347
3348 /*
3349  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3350  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3351  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3352  * another.
3353  *
3354  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3355  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3356  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3357  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3358  * locking overhead.
3359  */
3360
3361 /*
3362  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3363  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3364  * and increases the number of allocations possible without having to
3365  * take the list_lock.
3366  */
3367 static unsigned int slub_min_order;
3368 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3369 static unsigned int slub_min_objects;
3370
3371 /*
3372  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3373  *
3374  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3375  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3376  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3377  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3378  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3379  * would be wasted.
3380  *
3381  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3382  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3383  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3384  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3385  *
3386  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3387  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3388  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3389  * of space in favor of a small page order.
3390  *
3391  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3392  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3393  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3394  * the smallest order which will fit the object.
3395  */
3396 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3397                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3398                 unsigned int fract_leftover)
3399 {
3400         unsigned int min_order = slub_min_order;
3401         unsigned int order;
3402
3403         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3404                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3405
3406         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3407                         order <= max_order; order++) {
3408
3409                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3410                 unsigned int rem;
3411
3412                 rem = slab_size % size;
3413
3414                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3415                         break;
3416         }
3417
3418         return order;
3419 }
3420
3421 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3422 {
3423         unsigned int order;
3424         unsigned int min_objects;
3425         unsigned int max_objects;
3426         unsigned int nr_cpus;
3427
3428         /*
3429          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3430          * works by first attempting to generate a layout with
3431          * the best configuration and backing off gradually.
3432          *
3433          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3434          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3435          */
3436         min_objects = slub_min_objects;
3437         if (!min_objects) {
3438                 /*
3439                  * Some architectures will only update present cpus when
3440                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3441                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3442                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3443                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3444                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3445                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3446                  */
3447                 nr_cpus = num_present_cpus();
3448                 if (nr_cpus <= 1)
3449                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3450                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3451         }
3452         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3453         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3454
3455         while (min_objects > 1) {
3456                 unsigned int fraction;
3457
3458                 fraction = 16;
3459                 while (fraction >= 4) {
3460                         order = slab_order(size, min_objects,
3461                                         slub_max_order, fraction);
3462                         if (order <= slub_max_order)
3463                                 return order;
3464                         fraction /= 2;
3465                 }
3466                 min_objects--;
3467         }
3468
3469         /*
3470          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3471          * lets see if we can place a single object there.
3472          */
3473         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3474         if (order <= slub_max_order)
3475                 return order;
3476
3477         /*
3478          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3479          */
3480         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3481         if (order < MAX_ORDER)
3482                 return order;
3483         return -ENOSYS;
3484 }
3485
3486 static void
3487 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3488 {
3489         n->nr_partial = 0;
3490         spin_lock_init(&n->list_lock);
3491         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3492 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3493         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3494         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3495         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3496 #endif
3497 }
3498
3499 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3500 {
3501         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3502                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3503
3504         /*
3505          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3506          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3507          */
3508         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3509                                      2 * sizeof(void *));
3510
3511         if (!s->cpu_slab)
3512                 return 0;
3513
3514         init_kmem_cache_cpus(s);
3515
3516         return 1;
3517 }
3518
3519 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3520
3521 /*
3522  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3523  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3524  * possible.
3525  *
3526  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3527  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3528  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3529  */
3530 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3531 {
3532         struct page *page;
3533         struct kmem_cache_node *n;
3534
3535         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3536
3537         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3538
3539         BUG_ON(!page);
3540         if (page_to_nid(page) != node) {
3541                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3542                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3543         }
3544
3545         n = page->freelist;
3546         BUG_ON(!n);
3547 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3548         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3549         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3550 #endif
3551         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3552                       GFP_KERNEL);
3553         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3554         page->inuse = 1;
3555         page->frozen = 0;
3556         kmem_cache_node->node[node] = n;
3557         init_kmem_cache_node(n);
3558         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3559
3560         /*
3561          * No locks need to be taken here as it has just been
3562          * initialized and there is no concurrent access.
3563          */
3564         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3565 }
3566
3567 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3568 {
3569         int node;
3570         struct kmem_cache_node *n;
3571
3572         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3573                 s->node[node] = NULL;
3574                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3575         }
3576 }
3577
3578 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3579 {
3580         cache_random_seq_destroy(s);
3581         free_percpu(s->cpu_slab);
3582         free_kmem_cache_nodes(s);
3583 }
3584
3585 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3586 {
3587         int node;
3588
3589         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3590                 struct kmem_cache_node *n;
3591
3592                 if (slab_state == DOWN) {
3593                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3594                         continue;
3595                 }
3596                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3597                                                 GFP_KERNEL, node);
3598
3599                 if (!n) {
3600                         free_kmem_cache_nodes(s);
3601                         return 0;
3602                 }
3603
3604                 init_kmem_cache_node(n);
3605                 s->node[node] = n;
3606         }
3607         return 1;
3608 }
3609
3610 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3611 {
3612         if (min < MIN_PARTIAL)
3613                 min = MIN_PARTIAL;
3614         else if (min > MAX_PARTIAL)
3615                 min = MAX_PARTIAL;
3616         s->min_partial = min;
3617 }
3618
3619 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3620 {
3621 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3622         /*
3623          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3624          * per cpu partial lists of a processor.
3625          *
3626          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3627          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3628          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3629          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3630          *
3631          * This setting also determines
3632          *
3633          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3634          *    per node list when we reach the limit.
3635          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3636          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3637          *    50% to keep some capacity around for frees.
3638          */
3639         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3640                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3641         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3642                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3643         else if (s->size >= 1024)
3644                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3645         else if (s->size >= 256)
3646                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3647         else
3648                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3649 #endif
3650 }
3651
3652 /*
3653  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3654  * a slab object.
3655  */
3656 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3657 {
3658         slab_flags_t flags = s->flags;
3659         unsigned int size = s->object_size;
3660         unsigned int freepointer_area;
3661         unsigned int order;
3662
3663         /*
3664          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3665          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3666          * the possible location of the free pointer.
3667          */
3668         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3669         /*
3670          * This is the area of the object where a freepointer can be
3671          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3672          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3673          * s->offset must be limited within this for the general case.
3674          */
3675         freepointer_area = size;
3676
3677 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3678         /*
3679          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3680          * the slab may touch the object after free or before allocation
3681          * then we should never poison the object itself.
3682          */
3683         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3684                         !s->ctor)
3685                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3686         else
3687                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3688
3689
3690         /*
3691          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3692          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3693          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3694          */
3695         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3696                 size += sizeof(void *);
3697 #endif
3698
3699         /*
3700          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3701          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3702          */
3703         s->inuse = size;
3704
3705         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3706                 s->ctor)) {
3707                 /*
3708                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3709                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3710                  * kmem_cache_free.
3711                  *
3712                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3713                  * destructor or are poisoning the objects.
3714                  *
3715                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3716                  * pointer is outside of the object is used in the
3717                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3718                  * longer true, the function needs to be modified.
3719                  */
3720                 s->offset = size;
3721                 size += sizeof(void *);
3722         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3723                 /*
3724                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3725                  * it away from the edges of the object to avoid small
3726                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3727                  */
3728                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3729         }
3730
3731 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3732         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3733                 /*
3734                  * Need to store information about allocs and frees after
3735                  * the object.
3736                  */
3737                 size += 2 * sizeof(struct track);
3738 #endif
3739
3740         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3741 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3742         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3743                 /*
3744                  * Add some empty padding so that we can catch
3745                  * overwrites from earlier objects rather than let
3746                  * tracking information or the free pointer be
3747                  * corrupted if a user writes before the start
3748                  * of the object.
3749                  */
3750                 size += sizeof(void *);
3751
3752                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3753                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3754                 size += s->red_left_pad;
3755         }
3756 #endif
3757
3758         /*
3759          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3760          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3761          * each object to conform to the alignment.
3762          */
3763         size = ALIGN(size, s->align);
3764         s->size = size;
3765         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3766         if (forced_order >= 0)
3767                 order = forced_order;
3768         else
3769                 order = calculate_order(size);
3770
3771         if ((int)order < 0)
3772                 return 0;
3773
3774         s->allocflags = 0;
3775         if (order)
3776                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3777
3778         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3779                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3780
3781         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3782                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3783
3784         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3785                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3786
3787         /*
3788          * Determine the number of objects per slab
3789          */
3790         s->oo = oo_make(order, size);
3791         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3792         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3793                 s->max = s->oo;
3794
3795         return !!oo_objects(s->oo);
3796 }
3797
3798 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3799 {
3800         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3801 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3802         s->random = get_random_long();
3803 #endif
3804
3805         if (!calculate_sizes(s, -1))
3806                 goto error;
3807         if (disable_higher_order_debug) {
3808                 /*
3809                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3810                  * order increased.
3811                  */
3812                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3813                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3814                         s->offset = 0;
3815                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3816                                 goto error;
3817                 }
3818         }
3819
3820 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3821     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3822         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3823                 /* Enable fast mode */
3824                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3825 #endif
3826
3827         /*
3828          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3829          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3830          */
3831         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3832
3833         set_cpu_partial(s);
3834
3835 #ifdef CONFIG_NUMA
3836         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3837 #endif
3838
3839         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3840         if (slab_state >= UP) {
3841                 if (init_cache_random_seq(s))
3842                         goto error;
3843         }
3844
3845         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3846                 goto error;
3847
3848         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3849                 return 0;
3850
3851         free_kmem_cache_nodes(s);
3852 error:
3853         return -EINVAL;
3854 }
3855
3856 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3857                               const char *text)
3858 {
3859 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3860         void *addr = page_address(page);
3861         unsigned long *map;
3862         void *p;
3863
3864         slab_err(s, page, text, s->name);
3865         slab_lock(page);
3866
3867         map = get_map(s, page);
3868         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3869
3870                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3871                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3872                         print_tracking(s, p);
3873                 }
3874         }
3875         put_map(map);
3876         slab_unlock(page);
3877 #endif
3878 }
3879
3880 /*
3881  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3882  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3883  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3884  */
3885 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3886 {
3887         LIST_HEAD(discard);
3888         struct page *page, *h;
3889
3890         BUG_ON(irqs_disabled());
3891         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3892         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3893                 if (!page->inuse) {
3894                         remove_partial(n, page);
3895                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3896                 } else {
3897                         list_slab_objects(s, page,
3898                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3899                 }
3900         }
3901         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3902
3903         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3904                 discard_slab(s, page);
3905 }
3906
3907 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3908 {
3909         int node;
3910         struct kmem_cache_node *n;
3911
3912         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3913                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3914                         return false;
3915         return true;
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Release all resources used by a slab cache.
3920  */
3921 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3922 {
3923         int node;
3924         struct kmem_cache_node *n;
3925
3926         flush_all(s);
3927         /* Attempt to free all objects */
3928         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3929                 free_partial(s, n);
3930                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3931                         return 1;
3932         }
3933         return 0;
3934 }
3935
3936 /********************************************************************
3937  *              Kmalloc subsystem
3938  *******************************************************************/
3939
3940 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3941 {
3942         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3943
3944         return 1;
3945 }
3946
3947 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3948
3949 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3950 {
3951         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3952         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3953
3954         return 1;
3955 }
3956
3957 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3958
3959 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3960 {
3961         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3962
3963         return 1;
3964 }
3965
3966 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3967
3968 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3969 {
3970         struct kmem_cache *s;
3971         void *ret;
3972
3973         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3974                 return kmalloc_large(size, flags);
3975
3976         s = kmalloc_slab(size, flags);
3977
3978         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3979                 return s;
3980
3981         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3982
3983         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3984
3985         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3986
3987         return ret;
3988 }
3989 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3990
3991 #ifdef CONFIG_NUMA
3992 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3993 {
3994         struct page *page;
3995         void *ptr = NULL;
3996         unsigned int order = get_order(size);
3997
3998         flags |= __GFP_COMP;
3999         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4000         if (page) {
4001                 ptr = page_address(page);
4002                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4003                                     PAGE_SIZE << order);
4004         }
4005
4006         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4007 }
4008
4009 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4010 {
4011         struct kmem_cache *s;
4012         void *ret;
4013
4014         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4015                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4016
4017                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4018                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4019                                    flags, node);
4020
4021                 return ret;
4022         }
4023
4024         s = kmalloc_slab(size, flags);
4025
4026         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4027                 return s;
4028
4029         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
4030
4031         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4032
4033         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4034
4035         return ret;
4036 }
4037 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4038 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4039
4040 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4041 /*
4042  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4043  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4044  * cache's usercopy region.
4045  *
4046  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4047  * to indicate an error.
4048  */
4049 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4050                          bool to_user)
4051 {
4052         struct kmem_cache *s;
4053         unsigned int offset;
4054         size_t object_size;
4055
4056         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4057
4058         /* Find object and usable object size. */
4059         s = page->slab_cache;
4060
4061         /* Reject impossible pointers. */
4062         if (ptr < page_address(page))
4063                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4064                                to_user, 0, n);
4065
4066         /* Find offset within object. */
4067         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4068
4069         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4070         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4071                 if (offset < s->red_left_pad)
4072                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4073                                        s->name, to_user, offset, n);
4074                 offset -= s->red_left_pad;
4075         }
4076
4077         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4078         if (offset >= s->useroffset &&
4079             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4080             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4081                 return;
4082
4083         /*
4084          * If the copy is still within the allocated object, produce
4085          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4086          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4087          * whitelists.
4088          */
4089         object_size = slab_ksize(s);
4090         if (usercopy_fallback &&
4091             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4092                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4093                 return;
4094         }
4095
4096         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4097 }
4098 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4099
4100 size_t __ksize(const void *object)
4101 {
4102         struct page *page;
4103
4104         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4105                 return 0;
4106
4107         page = virt_to_head_page(object);
4108
4109         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4110                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4111                 return page_size(page);
4112         }
4113
4114         return slab_ksize(page->slab_cache);
4115 }
4116 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4117
4118 void kfree(const void *x)
4119 {
4120         struct page *page;
4121         void *object = (void *)x;
4122
4123         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4124
4125         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4126                 return;
4127
4128         page = virt_to_head_page(x);
4129         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4130                 unsigned int order = compound_order(page);
4131
4132                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4133                 kfree_hook(object);
4134                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4135                                     -(PAGE_SIZE << order));
4136                 __free_pages(page, order);
4137                 return;
4138         }
4139         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4140 }
4141 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4142
4143 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4144
4145 /*
4146  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4147  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4148  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4149  *
4150  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4151  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4152  * are freed in them.
4153  */
4154 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4155 {
4156         int node;
4157         int i;
4158         struct kmem_cache_node *n;
4159         struct page *page;
4160         struct page *t;
4161         struct list_head discard;
4162         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4163         unsigned long flags;
4164         int ret = 0;
4165
4166         flush_all(s);
4167         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4168                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4169                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4170                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4171
4172                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4173
4174                 /*
4175                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4176                  *
4177                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4178                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4179                  */
4180                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4181                         int free = page->objects - page->inuse;
4182
4183                         /* Do not reread page->inuse */
4184                         barrier();
4185
4186                         /* We do not keep full slabs on the list */
4187                         BUG_ON(free <= 0);
4188
4189                         if (free == page->objects) {
4190                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4191                                 n->nr_partial--;
4192                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4193                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4194                 }
4195
4196                 /*
4197                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4198                  * partial list.
4199                  */
4200                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4201                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4202
4203                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4204
4205                 /* Release empty slabs */
4206                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4207                         discard_slab(s, page);
4208
4209                 if (slabs_node(s, node))
4210                         ret = 1;
4211         }
4212
4213         return ret;
4214 }
4215
4216 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4217 {
4218         struct kmem_cache *s;
4219
4220         mutex_lock(&slab_mutex);
4221         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4222                 __kmem_cache_shrink(s);
4223         mutex_unlock(&slab_mutex);
4224
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4229 {
4230         struct kmem_cache_node *n;
4231         struct kmem_cache *s;
4232         struct memory_notify *marg = arg;
4233         int offline_node;
4234
4235         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4236
4237         /*
4238          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4239          * for it yet.
4240          */
4241         if (offline_node < 0)
4242                 return;
4243
4244         mutex_lock(&slab_mutex);
4245         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4246                 n = get_node(s, offline_node);
4247                 if (n) {
4248                         /*
4249                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4250                          * that is going down. We were unable to free them,
4251                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4252                          * callback. So, we must fail.
4253                          */
4254                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4255
4256                         s->node[offline_node] = NULL;
4257                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4258                 }
4259         }
4260         mutex_unlock(&slab_mutex);
4261 }
4262
4263 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4264 {
4265         struct kmem_cache_node *n;
4266         struct kmem_cache *s;
4267         struct memory_notify *marg = arg;
4268         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4269         int ret = 0;
4270
4271         /*
4272          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4273          * already created. Nothing to do.
4274          */
4275         if (nid < 0)
4276                 return 0;
4277
4278         /*
4279          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4280          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4281          * online.
4282          */
4283         mutex_lock(&slab_mutex);
4284         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4285                 /*
4286                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4287                  *      since memory is not yet available from the node that
4288                  *      is brought up.
4289                  */
4290                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4291                 if (!n) {
4292                         ret = -ENOMEM;
4293                         goto out;
4294                 }
4295                 init_kmem_cache_node(n);
4296                 s->node[nid] = n;
4297         }
4298 out:
4299         mutex_unlock(&slab_mutex);
4300         return ret;
4301 }
4302
4303 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4304                                 unsigned long action, void *arg)
4305 {
4306         int ret = 0;
4307
4308         switch (action) {
4309         case MEM_GOING_ONLINE:
4310                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4311                 break;
4312         case MEM_GOING_OFFLINE:
4313                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4314                 break;
4315         case MEM_OFFLINE:
4316         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4317                 slab_mem_offline_callback(arg);
4318                 break;
4319         case MEM_ONLINE:
4320         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4321                 break;
4322         }
4323         if (ret)
4324                 ret = notifier_from_errno(ret);
4325         else
4326                 ret = NOTIFY_OK;
4327         return ret;
4328 }
4329
4330 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4331         .notifier_call = slab_memory_callback,
4332         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4333 };
4334
4335 /********************************************************************
4336  *                      Basic setup of slabs
4337  *******************************************************************/
4338
4339 /*
4340  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4341  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4342  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4343  */
4344
4345 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4346 {
4347         int node;
4348         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4349         struct kmem_cache_node *n;
4350
4351         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4352
4353         /*
4354          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4355          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4356          * IPIs around.
4357          */
4358         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4359         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4360                 struct page *p;
4361
4362                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4363                         p->slab_cache = s;
4364
4365 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4366                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4367                         p->slab_cache = s;
4368 #endif
4369         }
4370         list_add(&s->list, &slab_caches);
4371         return s;
4372 }
4373
4374 void __init kmem_cache_init(void)
4375 {
4376         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4377                 boot_kmem_cache_node;
4378
4379         if (debug_guardpage_minorder())
4380                 slub_max_order = 0;
4381
4382         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4383         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4384
4385         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4386                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4387
4388         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4389
4390         /* Able to allocate the per node structures */
4391         slab_state = PARTIAL;
4392
4393         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4394                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4395                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4396                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4397
4398         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4399         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4400
4401         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4402         setup_kmalloc_cache_index_table();
4403         create_kmalloc_caches(0);
4404
4405         /* Setup random freelists for each cache */
4406         init_freelist_randomization();
4407
4408         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4409                                   slub_cpu_dead);
4410
4411         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4412                 cache_line_size(),
4413                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4414                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4415 }
4416
4417 void __init kmem_cache_init_late(void)
4418 {
4419 }
4420
4421 struct kmem_cache *
4422 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4423                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4424 {
4425         struct kmem_cache *s;
4426
4427         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4428         if (s) {
4429                 s->refcount++;
4430
4431                 /*
4432                  * Adjust the object sizes so that we clear
4433                  * the complete object on kzalloc.
4434                  */
4435                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4436                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4437
4438                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4439                         s->refcount--;
4440                         s = NULL;
4441                 }
4442         }
4443
4444         return s;
4445 }
4446
4447 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4448 {
4449         int err;
4450
4451         err = kmem_cache_open(s, flags);
4452         if (err)
4453                 return err;
4454
4455         /* Mutex is not taken during early boot */
4456         if (slab_state <= UP)
4457                 return 0;
4458
4459         err = sysfs_slab_add(s);
4460         if (err)
4461                 __kmem_cache_release(s);
4462
4463         return err;
4464 }
4465
4466 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4467 {
4468         struct kmem_cache *s;
4469         void *ret;
4470
4471         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4472                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4473
4474         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4475
4476         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4477                 return s;
4478
4479         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4480
4481         /* Honor the call site pointer we received. */
4482         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4483
4484         return ret;
4485 }
4486 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4487
4488 #ifdef CONFIG_NUMA
4489 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4490                                         int node, unsigned long caller)
4491 {
4492         struct kmem_cache *s;
4493         void *ret;
4494
4495         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4496                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4497
4498                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4499                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4500                                    gfpflags, node);
4501
4502                 return ret;
4503         }
4504
4505         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4506
4507         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4508                 return s;
4509
4510         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4511
4512         /* Honor the call site pointer we received. */
4513         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4514
4515         return ret;
4516 }
4517 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4518 #endif
4519
4520 #ifdef CONFIG_SYSFS
4521 static int count_inuse(struct page *page)
4522 {
4523         return page->inuse;
4524 }
4525
4526 static int count_total(struct page *page)
4527 {
4528         return page->objects;
4529 }
4530 #endif
4531
4532 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4533 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4534 {
4535         void *p;
4536         void *addr = page_address(page);
4537         unsigned long *map;
4538
4539         slab_lock(page);
4540
4541         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4542                 goto unlock;
4543
4544         /* Now we know that a valid freelist exists */
4545         map = get_map(s, page);
4546         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4547                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4548                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4549
4550                 if (!check_object(s, page, p, val))
4551                         break;
4552         }
4553         put_map(map);
4554 unlock:
4555         slab_unlock(page);
4556 }
4557
4558 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4559                 struct kmem_cache_node *n)
4560 {
4561         unsigned long count = 0;
4562         struct page *page;
4563         unsigned long flags;
4564
4565         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4566
4567         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4568                 validate_slab(s, page);
4569                 count++;
4570         }
4571         if (count != n->nr_partial)
4572                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4573                        s->name, count, n->nr_partial);
4574
4575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4576                 goto out;
4577
4578         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4579                 validate_slab(s, page);
4580                 count++;
4581         }
4582         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4583                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4584                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4585
4586 out:
4587         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4588         return count;
4589 }
4590
4591 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4592 {
4593         int node;
4594         unsigned long count = 0;
4595         struct kmem_cache_node *n;
4596
4597         flush_all(s);
4598         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4599                 count += validate_slab_node(s, n);
4600
4601         return count;
4602 }
4603 /*
4604  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4605  * and freed.
4606  */
4607
4608 struct location {
4609         unsigned long count;
4610         unsigned long addr;
4611         long long sum_time;
4612         long min_time;
4613         long max_time;
4614         long min_pid;
4615         long max_pid;
4616         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4617         nodemask_t nodes;
4618 };
4619
4620 struct loc_track {
4621         unsigned long max;
4622         unsigned long count;
4623         struct location *loc;
4624 };
4625
4626 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4627 {
4628         if (t->max)
4629                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4630                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4631 }
4632
4633 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4634 {
4635         struct location *l;
4636         int order;
4637
4638         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4639
4640         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4641         if (!l)
4642                 return 0;
4643
4644         if (t->count) {
4645                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4646                 free_loc_track(t);
4647         }
4648         t->max = max;
4649         t->loc = l;
4650         return 1;
4651 }
4652
4653 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4654                                 const struct track *track)
4655 {
4656         long start, end, pos;
4657         struct location *l;
4658         unsigned long caddr;
4659         unsigned long age = jiffies - track->when;
4660
4661         start = -1;
4662         end = t->count;
4663
4664         for ( ; ; ) {
4665                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4666
4667                 /*
4668                  * There is nothing at "end". If we end up there
4669                  * we need to add something to before end.
4670                  */
4671                 if (pos == end)
4672                         break;
4673
4674                 caddr = t->loc[pos].addr;
4675                 if (track->addr == caddr) {
4676
4677                         l = &t->loc[pos];
4678                         l->count++;
4679                         if (track->when) {
4680                                 l->sum_time += age;
4681                                 if (age < l->min_time)
4682                                         l->min_time = age;
4683                                 if (age > l->max_time)
4684                                         l->max_time = age;
4685
4686                                 if (track->pid < l->min_pid)
4687                                         l->min_pid = track->pid;
4688                                 if (track->pid > l->max_pid)
4689                                         l->max_pid = track->pid;
4690
4691                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4692                                                 to_cpumask(l->cpus));
4693                         }
4694                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4695                         return 1;
4696                 }
4697
4698                 if (track->addr < caddr)
4699                         end = pos;
4700                 else
4701                         start = pos;
4702         }
4703
4704         /*
4705          * Not found. Insert new tracking element.
4706          */
4707         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4708                 return 0;
4709
4710         l = t->loc + pos;
4711         if (pos < t->count)
4712                 memmove(l + 1, l,
4713                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4714         t->count++;
4715         l->count = 1;
4716         l->addr = track->addr;
4717         l->sum_time = age;
4718         l->min_time = age;
4719         l->max_time = age;
4720         l->min_pid = track->pid;
4721         l->max_pid = track->pid;
4722         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4723         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4724         nodes_clear(l->nodes);
4725         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4726         return 1;
4727 }
4728
4729 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4730                 struct page *page, enum track_item alloc)
4731 {
4732         void *addr = page_address(page);
4733         void *p;
4734         unsigned long *map;
4735
4736         map = get_map(s, page);
4737         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4738                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4739                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4740         put_map(map);
4741 }
4742
4743 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4744                           enum track_item alloc)
4745 {
4746         int len = 0;
4747         unsigned long i;
4748         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4749         int node;
4750         struct kmem_cache_node *n;
4751
4752         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4753                              GFP_KERNEL)) {
4754                 return sysfs_emit(buf, "Out of memory\n");
4755         }
4756         /* Push back cpu slabs */
4757         flush_all(s);
4758
4759         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4760                 unsigned long flags;
4761                 struct page *page;
4762
4763                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4764                         continue;
4765
4766                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4767                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4768                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4769                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4770                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4771                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4772         }
4773
4774         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4775                 struct location *l = &t.loc[i];
4776
4777                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "%7ld ", l->count);
4778
4779                 if (l->addr)
4780                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%pS", (void *)l->addr);
4781                 else
4782                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "<not-available>");
4783
4784                 if (l->sum_time != l->min_time)
4785                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld/%ld/%ld",
4786                                              l->min_time,
4787                                              (long)div_u64(l->sum_time,
4788                                                            l->count),
4789                                              l->max_time);
4790                 else
4791                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld", l->min_time);
4792
4793                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4794                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld-%ld",
4795                                              l->min_pid, l->max_pid);
4796                 else
4797                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld",
4798                                              l->min_pid);
4799
4800                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4801                     !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
4802                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " cpus=%*pbl",
4803                                              cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4804
4805                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
4806                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " nodes=%*pbl",
4807                                              nodemask_pr_args(&l->nodes));
4808
4809                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
4810         }
4811
4812         free_loc_track(&t);
4813         if (!t.count)
4814                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "No data\n");
4815
4816         return len;
4817 }
4818 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4819
4820 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4821 static void __init resiliency_test(void)
4822 {
4823         u8 *p;
4824         int type = KMALLOC_NORMAL;
4825
4826         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4827
4828         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4829         pr_err("-----------------------\n");
4830         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4831
4832         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4833         p[16] = 0x12;
4834         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4835                p + 16);
4836
4837         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4838
4839         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4840         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4841         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4842         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4843                p);
4844         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4845
4846         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4847         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4848         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4849         *p = 0x56;
4850         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4851                p);
4852         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4853         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4854
4855         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4856         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4857         kfree(p);
4858         *p = 0x78;
4859         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4860         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4861
4862         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4863         kfree(p);
4864         p[50] = 0x9a;
4865         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4866         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4867
4868         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4869         kfree(p);
4870         p[512] = 0xab;
4871         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4872         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4873 }
4874 #else
4875 #ifdef CONFIG_SYSFS
4876 static void resiliency_test(void) {};
4877 #endif
4878 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4879
4880 #ifdef CONFIG_SYSFS
4881 enum slab_stat_type {
4882         SL_ALL,                 /* All slabs */
4883         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4884         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4885         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4886         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4887 };
4888
4889 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4890 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4891 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4892 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4893 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4894
4895 #ifdef CONFIG_MEMCG
4896 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4897
4898 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4899 {
4900         int v;
4901
4902         if (get_option(&str, &v) > 0)
4903                 memcg_sysfs_enabled = v;
4904
4905         return 1;
4906 }
4907
4908 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4909 #endif
4910
4911 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4912                                  char *buf, unsigned long flags)
4913 {
4914         unsigned long total = 0;
4915         int node;
4916         int x;
4917         unsigned long *nodes;
4918         int len = 0;
4919
4920         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4921         if (!nodes)
4922                 return -ENOMEM;
4923
4924         if (flags & SO_CPU) {
4925                 int cpu;
4926
4927                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4928                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4929                                                                cpu);
4930                         int node;
4931                         struct page *page;
4932
4933                         page = READ_ONCE(c->page);
4934                         if (!page)
4935                                 continue;
4936
4937                         node = page_to_nid(page);
4938                         if (flags & SO_TOTAL)
4939                                 x = page->objects;
4940                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4941                                 x = page->inuse;
4942                         else
4943                                 x = 1;
4944
4945                         total += x;
4946                         nodes[node] += x;
4947
4948                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4949                         if (page) {
4950                                 node = page_to_nid(page);
4951                                 if (flags & SO_TOTAL)
4952                                         WARN_ON_ONCE(1);
4953                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4954                                         WARN_ON_ONCE(1);
4955                                 else
4956                                         x = page->pages;
4957                                 total += x;
4958                                 nodes[node] += x;
4959                         }
4960                 }
4961         }
4962
4963         /*
4964          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4965          * already held which will conflict with an existing lock order:
4966          *
4967          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4968          *
4969          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4970          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4971          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4972          */
4973
4974 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4975         if (flags & SO_ALL) {
4976                 struct kmem_cache_node *n;
4977
4978                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4979
4980                         if (flags & SO_TOTAL)
4981                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4982                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4983                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4984                                         count_partial(n, count_free);
4985                         else
4986                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4987                         total += x;
4988                         nodes[node] += x;
4989                 }
4990
4991         } else
4992 #endif
4993         if (flags & SO_PARTIAL) {
4994                 struct kmem_cache_node *n;
4995
4996                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4997                         if (flags & SO_TOTAL)
4998                                 x = count_partial(n, count_total);
4999                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5000                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5001                         else
5002                                 x = n->nr_partial;
5003                         total += x;
5004                         nodes[node] += x;
5005                 }
5006         }
5007
5008         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5009 #ifdef CONFIG_NUMA
5010         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5011                 if (nodes[node])
5012                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5013                                              node, nodes[node]);
5014         }
5015 #endif
5016         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5017         kfree(nodes);
5018
5019         return len;
5020 }
5021
5022 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5023 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5024
5025 struct slab_attribute {
5026         struct attribute attr;
5027         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5028         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5029 };
5030
5031 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5032         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5033         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5034
5035 #define SLAB_ATTR(_name) \
5036         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5037         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5038
5039 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5040 {
5041         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5042 }
5043 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5044
5045 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5046 {
5047         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5048 }
5049 SLAB_ATTR_RO(align);
5050
5051 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5052 {
5053         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5054 }
5055 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5056
5057 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5058 {
5059         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5060 }
5061 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5062
5063 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5064 {
5065         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5066 }
5067 SLAB_ATTR_RO(order);
5068
5069 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5070 {
5071         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5072 }
5073
5074 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5075                                  size_t length)
5076 {
5077         unsigned long min;
5078         int err;
5079
5080         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5081         if (err)
5082                 return err;
5083
5084         set_min_partial(s, min);
5085         return length;
5086 }
5087 SLAB_ATTR(min_partial);
5088
5089 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5090 {
5091         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5092 }
5093
5094 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5095                                  size_t length)
5096 {
5097         unsigned int objects;
5098         int err;
5099
5100         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5101         if (err)
5102                 return err;
5103         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5104                 return -EINVAL;
5105
5106         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5107         flush_all(s);
5108         return length;
5109 }
5110 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5111
5112 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5113 {
5114         if (!s->ctor)
5115                 return 0;
5116         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5119
5120 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5123 }
5124 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5125
5126 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5127 {
5128         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5129 }
5130 SLAB_ATTR_RO(partial);
5131
5132 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5133 {
5134         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5135 }
5136 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5137
5138 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5139 {
5140         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5141 }
5142 SLAB_ATTR_RO(objects);
5143
5144 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5145 {
5146         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5147 }
5148 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5149
5150 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5151 {
5152         int objects = 0;
5153         int pages = 0;
5154         int cpu;
5155         int len = 0;
5156
5157         for_each_online_cpu(cpu) {
5158                 struct page *page;
5159
5160                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5161
5162                 if (page) {
5163                         pages += page->pages;
5164                         objects += page->pobjects;
5165                 }
5166         }
5167
5168         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5169
5170 #ifdef CONFIG_SMP
5171         for_each_online_cpu(cpu) {
5172                 struct page *page;
5173
5174                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5175                 if (page)
5176                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5177                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5178         }
5179 #endif
5180         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5181
5182         return len;
5183 }
5184 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5185
5186 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5187 {
5188         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5189 }
5190 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5191
5192 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5193 {
5194         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5195 }
5196 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5197
5198 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5199 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5200 {
5201         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5202 }
5203 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5204 #endif
5205
5206 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5207 {
5208         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5209 }
5210 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5211
5212 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5215 }
5216 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5217
5218 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5219 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5220 {
5221         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5222 }
5223 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5224
5225 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5226 {
5227         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5228 }
5229 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5230
5231 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5232 {
5233         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5234 }
5235 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5236
5237 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5238 {
5239         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5240 }
5241 SLAB_ATTR_RO(trace);
5242
5243 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5244 {
5245         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5246 }
5247
5248 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5249
5250 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5251 {
5252         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5253 }
5254
5255 SLAB_ATTR_RO(poison);
5256
5257 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5258 {
5259         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5260 }
5261
5262 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5263
5264 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5265 {
5266         return 0;
5267 }
5268
5269 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5270                         const char *buf, size_t length)
5271 {
5272         int ret = -EINVAL;
5273
5274         if (buf[0] == '1') {
5275                 ret = validate_slab_cache(s);
5276                 if (ret >= 0)
5277                         ret = length;
5278         }
5279         return ret;
5280 }
5281 SLAB_ATTR(validate);
5282
5283 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5284 {
5285         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5286                 return -ENOSYS;
5287         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5288 }
5289 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5290
5291 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5292 {
5293         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5294                 return -ENOSYS;
5295         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5296 }
5297 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5298 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5299
5300 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5301 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5302 {
5303         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5304 }
5305 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5306 #endif
5307
5308 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5309 {
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5314                         const char *buf, size_t length)
5315 {
5316         if (buf[0] == '1')
5317                 kmem_cache_shrink(s);
5318         else
5319                 return -EINVAL;
5320         return length;
5321 }
5322 SLAB_ATTR(shrink);
5323
5324 #ifdef CONFIG_NUMA
5325 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5326 {
5327         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5328 }
5329
5330 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5331                                 const char *buf, size_t length)
5332 {
5333         unsigned int ratio;
5334         int err;
5335
5336         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5337         if (err)
5338                 return err;
5339         if (ratio > 100)
5340                 return -ERANGE;
5341
5342         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5343
5344         return length;
5345 }
5346 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5347 #endif
5348
5349 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5350 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5351 {
5352         unsigned long sum  = 0;
5353         int cpu;
5354         int len = 0;
5355         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5356
5357         if (!data)
5358                 return -ENOMEM;
5359
5360         for_each_online_cpu(cpu) {
5361                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5362
5363                 data[cpu] = x;
5364                 sum += x;
5365         }
5366
5367         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5368
5369 #ifdef CONFIG_SMP
5370         for_each_online_cpu(cpu) {
5371                 if (data[cpu])
5372                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5373                                              cpu, data[cpu]);
5374         }
5375 #endif
5376         kfree(data);
5377         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5378
5379         return len;
5380 }
5381
5382 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5383 {
5384         int cpu;
5385
5386         for_each_online_cpu(cpu)
5387                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5388 }
5389
5390 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5391 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5392 {                                                               \
5393         return show_stat(s, buf, si);                           \
5394 }                                                               \
5395 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5396                                 const char *buf, size_t length) \
5397 {                                                               \
5398         if (buf[0] != '0')                                      \
5399                 return -EINVAL;                                 \
5400         clear_stat(s, si);                                      \
5401         return length;                                          \
5402 }                                                               \
5403 SLAB_ATTR(text);                                                \
5404
5405 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5406 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5407 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5408 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5409 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5410 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5411 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5412 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5413 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5414 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5415 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5416 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5417 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5418 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5419 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5420 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5421 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5422 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5423 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5424 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5425 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5426 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5427 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5428 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5429 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5430 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5431 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5432
5433 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5434         &slab_size_attr.attr,
5435         &object_size_attr.attr,
5436         &objs_per_slab_attr.attr,
5437         &order_attr.attr,
5438         &min_partial_attr.attr,
5439         &cpu_partial_attr.attr,
5440         &objects_attr.attr,
5441         &objects_partial_attr.attr,
5442         &partial_attr.attr,
5443         &cpu_slabs_attr.attr,
5444         &ctor_attr.attr,
5445         &aliases_attr.attr,
5446         &align_attr.attr,
5447         &hwcache_align_attr.attr,
5448         &reclaim_account_attr.attr,
5449         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5450         &shrink_attr.attr,
5451         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5452 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5453         &total_objects_attr.attr,
5454         &slabs_attr.attr,
5455         &sanity_checks_attr.attr,
5456         &trace_attr.attr,
5457         &red_zone_attr.attr,
5458         &poison_attr.attr,
5459         &store_user_attr.attr,
5460         &validate_attr.attr,
5461         &alloc_calls_attr.attr,
5462         &free_calls_attr.attr,
5463 #endif
5464 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5465         &cache_dma_attr.attr,
5466 #endif
5467 #ifdef CONFIG_NUMA
5468         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5469 #endif
5470 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5471         &alloc_fastpath_attr.attr,
5472         &alloc_slowpath_attr.attr,
5473         &free_fastpath_attr.attr,
5474         &free_slowpath_attr.attr,
5475         &free_frozen_attr.attr,
5476         &free_add_partial_attr.attr,
5477         &free_remove_partial_attr.attr,
5478         &alloc_from_partial_attr.attr,
5479         &alloc_slab_attr.attr,
5480         &alloc_refill_attr.attr,
5481         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5482         &free_slab_attr.attr,
5483         &cpuslab_flush_attr.attr,
5484         &deactivate_full_attr.attr,
5485         &deactivate_empty_attr.attr,
5486         &deactivate_to_head_attr.attr,
5487         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5488         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5489         &deactivate_bypass_attr.attr,
5490         &order_fallback_attr.attr,
5491         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5492         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5493         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5494         &cpu_partial_free_attr.attr,
5495         &cpu_partial_node_attr.attr,
5496         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5497 #endif
5498 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5499         &failslab_attr.attr,
5500 #endif
5501         &usersize_attr.attr,
5502
5503         NULL
5504 };
5505
5506 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5507         .attrs = slab_attrs,
5508 };
5509
5510 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5511                                 struct attribute *attr,
5512                                 char *buf)
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->show)
5522                 return -EIO;
5523
5524         err = attribute->show(s, buf);
5525
5526         return err;
5527 }
5528
5529 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5530                                 struct attribute *attr,
5531                                 const char *buf, size_t len)
5532 {
5533         struct slab_attribute *attribute;
5534         struct kmem_cache *s;
5535         int err;
5536
5537         attribute = to_slab_attr(attr);
5538         s = to_slab(kobj);
5539
5540         if (!attribute->store)
5541                 return -EIO;
5542
5543         err = attribute->store(s, buf, len);
5544         return err;
5545 }
5546
5547 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5548 {
5549         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5550 }
5551
5552 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5553         .show = slab_attr_show,
5554         .store = slab_attr_store,
5555 };
5556
5557 static struct kobj_type slab_ktype = {
5558         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5559         .release = kmem_cache_release,
5560 };
5561
5562 static struct kset *slab_kset;
5563
5564 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5565 {
5566         return slab_kset;
5567 }
5568
5569 #define ID_STR_LENGTH 64
5570
5571 /* Create a unique string id for a slab cache:
5572  *
5573  * Format       :[flags-]size
5574  */
5575 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5576 {
5577         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5578         char *p = name;
5579
5580         BUG_ON(!name);
5581
5582         *p++ = ':';
5583         /*
5584          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5585          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5586          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5587          * are matched during merging to guarantee that the id is
5588          * unique.
5589          */
5590         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5591                 *p++ = 'd';
5592         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5593                 *p++ = 'D';
5594         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5595                 *p++ = 'a';
5596         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5597                 *p++ = 'F';
5598         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5599                 *p++ = 'A';
5600         if (p != name + 1)
5601                 *p++ = '-';
5602         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5603
5604         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5605         return name;
5606 }
5607
5608 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5609 {
5610         int err;
5611         const char *name;
5612         struct kset *kset = cache_kset(s);
5613         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5614
5615         if (!kset) {
5616                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5617                 return 0;
5618         }
5619
5620         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5621                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5622                 unmergeable = 1;
5623
5624         if (unmergeable) {
5625                 /*
5626                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5627                  * This is typically the case for debug situations. In that
5628                  * case we can catch duplicate names easily.
5629                  */
5630                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5631                 name = s->name;
5632         } else {
5633                 /*
5634                  * Create a unique name for the slab as a target
5635                  * for the symlinks.
5636                  */
5637                 name = create_unique_id(s);
5638         }
5639
5640         s->kobj.kset = kset;
5641         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5642         if (err)
5643                 goto out;
5644
5645         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5646         if (err)
5647                 goto out_del_kobj;
5648
5649         if (!unmergeable) {
5650                 /* Setup first alias */
5651                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5652         }
5653 out:
5654         if (!unmergeable)
5655                 kfree(name);
5656         return err;
5657 out_del_kobj:
5658         kobject_del(&s->kobj);
5659         goto out;
5660 }
5661
5662 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5663 {
5664         if (slab_state >= FULL)
5665                 kobject_del(&s->kobj);
5666 }
5667
5668 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5669 {
5670         if (slab_state >= FULL)
5671                 kobject_put(&s->kobj);
5672 }
5673
5674 /*
5675  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5676  * available lest we lose that information.
5677  */
5678 struct saved_alias {
5679         struct kmem_cache *s;
5680         const char *name;
5681         struct saved_alias *next;
5682 };
5683
5684 static struct saved_alias *alias_list;
5685
5686 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5687 {
5688         struct saved_alias *al;
5689
5690         if (slab_state == FULL) {
5691                 /*
5692                  * If we have a leftover link then remove it.
5693                  */
5694                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5695                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5696         }
5697
5698         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5699         if (!al)
5700                 return -ENOMEM;
5701
5702         al->s = s;
5703         al->name = name;
5704         al->next = alias_list;
5705         alias_list = al;
5706         return 0;
5707 }
5708
5709 static int __init slab_sysfs_init(void)
5710 {
5711         struct kmem_cache *s;
5712         int err;
5713
5714         mutex_lock(&slab_mutex);
5715
5716         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5717         if (!slab_kset) {
5718                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5719                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5720                 return -ENOSYS;
5721         }
5722
5723         slab_state = FULL;
5724
5725         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5726                 err = sysfs_slab_add(s);
5727                 if (err)
5728                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5729                                s->name);
5730         }
5731
5732         while (alias_list) {
5733                 struct saved_alias *al = alias_list;
5734
5735                 alias_list = alias_list->next;
5736                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5737                 if (err)
5738                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5739                                al->name);
5740                 kfree(al);
5741         }
5742
5743         mutex_unlock(&slab_mutex);
5744         resiliency_test();
5745         return 0;
5746 }
5747
5748 __initcall(slab_sysfs_init);
5749 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5750
5751 /*
5752  * The /proc/slabinfo ABI
5753  */
5754 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5755 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5756 {
5757         unsigned long nr_slabs = 0;
5758         unsigned long nr_objs = 0;
5759         unsigned long nr_free = 0;
5760         int node;
5761         struct kmem_cache_node *n;
5762
5763         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5764                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5765                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5766                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5767         }
5768
5769         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5770         sinfo->num_objs = nr_objs;
5771         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5772         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5773         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5774         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5775 }
5776
5777 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5778 {
5779 }
5780
5781 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5782                        size_t count, loff_t *ppos)
5783 {
5784         return -EIO;
5785 }
5786 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */