Merge tag '5.14-rc1-smb3-fixes' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/stackdepot.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/kfence.h>
33 #include <linux/memory.h>
34 #include <linux/math64.h>
35 #include <linux/fault-inject.h>
36 #include <linux/stacktrace.h>
37 #include <linux/prefetch.h>
38 #include <linux/memcontrol.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <kunit/test.h>
41
42 #include <linux/debugfs.h>
43 #include <trace/events/kmem.h>
44
45 #include "internal.h"
46
47 /*
48  * Lock order:
49  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
50  *   2. node->list_lock
51  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
52  *
53  *   slab_mutex
54  *
55  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
56  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
57  *
58  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
59  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
60  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
61  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
62  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
63  *      D. page->frozen         -> frozen state
64  *
65  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
66  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
67  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
68  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
69  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
70  *   page's freelist.
71  *
72  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
73  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
74  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
75  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
76  *   modified without taking the list lock).
77  *
78  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
79  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
80  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
81  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
82  *   the list lock.
83  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
84  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
85  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
86  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
87  *
88  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
89  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
90  *
91  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
92  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
93  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
94  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
95  * cannot scan all objects.
96  *
97  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
98  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
99  * fast frees and allocs.
100  *
101  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
102  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
103  *                      such as satisfying allocations for a specific
104  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
105  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
106  *                      list operations. It is up to the processor holding
107  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
108  *                      when the slab is no longer needed.
109  *
110  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
111  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
112  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
113  *                      freelist that allows lockless access to
114  *                      free objects in addition to the regular freelist
115  *                      that requires the slab lock.
116  *
117  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
118  *                      options set. This moves slab handling out of
119  *                      the fast path and disables lockless freelists.
120  */
121
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
123 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
124 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
125 #else
126 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
127 #endif
128 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
129
130 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
131 {
132         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
133 }
134
135 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
136 {
137         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
138                 p += s->red_left_pad;
139
140         return p;
141 }
142
143 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
144 {
145 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
146         return !kmem_cache_debug(s);
147 #else
148         return false;
149 #endif
150 }
151
152 /*
153  * Issues still to be resolved:
154  *
155  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
156  *
157  * - Variable sizing of the per node arrays
158  */
159
160 /* Enable to log cmpxchg failures */
161 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
162
163 /*
164  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
165  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
166  */
167 #define MIN_PARTIAL 5
168
169 /*
170  * Maximum number of desirable partial slabs.
171  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
172  * sort the partial list by the number of objects in use.
173  */
174 #define MAX_PARTIAL 10
175
176 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
177                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
178
179 /*
180  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
181  * issues when checking or reading debug information
182  */
183 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
184                                 SLAB_TRACE)
185
186
187 /*
188  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
189  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
190  * metadata.
191  */
192 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
193
194 #define OO_SHIFT        16
195 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
196 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
197
198 /* Internal SLUB flags */
199 /* Poison object */
200 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
201 /* Use cmpxchg_double */
202 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
203
204 /*
205  * Tracking user of a slab.
206  */
207 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
208 struct track {
209         unsigned long addr;     /* Called from address */
210 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
211         depot_stack_handle_t handle;
212 #endif
213         int cpu;                /* Was running on cpu */
214         int pid;                /* Pid context */
215         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
216 };
217
218 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
219
220 #ifdef CONFIG_SYSFS
221 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
222 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
223 #else
224 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
225 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
226                                                         { return 0; }
227 #endif
228
229 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
230 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
231 #else
232 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
233 #endif
234
235 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
236 {
237 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
238         /*
239          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
240          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
241          */
242         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
243 #endif
244 }
245
246 /*
247  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
248  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
249  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
250  * Protected by slab_mutex.
251  */
252 static nodemask_t slab_nodes;
253
254 /********************************************************************
255  *                      Core slab cache functions
256  *******************************************************************/
257
258 /*
259  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
260  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
261  * random number.
262  */
263 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
264                                  unsigned long ptr_addr)
265 {
266 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
267         /*
268          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
269          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
270          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
271          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
272          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
273          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
274          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
275          * freepointer to be restored incorrectly.
276          */
277         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
278                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
279 #else
280         return ptr;
281 #endif
282 }
283
284 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
285 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
286                                          void *ptr_addr)
287 {
288         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
289                             (unsigned long)ptr_addr);
290 }
291
292 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
293 {
294         object = kasan_reset_tag(object);
295         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
296 }
297
298 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
299 {
300         prefetch(object + s->offset);
301 }
302
303 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
304 {
305         unsigned long freepointer_addr;
306         void *p;
307
308         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
309                 return get_freepointer(s, object);
310
311         object = kasan_reset_tag(object);
312         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
313         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
314         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
315 }
316
317 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
318 {
319         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
320
321 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
322         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
323 #endif
324
325         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
326         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
327 }
328
329 /* Loop over all objects in a slab */
330 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
331         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
332                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
333                 __p += (__s)->size)
334
335 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
336 {
337         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
338 }
339
340 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
341                 unsigned int size)
342 {
343         struct kmem_cache_order_objects x = {
344                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
345         };
346
347         return x;
348 }
349
350 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
351 {
352         return x.x >> OO_SHIFT;
353 }
354
355 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
356 {
357         return x.x & OO_MASK;
358 }
359
360 /*
361  * Per slab locking using the pagelock
362  */
363 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
364 {
365         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
366         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
367 }
368
369 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
370 {
371         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
372         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
373 }
374
375 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
376 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
377                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
378                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
379                 const char *n)
380 {
381         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
382 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
383     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
384         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
385                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
386                                    freelist_old, counters_old,
387                                    freelist_new, counters_new))
388                         return true;
389         } else
390 #endif
391         {
392                 slab_lock(page);
393                 if (page->freelist == freelist_old &&
394                                         page->counters == counters_old) {
395                         page->freelist = freelist_new;
396                         page->counters = counters_new;
397                         slab_unlock(page);
398                         return true;
399                 }
400                 slab_unlock(page);
401         }
402
403         cpu_relax();
404         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
405
406 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
407         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
408 #endif
409
410         return false;
411 }
412
413 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
414                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
415                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
416                 const char *n)
417 {
418 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
419     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
420         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
421                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
422                                    freelist_old, counters_old,
423                                    freelist_new, counters_new))
424                         return true;
425         } else
426 #endif
427         {
428                 unsigned long flags;
429
430                 local_irq_save(flags);
431                 slab_lock(page);
432                 if (page->freelist == freelist_old &&
433                                         page->counters == counters_old) {
434                         page->freelist = freelist_new;
435                         page->counters = counters_new;
436                         slab_unlock(page);
437                         local_irq_restore(flags);
438                         return true;
439                 }
440                 slab_unlock(page);
441                 local_irq_restore(flags);
442         }
443
444         cpu_relax();
445         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
446
447 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
448         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
449 #endif
450
451         return false;
452 }
453
454 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
455 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
456 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
457
458 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
459 static bool slab_add_kunit_errors(void)
460 {
461         struct kunit_resource *resource;
462
463         if (likely(!current->kunit_test))
464                 return false;
465
466         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
467         if (!resource)
468                 return false;
469
470         (*(int *)resource->data)++;
471         kunit_put_resource(resource);
472         return true;
473 }
474 #else
475 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
476 #endif
477
478 /*
479  * Determine a map of object in use on a page.
480  *
481  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
482  * not vanish from under us.
483  */
484 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
485         __acquires(&object_map_lock)
486 {
487         void *p;
488         void *addr = page_address(page);
489
490         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
491
492         spin_lock(&object_map_lock);
493
494         bitmap_zero(object_map, page->objects);
495
496         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
497                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
498
499         return object_map;
500 }
501
502 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
503 {
504         VM_BUG_ON(map != object_map);
505         spin_unlock(&object_map_lock);
506 }
507
508 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
509 {
510         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
511                 return s->size - s->red_left_pad;
512
513         return s->size;
514 }
515
516 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
517 {
518         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
519                 p -= s->red_left_pad;
520
521         return p;
522 }
523
524 /*
525  * Debug settings:
526  */
527 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
528 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
529 #else
530 static slab_flags_t slub_debug;
531 #endif
532
533 static char *slub_debug_string;
534 static int disable_higher_order_debug;
535
536 /*
537  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
538  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
539  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
540  * to tell kasan that these accesses are OK.
541  */
542 static inline void metadata_access_enable(void)
543 {
544         kasan_disable_current();
545 }
546
547 static inline void metadata_access_disable(void)
548 {
549         kasan_enable_current();
550 }
551
552 /*
553  * Object debugging
554  */
555
556 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
557 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
558                                 struct page *page, void *object)
559 {
560         void *base;
561
562         if (!object)
563                 return 1;
564
565         base = page_address(page);
566         object = kasan_reset_tag(object);
567         object = restore_red_left(s, object);
568         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
569                 (object - base) % s->size) {
570                 return 0;
571         }
572
573         return 1;
574 }
575
576 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
577                           unsigned int length)
578 {
579         metadata_access_enable();
580         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
581                         16, 1, addr, length, 1);
582         metadata_access_disable();
583 }
584
585 /*
586  * See comment in calculate_sizes().
587  */
588 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
589 {
590         return s->offset >= s->inuse;
591 }
592
593 /*
594  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
595  * not overlapping with object.
596  */
597 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
598 {
599         if (freeptr_outside_object(s))
600                 return s->inuse + sizeof(void *);
601         else
602                 return s->inuse;
603 }
604
605 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
606         enum track_item alloc)
607 {
608         struct track *p;
609
610         p = object + get_info_end(s);
611
612         return kasan_reset_tag(p + alloc);
613 }
614
615 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
616 static depot_stack_handle_t save_stack_depot_trace(gfp_t flags)
617 {
618         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
619         depot_stack_handle_t handle;
620         unsigned int nr_entries;
621
622         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 4);
623         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, flags);
624         return handle;
625 }
626 #endif
627
628 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
629                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
630 {
631         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
632
633         if (addr) {
634 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
635                 p->handle = save_stack_depot_trace(GFP_NOWAIT);
636 #endif
637                 p->addr = addr;
638                 p->cpu = smp_processor_id();
639                 p->pid = current->pid;
640                 p->when = jiffies;
641         } else {
642                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
643         }
644 }
645
646 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
647 {
648         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
649                 return;
650
651         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
652         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
653 }
654
655 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
656 {
657         if (!t->addr)
658                 return;
659
660         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
661                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
662 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
663         {
664                 depot_stack_handle_t handle;
665                 unsigned long *entries;
666                 unsigned int nr_entries;
667
668                 handle = READ_ONCE(t->handle);
669                 if (!handle) {
670                         pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
671                 } else {
672                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
673                         stack_trace_print(entries, nr_entries, 0);
674                 }
675         }
676 #endif
677 }
678
679 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
680 {
681         unsigned long pr_time = jiffies;
682         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
683                 return;
684
685         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
686         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
687 }
688
689 static void print_page_info(struct page *page)
690 {
691         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
692                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
693                page->flags, &page->flags);
694
695 }
696
697 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
698 {
699         struct va_format vaf;
700         va_list args;
701
702         va_start(args, fmt);
703         vaf.fmt = fmt;
704         vaf.va = &args;
705         pr_err("=============================================================================\n");
706         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
707         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
708         va_end(args);
709 }
710
711 __printf(2, 3)
712 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
713 {
714         struct va_format vaf;
715         va_list args;
716
717         if (slab_add_kunit_errors())
718                 return;
719
720         va_start(args, fmt);
721         vaf.fmt = fmt;
722         vaf.va = &args;
723         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
724         va_end(args);
725 }
726
727 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
728                                void **freelist, void *nextfree)
729 {
730         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
731             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
732                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
733                 *freelist = NULL;
734                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
735                 return true;
736         }
737
738         return false;
739 }
740
741 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
742 {
743         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
744         u8 *addr = page_address(page);
745
746         print_tracking(s, p);
747
748         print_page_info(page);
749
750         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
751                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
752
753         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
754                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
755                               s->red_left_pad);
756         else if (p > addr + 16)
757                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
758
759         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
760                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
761         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
762                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
763                         s->inuse - s->object_size);
764
765         off = get_info_end(s);
766
767         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
768                 off += 2 * sizeof(struct track);
769
770         off += kasan_metadata_size(s);
771
772         if (off != size_from_object(s))
773                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
774                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
775                               size_from_object(s) - off);
776
777         dump_stack();
778 }
779
780 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
781                         u8 *object, char *reason)
782 {
783         if (slab_add_kunit_errors())
784                 return;
785
786         slab_bug(s, "%s", reason);
787         print_trailer(s, page, object);
788         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
789 }
790
791 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
792                         const char *fmt, ...)
793 {
794         va_list args;
795         char buf[100];
796
797         if (slab_add_kunit_errors())
798                 return;
799
800         va_start(args, fmt);
801         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
802         va_end(args);
803         slab_bug(s, "%s", buf);
804         print_page_info(page);
805         dump_stack();
806         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
807 }
808
809 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
810 {
811         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
812
813         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
814                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
815
816         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
817                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
818                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
819         }
820
821         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
822                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
823 }
824
825 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
826                                                 void *from, void *to)
827 {
828         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
829         memset(from, data, to - from);
830 }
831
832 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
833                         u8 *object, char *what,
834                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
835 {
836         u8 *fault;
837         u8 *end;
838         u8 *addr = page_address(page);
839
840         metadata_access_enable();
841         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
842         metadata_access_disable();
843         if (!fault)
844                 return 1;
845
846         end = start + bytes;
847         while (end > fault && end[-1] == value)
848                 end--;
849
850         if (slab_add_kunit_errors())
851                 goto skip_bug_print;
852
853         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
854         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
855                                         fault, end - 1, fault - addr,
856                                         fault[0], value);
857         print_trailer(s, page, object);
858         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
859
860 skip_bug_print:
861         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
862         return 0;
863 }
864
865 /*
866  * Object layout:
867  *
868  * object address
869  *      Bytes of the object to be managed.
870  *      If the freepointer may overlay the object then the free
871  *      pointer is at the middle of the object.
872  *
873  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
874  *      0xa5 (POISON_END)
875  *
876  * object + s->object_size
877  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
878  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
879  *      object_size == inuse.
880  *
881  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
882  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
883  *
884  * object + s->inuse
885  *      Meta data starts here.
886  *
887  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
888  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
889  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
890  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
891  *              before the word boundary.
892  *
893  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
894  *
895  * object + s->size
896  *      Nothing is used beyond s->size.
897  *
898  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
899  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
900  * may be used with merged slabcaches.
901  */
902
903 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
904 {
905         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
906
907         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
908                 /* We also have user information there */
909                 off += 2 * sizeof(struct track);
910
911         off += kasan_metadata_size(s);
912
913         if (size_from_object(s) == off)
914                 return 1;
915
916         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
917                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
918 }
919
920 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
921 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
922 {
923         u8 *start;
924         u8 *fault;
925         u8 *end;
926         u8 *pad;
927         int length;
928         int remainder;
929
930         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
931                 return 1;
932
933         start = page_address(page);
934         length = page_size(page);
935         end = start + length;
936         remainder = length % s->size;
937         if (!remainder)
938                 return 1;
939
940         pad = end - remainder;
941         metadata_access_enable();
942         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
943         metadata_access_disable();
944         if (!fault)
945                 return 1;
946         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
947                 end--;
948
949         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
950                         fault, end - 1, fault - start);
951         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
952
953         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
954         return 0;
955 }
956
957 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
958                                         void *object, u8 val)
959 {
960         u8 *p = object;
961         u8 *endobject = object + s->object_size;
962
963         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
964                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
965                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
966                         return 0;
967
968                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
969                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
970                         return 0;
971         } else {
972                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
973                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
974                                 endobject, POISON_INUSE,
975                                 s->inuse - s->object_size);
976                 }
977         }
978
979         if (s->flags & SLAB_POISON) {
980                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
981                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
982                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
983                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
984                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
985                         return 0;
986                 /*
987                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
988                  */
989                 check_pad_bytes(s, page, p);
990         }
991
992         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
993                 /*
994                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
995                  * freepointer while object is allocated.
996                  */
997                 return 1;
998
999         /* Check free pointer validity */
1000         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
1001                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
1002                 /*
1003                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1004                  * of the free objects in this slab. May cause
1005                  * another error because the object count is now wrong.
1006                  */
1007                 set_freepointer(s, p, NULL);
1008                 return 0;
1009         }
1010         return 1;
1011 }
1012
1013 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1014 {
1015         int maxobj;
1016
1017         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1018
1019         if (!PageSlab(page)) {
1020                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1021                 return 0;
1022         }
1023
1024         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1025         if (page->objects > maxobj) {
1026                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1027                         page->objects, maxobj);
1028                 return 0;
1029         }
1030         if (page->inuse > page->objects) {
1031                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1032                         page->inuse, page->objects);
1033                 return 0;
1034         }
1035         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1036         slab_pad_check(s, page);
1037         return 1;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1042  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1043  */
1044 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1045 {
1046         int nr = 0;
1047         void *fp;
1048         void *object = NULL;
1049         int max_objects;
1050
1051         fp = page->freelist;
1052         while (fp && nr <= page->objects) {
1053                 if (fp == search)
1054                         return 1;
1055                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1056                         if (object) {
1057                                 object_err(s, page, object,
1058                                         "Freechain corrupt");
1059                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1060                         } else {
1061                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1062                                 page->freelist = NULL;
1063                                 page->inuse = page->objects;
1064                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1065                                 return 0;
1066                         }
1067                         break;
1068                 }
1069                 object = fp;
1070                 fp = get_freepointer(s, object);
1071                 nr++;
1072         }
1073
1074         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1075         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1076                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1077
1078         if (page->objects != max_objects) {
1079                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1080                          page->objects, max_objects);
1081                 page->objects = max_objects;
1082                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1083         }
1084         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1085                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1086                          page->inuse, page->objects - nr);
1087                 page->inuse = page->objects - nr;
1088                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1089         }
1090         return search == NULL;
1091 }
1092
1093 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1094                                                                 int alloc)
1095 {
1096         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1097                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1098                         s->name,
1099                         alloc ? "alloc" : "free",
1100                         object, page->inuse,
1101                         page->freelist);
1102
1103                 if (!alloc)
1104                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1105                                         s->object_size);
1106
1107                 dump_stack();
1108         }
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1113  */
1114 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1115         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1116 {
1117         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1118                 return;
1119
1120         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1121         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1122 }
1123
1124 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1125 {
1126         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1127                 return;
1128
1129         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1130         list_del(&page->slab_list);
1131 }
1132
1133 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1134 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1135 {
1136         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1137
1138         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1139 }
1140
1141 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1142 {
1143         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1144 }
1145
1146 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1147 {
1148         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1149
1150         /*
1151          * May be called early in order to allocate a slab for the
1152          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1153          * dilemma by deferring the increment of the count during
1154          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1155          */
1156         if (likely(n)) {
1157                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1158                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1159         }
1160 }
1161 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1162 {
1163         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1164
1165         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1166         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1167 }
1168
1169 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1170 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1171                                                                 void *object)
1172 {
1173         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1174                 return;
1175
1176         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1177         init_tracking(s, object);
1178 }
1179
1180 static
1181 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1182 {
1183         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1184                 return;
1185
1186         metadata_access_enable();
1187         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1188         metadata_access_disable();
1189 }
1190
1191 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1192                                         struct page *page, void *object)
1193 {
1194         if (!check_slab(s, page))
1195                 return 0;
1196
1197         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1198                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1199                 return 0;
1200         }
1201
1202         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1203                 return 0;
1204
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1209                                         struct page *page,
1210                                         void *object, unsigned long addr)
1211 {
1212         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1213                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1214                         goto bad;
1215         }
1216
1217         /* Success perform special debug activities for allocs */
1218         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1219                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1220         trace(s, page, object, 1);
1221         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1222         return 1;
1223
1224 bad:
1225         if (PageSlab(page)) {
1226                 /*
1227                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1228                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1229                  * as used avoids touching the remaining objects.
1230                  */
1231                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1232                 page->inuse = page->objects;
1233                 page->freelist = NULL;
1234         }
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1239                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1240 {
1241         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1242                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1243                 return 0;
1244         }
1245
1246         if (on_freelist(s, page, object)) {
1247                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1248                 return 0;
1249         }
1250
1251         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1252                 return 0;
1253
1254         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1255                 if (!PageSlab(page)) {
1256                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1257                                  object);
1258                 } else if (!page->slab_cache) {
1259                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1260                                object);
1261                         dump_stack();
1262                 } else
1263                         object_err(s, page, object,
1264                                         "page slab pointer corrupt.");
1265                 return 0;
1266         }
1267         return 1;
1268 }
1269
1270 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1271 static noinline int free_debug_processing(
1272         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1273         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1274         unsigned long addr)
1275 {
1276         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1277         void *object = head;
1278         int cnt = 0;
1279         unsigned long flags;
1280         int ret = 0;
1281
1282         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1283         slab_lock(page);
1284
1285         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1286                 if (!check_slab(s, page))
1287                         goto out;
1288         }
1289
1290 next_object:
1291         cnt++;
1292
1293         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1294                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1295                         goto out;
1296         }
1297
1298         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1299                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1300         trace(s, page, object, 0);
1301         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1302         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1303
1304         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1305         if (object != tail) {
1306                 object = get_freepointer(s, object);
1307                 goto next_object;
1308         }
1309         ret = 1;
1310
1311 out:
1312         if (cnt != bulk_cnt)
1313                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1314                          bulk_cnt, cnt);
1315
1316         slab_unlock(page);
1317         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1318         if (!ret)
1319                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1320         return ret;
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1325  *
1326  * @str:    start of block
1327  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1328  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1329  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1330  *
1331  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1332  */
1333 static char *
1334 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1335 {
1336         bool higher_order_disable = false;
1337
1338         /* Skip any completely empty blocks */
1339         while (*str && *str == ';')
1340                 str++;
1341
1342         if (*str == ',') {
1343                 /*
1344                  * No options but restriction on slabs. This means full
1345                  * debugging for slabs matching a pattern.
1346                  */
1347                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1348                 goto check_slabs;
1349         }
1350         *flags = 0;
1351
1352         /* Determine which debug features should be switched on */
1353         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1354                 switch (tolower(*str)) {
1355                 case '-':
1356                         *flags = 0;
1357                         break;
1358                 case 'f':
1359                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1360                         break;
1361                 case 'z':
1362                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1363                         break;
1364                 case 'p':
1365                         *flags |= SLAB_POISON;
1366                         break;
1367                 case 'u':
1368                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1369                         break;
1370                 case 't':
1371                         *flags |= SLAB_TRACE;
1372                         break;
1373                 case 'a':
1374                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1375                         break;
1376                 case 'o':
1377                         /*
1378                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1379                          * order would increase as a result.
1380                          */
1381                         higher_order_disable = true;
1382                         break;
1383                 default:
1384                         if (init)
1385                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1386                 }
1387         }
1388 check_slabs:
1389         if (*str == ',')
1390                 *slabs = ++str;
1391         else
1392                 *slabs = NULL;
1393
1394         /* Skip over the slab list */
1395         while (*str && *str != ';')
1396                 str++;
1397
1398         /* Skip any completely empty blocks */
1399         while (*str && *str == ';')
1400                 str++;
1401
1402         if (init && higher_order_disable)
1403                 disable_higher_order_debug = 1;
1404
1405         if (*str)
1406                 return str;
1407         else
1408                 return NULL;
1409 }
1410
1411 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1412 {
1413         slab_flags_t flags;
1414         char *saved_str;
1415         char *slab_list;
1416         bool global_slub_debug_changed = false;
1417         bool slab_list_specified = false;
1418
1419         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1420         if (*str++ != '=' || !*str)
1421                 /*
1422                  * No options specified. Switch on full debugging.
1423                  */
1424                 goto out;
1425
1426         saved_str = str;
1427         while (str) {
1428                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1429
1430                 if (!slab_list) {
1431                         slub_debug = flags;
1432                         global_slub_debug_changed = true;
1433                 } else {
1434                         slab_list_specified = true;
1435                 }
1436         }
1437
1438         /*
1439          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1440          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1441          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1442          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1443          */
1444         if (slab_list_specified) {
1445                 if (!global_slub_debug_changed)
1446                         slub_debug = 0;
1447                 slub_debug_string = saved_str;
1448         }
1449 out:
1450         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1451                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1452         else
1453                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1454         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1455              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1456             (slub_debug & SLAB_POISON))
1457                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1458         return 1;
1459 }
1460
1461 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1462
1463 /*
1464  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1465  * @object_size:        the size of an object without meta data
1466  * @flags:              flags to set
1467  * @name:               name of the cache
1468  *
1469  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1470  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1471  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1472  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1473  */
1474 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1475         slab_flags_t flags, const char *name)
1476 {
1477         char *iter;
1478         size_t len;
1479         char *next_block;
1480         slab_flags_t block_flags;
1481         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1482
1483         /*
1484          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1485          * don't store user (stack trace) information by default,
1486          * but let the user enable it via the command line below.
1487          */
1488         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1489                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1490
1491         len = strlen(name);
1492         next_block = slub_debug_string;
1493         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1494         while (next_block) {
1495                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1496                 if (!iter)
1497                         continue;
1498                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1499                 while (*iter) {
1500                         char *end, *glob;
1501                         size_t cmplen;
1502
1503                         end = strchrnul(iter, ',');
1504                         if (next_block && next_block < end)
1505                                 end = next_block - 1;
1506
1507                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1508                         if (glob)
1509                                 cmplen = glob - iter;
1510                         else
1511                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1512
1513                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1514                                 flags |= block_flags;
1515                                 return flags;
1516                         }
1517
1518                         if (!*end || *end == ';')
1519                                 break;
1520                         iter = end + 1;
1521                 }
1522         }
1523
1524         return flags | slub_debug_local;
1525 }
1526 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1527 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1528                         struct page *page, void *object) {}
1529 static inline
1530 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1531
1532 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1533         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1534
1535 static inline int free_debug_processing(
1536         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1537         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1538         unsigned long addr) { return 0; }
1539
1540 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1541                         { return 1; }
1542 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1543                         void *object, u8 val) { return 1; }
1544 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1545                                         struct page *page) {}
1546 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1547                                         struct page *page) {}
1548 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1549         slab_flags_t flags, const char *name)
1550 {
1551         return flags;
1552 }
1553 #define slub_debug 0
1554
1555 #define disable_higher_order_debug 0
1556
1557 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1558                                                         { return 0; }
1559 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1560                                                         { return 0; }
1561 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1562                                                         int objects) {}
1563 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1564                                                         int objects) {}
1565
1566 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1567                                void **freelist, void *nextfree)
1568 {
1569         return false;
1570 }
1571 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1572
1573 /*
1574  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1575  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1576  */
1577 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1578 {
1579         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1580         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1581         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1582         return ptr;
1583 }
1584
1585 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1586 {
1587         kmemleak_free(x);
1588         kasan_kfree_large(x);
1589 }
1590
1591 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1592                                                 void *x, bool init)
1593 {
1594         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1595
1596         /*
1597          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1598          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1599          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1600          */
1601 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1602         {
1603                 unsigned long flags;
1604
1605                 local_irq_save(flags);
1606                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1607                 local_irq_restore(flags);
1608         }
1609 #endif
1610         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1611                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1612
1613         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1614         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1615                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1616                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1617
1618         /*
1619          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1620          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1621          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1622          *
1623          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1624          * but don't touch the SLAB redzone.
1625          */
1626         if (init) {
1627                 int rsize;
1628
1629                 if (!kasan_has_integrated_init())
1630                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1631                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1632                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1633                        s->size - s->inuse - rsize);
1634         }
1635         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1636         return kasan_slab_free(s, x, init);
1637 }
1638
1639 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1640                                            void **head, void **tail)
1641 {
1642
1643         void *object;
1644         void *next = *head;
1645         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1646
1647         if (is_kfence_address(next)) {
1648                 slab_free_hook(s, next, false);
1649                 return true;
1650         }
1651
1652         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1653         *head = NULL;
1654         *tail = NULL;
1655
1656         do {
1657                 object = next;
1658                 next = get_freepointer(s, object);
1659
1660                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1661                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1662                         /* Move object to the new freelist */
1663                         set_freepointer(s, object, *head);
1664                         *head = object;
1665                         if (!*tail)
1666                                 *tail = object;
1667                 }
1668         } while (object != old_tail);
1669
1670         if (*head == *tail)
1671                 *tail = NULL;
1672
1673         return *head != NULL;
1674 }
1675
1676 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1677                                 void *object)
1678 {
1679         setup_object_debug(s, page, object);
1680         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1681         if (unlikely(s->ctor)) {
1682                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1683                 s->ctor(object);
1684                 kasan_poison_object_data(s, object);
1685         }
1686         return object;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Slab allocation and freeing
1691  */
1692 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1693                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1694 {
1695         struct page *page;
1696         unsigned int order = oo_order(oo);
1697
1698         if (node == NUMA_NO_NODE)
1699                 page = alloc_pages(flags, order);
1700         else
1701                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1702
1703         return page;
1704 }
1705
1706 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1707 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1708 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1709 {
1710         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1711         int err;
1712
1713         /* Bailout if already initialised */
1714         if (s->random_seq)
1715                 return 0;
1716
1717         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1718         if (err) {
1719                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1720                         s->name);
1721                 return err;
1722         }
1723
1724         /* Transform to an offset on the set of pages */
1725         if (s->random_seq) {
1726                 unsigned int i;
1727
1728                 for (i = 0; i < count; i++)
1729                         s->random_seq[i] *= s->size;
1730         }
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1735 static void __init init_freelist_randomization(void)
1736 {
1737         struct kmem_cache *s;
1738
1739         mutex_lock(&slab_mutex);
1740
1741         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1742                 init_cache_random_seq(s);
1743
1744         mutex_unlock(&slab_mutex);
1745 }
1746
1747 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1748 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1749                                 unsigned long *pos, void *start,
1750                                 unsigned long page_limit,
1751                                 unsigned long freelist_count)
1752 {
1753         unsigned int idx;
1754
1755         /*
1756          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1757          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1758          */
1759         do {
1760                 idx = s->random_seq[*pos];
1761                 *pos += 1;
1762                 if (*pos >= freelist_count)
1763                         *pos = 0;
1764         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1765
1766         return (char *)start + idx;
1767 }
1768
1769 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1770 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1771 {
1772         void *start;
1773         void *cur;
1774         void *next;
1775         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1776
1777         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1778                 return false;
1779
1780         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1781         pos = get_random_int() % freelist_count;
1782
1783         page_limit = page->objects * s->size;
1784         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1785
1786         /* First entry is used as the base of the freelist */
1787         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1788                                 freelist_count);
1789         cur = setup_object(s, page, cur);
1790         page->freelist = cur;
1791
1792         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1793                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1794                         freelist_count);
1795                 next = setup_object(s, page, next);
1796                 set_freepointer(s, cur, next);
1797                 cur = next;
1798         }
1799         set_freepointer(s, cur, NULL);
1800
1801         return true;
1802 }
1803 #else
1804 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1805 {
1806         return 0;
1807 }
1808 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1809 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1810 {
1811         return false;
1812 }
1813 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1814
1815 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1816 {
1817         struct page *page;
1818         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1819         gfp_t alloc_gfp;
1820         void *start, *p, *next;
1821         int idx;
1822         bool shuffle;
1823
1824         flags &= gfp_allowed_mask;
1825
1826         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1827                 local_irq_enable();
1828
1829         flags |= s->allocflags;
1830
1831         /*
1832          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1833          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1834          */
1835         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1836         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1837                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1838
1839         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1840         if (unlikely(!page)) {
1841                 oo = s->min;
1842                 alloc_gfp = flags;
1843                 /*
1844                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1845                  * Try a lower order alloc if possible
1846                  */
1847                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1848                 if (unlikely(!page))
1849                         goto out;
1850                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1851         }
1852
1853         page->objects = oo_objects(oo);
1854
1855         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1856
1857         page->slab_cache = s;
1858         __SetPageSlab(page);
1859         if (page_is_pfmemalloc(page))
1860                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1861
1862         kasan_poison_slab(page);
1863
1864         start = page_address(page);
1865
1866         setup_page_debug(s, page, start);
1867
1868         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1869
1870         if (!shuffle) {
1871                 start = fixup_red_left(s, start);
1872                 start = setup_object(s, page, start);
1873                 page->freelist = start;
1874                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1875                         next = p + s->size;
1876                         next = setup_object(s, page, next);
1877                         set_freepointer(s, p, next);
1878                         p = next;
1879                 }
1880                 set_freepointer(s, p, NULL);
1881         }
1882
1883         page->inuse = page->objects;
1884         page->frozen = 1;
1885
1886 out:
1887         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1888                 local_irq_disable();
1889         if (!page)
1890                 return NULL;
1891
1892         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1893
1894         return page;
1895 }
1896
1897 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1898 {
1899         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1900                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1901
1902         return allocate_slab(s,
1903                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1904 }
1905
1906 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1907 {
1908         int order = compound_order(page);
1909         int pages = 1 << order;
1910
1911         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1912                 void *p;
1913
1914                 slab_pad_check(s, page);
1915                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1916                                                 page->objects)
1917                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1918         }
1919
1920         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1921         __ClearPageSlab(page);
1922         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1923         page->slab_cache = NULL;
1924         if (current->reclaim_state)
1925                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1926         unaccount_slab_page(page, order, s);
1927         __free_pages(page, order);
1928 }
1929
1930 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1931 {
1932         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1933
1934         __free_slab(page->slab_cache, page);
1935 }
1936
1937 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1938 {
1939         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1940                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1941         } else
1942                 __free_slab(s, page);
1943 }
1944
1945 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1946 {
1947         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1948         free_slab(s, page);
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Management of partially allocated slabs.
1953  */
1954 static inline void
1955 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1956 {
1957         n->nr_partial++;
1958         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1959                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1960         else
1961                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1962 }
1963
1964 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1965                                 struct page *page, int tail)
1966 {
1967         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1968         __add_partial(n, page, tail);
1969 }
1970
1971 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1972                                         struct page *page)
1973 {
1974         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1975         list_del(&page->slab_list);
1976         n->nr_partial--;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1981  * return the pointer to the freelist.
1982  *
1983  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1984  */
1985 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1986                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1987                 int mode, int *objects)
1988 {
1989         void *freelist;
1990         unsigned long counters;
1991         struct page new;
1992
1993         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1994
1995         /*
1996          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1997          * The old freelist is the list of objects for the
1998          * per cpu allocation list.
1999          */
2000         freelist = page->freelist;
2001         counters = page->counters;
2002         new.counters = counters;
2003         *objects = new.objects - new.inuse;
2004         if (mode) {
2005                 new.inuse = page->objects;
2006                 new.freelist = NULL;
2007         } else {
2008                 new.freelist = freelist;
2009         }
2010
2011         VM_BUG_ON(new.frozen);
2012         new.frozen = 1;
2013
2014         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2015                         freelist, counters,
2016                         new.freelist, new.counters,
2017                         "acquire_slab"))
2018                 return NULL;
2019
2020         remove_partial(n, page);
2021         WARN_ON(!freelist);
2022         return freelist;
2023 }
2024
2025 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2026 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2027
2028 /*
2029  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2030  */
2031 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2032                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2033 {
2034         struct page *page, *page2;
2035         void *object = NULL;
2036         unsigned int available = 0;
2037         int objects;
2038
2039         /*
2040          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2041          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2042          * partial slab and there is none available then get_partial()
2043          * will return NULL.
2044          */
2045         if (!n || !n->nr_partial)
2046                 return NULL;
2047
2048         spin_lock(&n->list_lock);
2049         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2050                 void *t;
2051
2052                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2053                         continue;
2054
2055                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2056                 if (!t)
2057                         break;
2058
2059                 available += objects;
2060                 if (!object) {
2061                         c->page = page;
2062                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2063                         object = t;
2064                 } else {
2065                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2066                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2067                 }
2068                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2069                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2070                         break;
2071
2072         }
2073         spin_unlock(&n->list_lock);
2074         return object;
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2079  */
2080 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2081                 struct kmem_cache_cpu *c)
2082 {
2083 #ifdef CONFIG_NUMA
2084         struct zonelist *zonelist;
2085         struct zoneref *z;
2086         struct zone *zone;
2087         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2088         void *object;
2089         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2090
2091         /*
2092          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2093          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2094          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2095          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2096          *
2097          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2098          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2099          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2100          * from other nodes and filled up.
2101          *
2102          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2103          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2104          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2105          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2106          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2107          * with available objects.
2108          */
2109         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2110                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2111                 return NULL;
2112
2113         do {
2114                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2115                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2116                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2117                         struct kmem_cache_node *n;
2118
2119                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2120
2121                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2122                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2123                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2124                                 if (object) {
2125                                         /*
2126                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2127                                          * here - if mems_allowed was updated in
2128                                          * parallel, that was a harmless race
2129                                          * between allocation and the cpuset
2130                                          * update
2131                                          */
2132                                         return object;
2133                                 }
2134                         }
2135                 }
2136         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2137 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2138         return NULL;
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Get a partial page, lock it and return it.
2143  */
2144 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2145                 struct kmem_cache_cpu *c)
2146 {
2147         void *object;
2148         int searchnode = node;
2149
2150         if (node == NUMA_NO_NODE)
2151                 searchnode = numa_mem_id();
2152
2153         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2154         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2155                 return object;
2156
2157         return get_any_partial(s, flags, c);
2158 }
2159
2160 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2161 /*
2162  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2163  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2164  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2165  */
2166 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2167 #else
2168 /*
2169  * No preemption supported therefore also no need to check for
2170  * different cpus.
2171  */
2172 #define TID_STEP 1
2173 #endif
2174
2175 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2176 {
2177         return tid + TID_STEP;
2178 }
2179
2180 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2181 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2182 {
2183         return tid % TID_STEP;
2184 }
2185
2186 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2187 {
2188         return tid / TID_STEP;
2189 }
2190 #endif
2191
2192 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2193 {
2194         return cpu;
2195 }
2196
2197 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2198                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2199 {
2200 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2201         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2202
2203         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2204
2205 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2206         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2207                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2208                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2209         else
2210 #endif
2211         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2212                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2213                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2214         else
2215                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2216                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2217 #endif
2218         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2219 }
2220
2221 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2222 {
2223         int cpu;
2224
2225         for_each_possible_cpu(cpu)
2226                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Remove the cpu slab
2231  */
2232 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2233                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2234 {
2235         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2236         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2237         int lock = 0, free_delta = 0;
2238         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2239         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2240         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2241         struct page new;
2242         struct page old;
2243
2244         if (page->freelist) {
2245                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2246                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2247         }
2248
2249         /*
2250          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2251          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2252          */
2253         freelist_tail = NULL;
2254         freelist_iter = freelist;
2255         while (freelist_iter) {
2256                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2257
2258                 /*
2259                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2260                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2261                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2262                  */
2263                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2264                         break;
2265
2266                 freelist_tail = freelist_iter;
2267                 free_delta++;
2268
2269                 freelist_iter = nextfree;
2270         }
2271
2272         /*
2273          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2274          * freelist to the head of page's freelist.
2275          *
2276          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2277          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2278          *
2279          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2280          * with the count. If there is a mismatch then the page
2281          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2282          *
2283          * Then we restart the process which may have to remove
2284          * the page from the list that we just put it on again
2285          * because the number of objects in the slab may have
2286          * changed.
2287          */
2288 redo:
2289
2290         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2291         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2292         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2293
2294         /* Determine target state of the slab */
2295         new.counters = old.counters;
2296         if (freelist_tail) {
2297                 new.inuse -= free_delta;
2298                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2299                 new.freelist = freelist;
2300         } else
2301                 new.freelist = old.freelist;
2302
2303         new.frozen = 0;
2304
2305         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2306                 m = M_FREE;
2307         else if (new.freelist) {
2308                 m = M_PARTIAL;
2309                 if (!lock) {
2310                         lock = 1;
2311                         /*
2312                          * Taking the spinlock removes the possibility
2313                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2314                          * is frozen
2315                          */
2316                         spin_lock(&n->list_lock);
2317                 }
2318         } else {
2319                 m = M_FULL;
2320                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2321                         lock = 1;
2322                         /*
2323                          * This also ensures that the scanning of full
2324                          * slabs from diagnostic functions will not see
2325                          * any frozen slabs.
2326                          */
2327                         spin_lock(&n->list_lock);
2328                 }
2329         }
2330
2331         if (l != m) {
2332                 if (l == M_PARTIAL)
2333                         remove_partial(n, page);
2334                 else if (l == M_FULL)
2335                         remove_full(s, n, page);
2336
2337                 if (m == M_PARTIAL)
2338                         add_partial(n, page, tail);
2339                 else if (m == M_FULL)
2340                         add_full(s, n, page);
2341         }
2342
2343         l = m;
2344         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2345                                 old.freelist, old.counters,
2346                                 new.freelist, new.counters,
2347                                 "unfreezing slab"))
2348                 goto redo;
2349
2350         if (lock)
2351                 spin_unlock(&n->list_lock);
2352
2353         if (m == M_PARTIAL)
2354                 stat(s, tail);
2355         else if (m == M_FULL)
2356                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2357         else if (m == M_FREE) {
2358                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2359                 discard_slab(s, page);
2360                 stat(s, FREE_SLAB);
2361         }
2362
2363         c->page = NULL;
2364         c->freelist = NULL;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2369  *
2370  * This function must be called with interrupts disabled
2371  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2372  * to guarantee no concurrent accesses).
2373  */
2374 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2375                 struct kmem_cache_cpu *c)
2376 {
2377 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2378         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2379         struct page *page, *discard_page = NULL;
2380
2381         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2382                 struct page new;
2383                 struct page old;
2384
2385                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2386
2387                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2388                 if (n != n2) {
2389                         if (n)
2390                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2391
2392                         n = n2;
2393                         spin_lock(&n->list_lock);
2394                 }
2395
2396                 do {
2397
2398                         old.freelist = page->freelist;
2399                         old.counters = page->counters;
2400                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2401
2402                         new.counters = old.counters;
2403                         new.freelist = old.freelist;
2404
2405                         new.frozen = 0;
2406
2407                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2408                                 old.freelist, old.counters,
2409                                 new.freelist, new.counters,
2410                                 "unfreezing slab"));
2411
2412                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2413                         page->next = discard_page;
2414                         discard_page = page;
2415                 } else {
2416                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2417                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2418                 }
2419         }
2420
2421         if (n)
2422                 spin_unlock(&n->list_lock);
2423
2424         while (discard_page) {
2425                 page = discard_page;
2426                 discard_page = discard_page->next;
2427
2428                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2429                 discard_slab(s, page);
2430                 stat(s, FREE_SLAB);
2431         }
2432 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2437  * partial page slot if available.
2438  *
2439  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2440  * per node partial list.
2441  */
2442 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2443 {
2444 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2445         struct page *oldpage;
2446         int pages;
2447         int pobjects;
2448
2449         preempt_disable();
2450         do {
2451                 pages = 0;
2452                 pobjects = 0;
2453                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2454
2455                 if (oldpage) {
2456                         pobjects = oldpage->pobjects;
2457                         pages = oldpage->pages;
2458                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2459                                 unsigned long flags;
2460                                 /*
2461                                  * partial array is full. Move the existing
2462                                  * set to the per node partial list.
2463                                  */
2464                                 local_irq_save(flags);
2465                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2466                                 local_irq_restore(flags);
2467                                 oldpage = NULL;
2468                                 pobjects = 0;
2469                                 pages = 0;
2470                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2471                         }
2472                 }
2473
2474                 pages++;
2475                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2476
2477                 page->pages = pages;
2478                 page->pobjects = pobjects;
2479                 page->next = oldpage;
2480
2481         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2482                                                                 != oldpage);
2483         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2484                 unsigned long flags;
2485
2486                 local_irq_save(flags);
2487                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2488                 local_irq_restore(flags);
2489         }
2490         preempt_enable();
2491 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2492 }
2493
2494 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2495 {
2496         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2497         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2498
2499         c->tid = next_tid(c->tid);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Flush cpu slab.
2504  *
2505  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2506  */
2507 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2508 {
2509         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2510
2511         if (c->page)
2512                 flush_slab(s, c);
2513
2514         unfreeze_partials(s, c);
2515 }
2516
2517 static void flush_cpu_slab(void *d)
2518 {
2519         struct kmem_cache *s = d;
2520
2521         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2522 }
2523
2524 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2525 {
2526         struct kmem_cache *s = info;
2527         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2528
2529         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2530 }
2531
2532 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2533 {
2534         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2539  * necessary.
2540  */
2541 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2542 {
2543         struct kmem_cache *s;
2544         unsigned long flags;
2545
2546         mutex_lock(&slab_mutex);
2547         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2548                 local_irq_save(flags);
2549                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2550                 local_irq_restore(flags);
2551         }
2552         mutex_unlock(&slab_mutex);
2553         return 0;
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2558  * locality expectations.
2559  */
2560 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2561 {
2562 #ifdef CONFIG_NUMA
2563         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2564                 return 0;
2565 #endif
2566         return 1;
2567 }
2568
2569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2570 static int count_free(struct page *page)
2571 {
2572         return page->objects - page->inuse;
2573 }
2574
2575 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2576 {
2577         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2578 }
2579 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2580
2581 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2582 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2583                                         int (*get_count)(struct page *))
2584 {
2585         unsigned long flags;
2586         unsigned long x = 0;
2587         struct page *page;
2588
2589         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2590         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2591                 x += get_count(page);
2592         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2593         return x;
2594 }
2595 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2596
2597 static noinline void
2598 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2599 {
2600 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2601         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2602                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2603         int node;
2604         struct kmem_cache_node *n;
2605
2606         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2607                 return;
2608
2609         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2610                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2611         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2612                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2613                 oo_order(s->min));
2614
2615         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2616                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2617                         s->name);
2618
2619         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2620                 unsigned long nr_slabs;
2621                 unsigned long nr_objs;
2622                 unsigned long nr_free;
2623
2624                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2625                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2626                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2627
2628                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2629                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2630         }
2631 #endif
2632 }
2633
2634 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2635                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2636 {
2637         void *freelist;
2638         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2639         struct page *page;
2640
2641         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2642
2643         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2644
2645         if (freelist)
2646                 return freelist;
2647
2648         page = new_slab(s, flags, node);
2649         if (page) {
2650                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2651                 if (c->page)
2652                         flush_slab(s, c);
2653
2654                 /*
2655                  * No other reference to the page yet so we can
2656                  * muck around with it freely without cmpxchg
2657                  */
2658                 freelist = page->freelist;
2659                 page->freelist = NULL;
2660
2661                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2662                 c->page = page;
2663                 *pc = c;
2664         }
2665
2666         return freelist;
2667 }
2668
2669 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2670 {
2671         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2672                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2673
2674         return true;
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2679  * per cpu freelist or deactivate the page.
2680  *
2681  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2682  *
2683  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2684  *
2685  * This function must be called with interrupt disabled.
2686  */
2687 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2688 {
2689         struct page new;
2690         unsigned long counters;
2691         void *freelist;
2692
2693         do {
2694                 freelist = page->freelist;
2695                 counters = page->counters;
2696
2697                 new.counters = counters;
2698                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2699
2700                 new.inuse = page->objects;
2701                 new.frozen = freelist != NULL;
2702
2703         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2704                 freelist, counters,
2705                 NULL, new.counters,
2706                 "get_freelist"));
2707
2708         return freelist;
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2713  * debugging duties.
2714  *
2715  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2716  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2717  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2718  *
2719  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2720  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2721  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2722  *
2723  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2724  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2725  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2726  *
2727  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2728  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2729  */
2730 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2731                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2732 {
2733         void *freelist;
2734         struct page *page;
2735
2736         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2737
2738         page = c->page;
2739         if (!page) {
2740                 /*
2741                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2742                  * ignore the node constraint
2743                  */
2744                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2745                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2746                         node = NUMA_NO_NODE;
2747                 goto new_slab;
2748         }
2749 redo:
2750
2751         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2752                 /*
2753                  * same as above but node_match() being false already
2754                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2755                  */
2756                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2757                         node = NUMA_NO_NODE;
2758                         goto redo;
2759                 } else {
2760                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2761                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2762                         goto new_slab;
2763                 }
2764         }
2765
2766         /*
2767          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2768          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2769          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2770          */
2771         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2772                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2773                 goto new_slab;
2774         }
2775
2776         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2777         freelist = c->freelist;
2778         if (freelist)
2779                 goto load_freelist;
2780
2781         freelist = get_freelist(s, page);
2782
2783         if (!freelist) {
2784                 c->page = NULL;
2785                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2786                 goto new_slab;
2787         }
2788
2789         stat(s, ALLOC_REFILL);
2790
2791 load_freelist:
2792         /*
2793          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2794          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2795          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2796          */
2797         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2798         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2799         c->tid = next_tid(c->tid);
2800         return freelist;
2801
2802 new_slab:
2803
2804         if (slub_percpu_partial(c)) {
2805                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2806                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2807                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2808                 goto redo;
2809         }
2810
2811         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2812
2813         if (unlikely(!freelist)) {
2814                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2815                 return NULL;
2816         }
2817
2818         page = c->page;
2819         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2820                 goto load_freelist;
2821
2822         /* Only entered in the debug case */
2823         if (kmem_cache_debug(s) &&
2824                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2825                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2826
2827         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2828         return freelist;
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2833  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2834  */
2835 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2836                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2837 {
2838         void *p;
2839         unsigned long flags;
2840
2841         local_irq_save(flags);
2842 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2843         /*
2844          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2845          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2846          * pointer.
2847          */
2848         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2849 #endif
2850
2851         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2852         local_irq_restore(flags);
2853         return p;
2854 }
2855
2856 /*
2857  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2858  * zeroing out freelist pointer.
2859  */
2860 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2861                                                    void *obj)
2862 {
2863         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2864                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2865                         0, sizeof(void *));
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2870  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2871  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2872  *
2873  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2874  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2875  *
2876  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2877  */
2878 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2879                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2880 {
2881         void *object;
2882         struct kmem_cache_cpu *c;
2883         struct page *page;
2884         unsigned long tid;
2885         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2886         bool init = false;
2887
2888         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2889         if (!s)
2890                 return NULL;
2891
2892         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2893         if (unlikely(object))
2894                 goto out;
2895
2896 redo:
2897         /*
2898          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2899          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2900          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2901          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2902          *
2903          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2904          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2905          * to check if it is matched or not.
2906          */
2907         do {
2908                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2909                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2910         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2911                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2912
2913         /*
2914          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2915          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2916          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2917          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2918          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2919          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2920          */
2921         barrier();
2922
2923         /*
2924          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2925          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2926          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2927          * linked list in between.
2928          */
2929
2930         object = c->freelist;
2931         page = c->page;
2932         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2933                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2934         } else {
2935                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2936
2937                 /*
2938                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2939                  * operation and if we are on the right processor.
2940                  *
2941                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2942                  * semantics!)
2943                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2944                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2945                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2946                  *
2947                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2948                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2949                  * other cpus.
2950                  */
2951                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2952                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2953                                 object, tid,
2954                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2955
2956                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2957                         goto redo;
2958                 }
2959                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2960                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2961         }
2962
2963         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2964         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2965
2966 out:
2967         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2968
2969         return object;
2970 }
2971
2972 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2973                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2974 {
2975         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2976 }
2977
2978 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2979 {
2980         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2981
2982         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2983                                 s->size, gfpflags);
2984
2985         return ret;
2986 }
2987 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2988
2989 #ifdef CONFIG_TRACING
2990 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2991 {
2992         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2993         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2994         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2995         return ret;
2996 }
2997 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2998 #endif
2999
3000 #ifdef CONFIG_NUMA
3001 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3002 {
3003         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3004
3005         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3006                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3007
3008         return ret;
3009 }
3010 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3011
3012 #ifdef CONFIG_TRACING
3013 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3014                                     gfp_t gfpflags,
3015                                     int node, size_t size)
3016 {
3017         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3018
3019         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3020                            size, s->size, gfpflags, node);
3021
3022         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3023         return ret;
3024 }
3025 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3026 #endif
3027 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3028
3029 /*
3030  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3031  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3032  *
3033  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3034  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3035  * handling required then we can return immediately.
3036  */
3037 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3038                         void *head, void *tail, int cnt,
3039                         unsigned long addr)
3040
3041 {
3042         void *prior;
3043         int was_frozen;
3044         struct page new;
3045         unsigned long counters;
3046         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3047         unsigned long flags;
3048
3049         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3050
3051         if (kfence_free(head))
3052                 return;
3053
3054         if (kmem_cache_debug(s) &&
3055             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3056                 return;
3057
3058         do {
3059                 if (unlikely(n)) {
3060                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3061                         n = NULL;
3062                 }
3063                 prior = page->freelist;
3064                 counters = page->counters;
3065                 set_freepointer(s, tail, prior);
3066                 new.counters = counters;
3067                 was_frozen = new.frozen;
3068                 new.inuse -= cnt;
3069                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3070
3071                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3072
3073                                 /*
3074                                  * Slab was on no list before and will be
3075                                  * partially empty
3076                                  * We can defer the list move and instead
3077                                  * freeze it.
3078                                  */
3079                                 new.frozen = 1;
3080
3081                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3082
3083                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3084                                 /*
3085                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3086                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3087                                  * drop the list_lock without any processing.
3088                                  *
3089                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3090                                  * other processors updating the list of slabs.
3091                                  */
3092                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3093
3094                         }
3095                 }
3096
3097         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3098                 prior, counters,
3099                 head, new.counters,
3100                 "__slab_free"));
3101
3102         if (likely(!n)) {
3103
3104                 if (likely(was_frozen)) {
3105                         /*
3106                          * The list lock was not taken therefore no list
3107                          * activity can be necessary.
3108                          */
3109                         stat(s, FREE_FROZEN);
3110                 } else if (new.frozen) {
3111                         /*
3112                          * If we just froze the page then put it onto the
3113                          * per cpu partial list.
3114                          */
3115                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3116                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3117                 }
3118
3119                 return;
3120         }
3121
3122         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3123                 goto slab_empty;
3124
3125         /*
3126          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3127          * then add it.
3128          */
3129         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3130                 remove_full(s, n, page);
3131                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3132                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3133         }
3134         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3135         return;
3136
3137 slab_empty:
3138         if (prior) {
3139                 /*
3140                  * Slab on the partial list.
3141                  */
3142                 remove_partial(n, page);
3143                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3144         } else {
3145                 /* Slab must be on the full list */
3146                 remove_full(s, n, page);
3147         }
3148
3149         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3150         stat(s, FREE_SLAB);
3151         discard_slab(s, page);
3152 }
3153
3154 /*
3155  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3156  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3157  *
3158  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3159  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3160  * the item before.
3161  *
3162  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3163  * with all sorts of special processing.
3164  *
3165  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3166  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3167  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3168  */
3169 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3170                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3171                                 int cnt, unsigned long addr)
3172 {
3173         void *tail_obj = tail ? : head;
3174         struct kmem_cache_cpu *c;
3175         unsigned long tid;
3176
3177         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3178 redo:
3179         /*
3180          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3181          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3182          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3183          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3184          */
3185         do {
3186                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3187                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3188         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3189                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3190
3191         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3192         barrier();
3193
3194         if (likely(page == c->page)) {
3195                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3196
3197                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3198
3199                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3200                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3201                                 freelist, tid,
3202                                 head, next_tid(tid)))) {
3203
3204                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3205                         goto redo;
3206                 }
3207                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3208         } else
3209                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3210
3211 }
3212
3213 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3214                                       void *head, void *tail, int cnt,
3215                                       unsigned long addr)
3216 {
3217         /*
3218          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3219          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3220          */
3221         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3222                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3223 }
3224
3225 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3226 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3227 {
3228         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3229 }
3230 #endif
3231
3232 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3233 {
3234         s = cache_from_obj(s, x);
3235         if (!s)
3236                 return;
3237         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3238         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3239 }
3240 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3241
3242 struct detached_freelist {
3243         struct page *page;
3244         void *tail;
3245         void *freelist;
3246         int cnt;
3247         struct kmem_cache *s;
3248 };
3249
3250 /*
3251  * This function progressively scans the array with free objects (with
3252  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3253  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3254  * page/objects.  This can happen without any need for
3255  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3256  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3257  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3258  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3259  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3260  * to performance reasons.
3261  */
3262 static inline
3263 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3264                             void **p, struct detached_freelist *df)
3265 {
3266         size_t first_skipped_index = 0;
3267         int lookahead = 3;
3268         void *object;
3269         struct page *page;
3270
3271         /* Always re-init detached_freelist */
3272         df->page = NULL;
3273
3274         do {
3275                 object = p[--size];
3276                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3277         } while (!object && size);
3278
3279         if (!object)
3280                 return 0;
3281
3282         page = virt_to_head_page(object);
3283         if (!s) {
3284                 /* Handle kalloc'ed objects */
3285                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3286                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3287                         kfree_hook(object);
3288                         __free_pages(page, compound_order(page));
3289                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3290                         return size;
3291                 }
3292                 /* Derive kmem_cache from object */
3293                 df->s = page->slab_cache;
3294         } else {
3295                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3296         }
3297
3298         if (is_kfence_address(object)) {
3299                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3300                 __kfence_free(object);
3301                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3302                 return size;
3303         }
3304
3305         /* Start new detached freelist */
3306         df->page = page;
3307         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3308         df->tail = object;
3309         df->freelist = object;
3310         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3311         df->cnt = 1;
3312
3313         while (size) {
3314                 object = p[--size];
3315                 if (!object)
3316                         continue; /* Skip processed objects */
3317
3318                 /* df->page is always set at this point */
3319                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3320                         /* Opportunity build freelist */
3321                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3322                         df->freelist = object;
3323                         df->cnt++;
3324                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3325
3326                         continue;
3327                 }
3328
3329                 /* Limit look ahead search */
3330                 if (!--lookahead)
3331                         break;
3332
3333                 if (!first_skipped_index)
3334                         first_skipped_index = size + 1;
3335         }
3336
3337         return first_skipped_index;
3338 }
3339
3340 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3341 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3342 {
3343         if (WARN_ON(!size))
3344                 return;
3345
3346         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3347         do {
3348                 struct detached_freelist df;
3349
3350                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3351                 if (!df.page)
3352                         continue;
3353
3354                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3355         } while (likely(size));
3356 }
3357 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3358
3359 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3360 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3361                           void **p)
3362 {
3363         struct kmem_cache_cpu *c;
3364         int i;
3365         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3366
3367         /* memcg and kmem_cache debug support */
3368         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3369         if (unlikely(!s))
3370                 return false;
3371         /*
3372          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3373          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3374          * handlers invoking normal fastpath.
3375          */
3376         local_irq_disable();
3377         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3378
3379         for (i = 0; i < size; i++) {
3380                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3381
3382                 if (unlikely(object)) {
3383                         p[i] = object;
3384                         continue;
3385                 }
3386
3387                 object = c->freelist;
3388                 if (unlikely(!object)) {
3389                         /*
3390                          * We may have removed an object from c->freelist using
3391                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3392                          * c->tid has not been bumped yet.
3393                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3394                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3395                          */
3396                         c->tid = next_tid(c->tid);
3397
3398                         /*
3399                          * Invoking slow path likely have side-effect
3400                          * of re-populating per CPU c->freelist
3401                          */
3402                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3403                                             _RET_IP_, c);
3404                         if (unlikely(!p[i]))
3405                                 goto error;
3406
3407                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3408                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3409
3410                         continue; /* goto for-loop */
3411                 }
3412                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3413                 p[i] = object;
3414                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3415         }
3416         c->tid = next_tid(c->tid);
3417         local_irq_enable();
3418
3419         /*
3420          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3421          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3422          */
3423         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3424                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3425         return i;
3426 error:
3427         local_irq_enable();
3428         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3429         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3430         return 0;
3431 }
3432 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3433
3434
3435 /*
3436  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3437  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3438  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3439  * another.
3440  *
3441  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3442  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3443  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3444  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3445  * locking overhead.
3446  */
3447
3448 /*
3449  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3450  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3451  * and increases the number of allocations possible without having to
3452  * take the list_lock.
3453  */
3454 static unsigned int slub_min_order;
3455 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3456 static unsigned int slub_min_objects;
3457
3458 /*
3459  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3460  *
3461  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3462  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3463  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3464  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3465  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3466  * would be wasted.
3467  *
3468  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3469  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3470  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3471  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3472  *
3473  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3474  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3475  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3476  * of space in favor of a small page order.
3477  *
3478  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3479  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3480  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3481  * the smallest order which will fit the object.
3482  */
3483 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3484                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3485                 unsigned int fract_leftover)
3486 {
3487         unsigned int min_order = slub_min_order;
3488         unsigned int order;
3489
3490         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3491                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3492
3493         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3494                         order <= max_order; order++) {
3495
3496                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3497                 unsigned int rem;
3498
3499                 rem = slab_size % size;
3500
3501                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3502                         break;
3503         }
3504
3505         return order;
3506 }
3507
3508 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3509 {
3510         unsigned int order;
3511         unsigned int min_objects;
3512         unsigned int max_objects;
3513         unsigned int nr_cpus;
3514
3515         /*
3516          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3517          * works by first attempting to generate a layout with
3518          * the best configuration and backing off gradually.
3519          *
3520          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3521          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3522          */
3523         min_objects = slub_min_objects;
3524         if (!min_objects) {
3525                 /*
3526                  * Some architectures will only update present cpus when
3527                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3528                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3529                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3530                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3531                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3532                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3533                  */
3534                 nr_cpus = num_present_cpus();
3535                 if (nr_cpus <= 1)
3536                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3537                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3538         }
3539         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3540         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3541
3542         while (min_objects > 1) {
3543                 unsigned int fraction;
3544
3545                 fraction = 16;
3546                 while (fraction >= 4) {
3547                         order = slab_order(size, min_objects,
3548                                         slub_max_order, fraction);
3549                         if (order <= slub_max_order)
3550                                 return order;
3551                         fraction /= 2;
3552                 }
3553                 min_objects--;
3554         }
3555
3556         /*
3557          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3558          * lets see if we can place a single object there.
3559          */
3560         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3561         if (order <= slub_max_order)
3562                 return order;
3563
3564         /*
3565          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3566          */
3567         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3568         if (order < MAX_ORDER)
3569                 return order;
3570         return -ENOSYS;
3571 }
3572
3573 static void
3574 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3575 {
3576         n->nr_partial = 0;
3577         spin_lock_init(&n->list_lock);
3578         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3579 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3580         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3581         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3582         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3583 #endif
3584 }
3585
3586 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3587 {
3588         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3589                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3590
3591         /*
3592          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3593          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3594          */
3595         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3596                                      2 * sizeof(void *));
3597
3598         if (!s->cpu_slab)
3599                 return 0;
3600
3601         init_kmem_cache_cpus(s);
3602
3603         return 1;
3604 }
3605
3606 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3607
3608 /*
3609  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3610  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3611  * possible.
3612  *
3613  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3614  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3615  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3616  */
3617 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3618 {
3619         struct page *page;
3620         struct kmem_cache_node *n;
3621
3622         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3623
3624         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3625
3626         BUG_ON(!page);
3627         if (page_to_nid(page) != node) {
3628                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3629                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3630         }
3631
3632         n = page->freelist;
3633         BUG_ON(!n);
3634 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3635         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3636         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3637 #endif
3638         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3639         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3640         page->inuse = 1;
3641         page->frozen = 0;
3642         kmem_cache_node->node[node] = n;
3643         init_kmem_cache_node(n);
3644         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3645
3646         /*
3647          * No locks need to be taken here as it has just been
3648          * initialized and there is no concurrent access.
3649          */
3650         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3651 }
3652
3653 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3654 {
3655         int node;
3656         struct kmem_cache_node *n;
3657
3658         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3659                 s->node[node] = NULL;
3660                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3661         }
3662 }
3663
3664 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3665 {
3666         cache_random_seq_destroy(s);
3667         free_percpu(s->cpu_slab);
3668         free_kmem_cache_nodes(s);
3669 }
3670
3671 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3672 {
3673         int node;
3674
3675         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3676                 struct kmem_cache_node *n;
3677
3678                 if (slab_state == DOWN) {
3679                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3680                         continue;
3681                 }
3682                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3683                                                 GFP_KERNEL, node);
3684
3685                 if (!n) {
3686                         free_kmem_cache_nodes(s);
3687                         return 0;
3688                 }
3689
3690                 init_kmem_cache_node(n);
3691                 s->node[node] = n;
3692         }
3693         return 1;
3694 }
3695
3696 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3697 {
3698         if (min < MIN_PARTIAL)
3699                 min = MIN_PARTIAL;
3700         else if (min > MAX_PARTIAL)
3701                 min = MAX_PARTIAL;
3702         s->min_partial = min;
3703 }
3704
3705 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3706 {
3707 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3708         /*
3709          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3710          * per cpu partial lists of a processor.
3711          *
3712          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3713          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3714          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3715          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3716          *
3717          * This setting also determines
3718          *
3719          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3720          *    per node list when we reach the limit.
3721          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3722          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3723          *    50% to keep some capacity around for frees.
3724          */
3725         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3726                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3727         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3728                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3729         else if (s->size >= 1024)
3730                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3731         else if (s->size >= 256)
3732                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3733         else
3734                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3735 #endif
3736 }
3737
3738 /*
3739  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3740  * a slab object.
3741  */
3742 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3743 {
3744         slab_flags_t flags = s->flags;
3745         unsigned int size = s->object_size;
3746         unsigned int order;
3747
3748         /*
3749          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3750          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3751          * the possible location of the free pointer.
3752          */
3753         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3754
3755 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3756         /*
3757          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3758          * the slab may touch the object after free or before allocation
3759          * then we should never poison the object itself.
3760          */
3761         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3762                         !s->ctor)
3763                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3764         else
3765                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3766
3767
3768         /*
3769          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3770          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3771          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3772          */
3773         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3774                 size += sizeof(void *);
3775 #endif
3776
3777         /*
3778          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3779          * by the object and redzoning.
3780          */
3781         s->inuse = size;
3782
3783         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3784             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3785             s->ctor) {
3786                 /*
3787                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3788                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3789                  * kmem_cache_free.
3790                  *
3791                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3792                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3793                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3794                  *
3795                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3796                  * pointer is outside of the object is used in the
3797                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3798                  * longer true, the function needs to be modified.
3799                  */
3800                 s->offset = size;
3801                 size += sizeof(void *);
3802         } else {
3803                 /*
3804                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3805                  * it away from the edges of the object to avoid small
3806                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3807                  */
3808                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3809         }
3810
3811 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3812         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3813                 /*
3814                  * Need to store information about allocs and frees after
3815                  * the object.
3816                  */
3817                 size += 2 * sizeof(struct track);
3818 #endif
3819
3820         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3821 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3822         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3823                 /*
3824                  * Add some empty padding so that we can catch
3825                  * overwrites from earlier objects rather than let
3826                  * tracking information or the free pointer be
3827                  * corrupted if a user writes before the start
3828                  * of the object.
3829                  */
3830                 size += sizeof(void *);
3831
3832                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3833                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3834                 size += s->red_left_pad;
3835         }
3836 #endif
3837
3838         /*
3839          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3840          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3841          * each object to conform to the alignment.
3842          */
3843         size = ALIGN(size, s->align);
3844         s->size = size;
3845         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3846         if (forced_order >= 0)
3847                 order = forced_order;
3848         else
3849                 order = calculate_order(size);
3850
3851         if ((int)order < 0)
3852                 return 0;
3853
3854         s->allocflags = 0;
3855         if (order)
3856                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3857
3858         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3859                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3860
3861         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3862                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3863
3864         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3865                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3866
3867         /*
3868          * Determine the number of objects per slab
3869          */
3870         s->oo = oo_make(order, size);
3871         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3872         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3873                 s->max = s->oo;
3874
3875         return !!oo_objects(s->oo);
3876 }
3877
3878 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3879 {
3880         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3881 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3882         s->random = get_random_long();
3883 #endif
3884
3885         if (!calculate_sizes(s, -1))
3886                 goto error;
3887         if (disable_higher_order_debug) {
3888                 /*
3889                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3890                  * order increased.
3891                  */
3892                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3893                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3894                         s->offset = 0;
3895                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3896                                 goto error;
3897                 }
3898         }
3899
3900 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3901     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3902         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3903                 /* Enable fast mode */
3904                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3905 #endif
3906
3907         /*
3908          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3909          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3910          */
3911         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3912
3913         set_cpu_partial(s);
3914
3915 #ifdef CONFIG_NUMA
3916         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3917 #endif
3918
3919         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3920         if (slab_state >= UP) {
3921                 if (init_cache_random_seq(s))
3922                         goto error;
3923         }
3924
3925         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3926                 goto error;
3927
3928         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3929                 return 0;
3930
3931         free_kmem_cache_nodes(s);
3932 error:
3933         return -EINVAL;
3934 }
3935
3936 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3937                               const char *text)
3938 {
3939 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3940         void *addr = page_address(page);
3941         unsigned long *map;
3942         void *p;
3943
3944         slab_err(s, page, text, s->name);
3945         slab_lock(page);
3946
3947         map = get_map(s, page);
3948         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3949
3950                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3951                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3952                         print_tracking(s, p);
3953                 }
3954         }
3955         put_map(map);
3956         slab_unlock(page);
3957 #endif
3958 }
3959
3960 /*
3961  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3962  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3963  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3964  */
3965 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3966 {
3967         LIST_HEAD(discard);
3968         struct page *page, *h;
3969
3970         BUG_ON(irqs_disabled());
3971         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3972         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3973                 if (!page->inuse) {
3974                         remove_partial(n, page);
3975                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3976                 } else {
3977                         list_slab_objects(s, page,
3978                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3979                 }
3980         }
3981         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3982
3983         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3984                 discard_slab(s, page);
3985 }
3986
3987 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3988 {
3989         int node;
3990         struct kmem_cache_node *n;
3991
3992         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3993                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3994                         return false;
3995         return true;
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Release all resources used by a slab cache.
4000  */
4001 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4002 {
4003         int node;
4004         struct kmem_cache_node *n;
4005
4006         flush_all(s);
4007         /* Attempt to free all objects */
4008         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4009                 free_partial(s, n);
4010                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4011                         return 1;
4012         }
4013         return 0;
4014 }
4015
4016 #ifdef CONFIG_PRINTK
4017 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4018 {
4019         void *base;
4020         int __maybe_unused i;
4021         unsigned int objnr;
4022         void *objp;
4023         void *objp0;
4024         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4025         struct track __maybe_unused *trackp;
4026
4027         kpp->kp_ptr = object;
4028         kpp->kp_page = page;
4029         kpp->kp_slab_cache = s;
4030         base = page_address(page);
4031         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4032 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4033         objp = restore_red_left(s, objp0);
4034 #else
4035         objp = objp0;
4036 #endif
4037         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4038         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4039         objp = base + s->size * objnr;
4040         kpp->kp_objp = objp;
4041         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4042             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4043                 return;
4044 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4045         objp = fixup_red_left(s, objp);
4046         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4047         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4048 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4049         {
4050                 depot_stack_handle_t handle;
4051                 unsigned long *entries;
4052                 unsigned int nr_entries;
4053
4054                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4055                 if (handle) {
4056                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4057                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4058                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4059                 }
4060
4061                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4062                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4063                 if (handle) {
4064                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4065                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4066                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4067                 }
4068         }
4069 #endif
4070 #endif
4071 }
4072 #endif
4073
4074 /********************************************************************
4075  *              Kmalloc subsystem
4076  *******************************************************************/
4077
4078 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4079 {
4080         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4081
4082         return 1;
4083 }
4084
4085 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4086
4087 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4088 {
4089         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4090         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4091
4092         return 1;
4093 }
4094
4095 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4096
4097 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4098 {
4099         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4100
4101         return 1;
4102 }
4103
4104 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4105
4106 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4107 {
4108         struct kmem_cache *s;
4109         void *ret;
4110
4111         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4112                 return kmalloc_large(size, flags);
4113
4114         s = kmalloc_slab(size, flags);
4115
4116         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4117                 return s;
4118
4119         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4120
4121         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4122
4123         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4124
4125         return ret;
4126 }
4127 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4128
4129 #ifdef CONFIG_NUMA
4130 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4131 {
4132         struct page *page;
4133         void *ptr = NULL;
4134         unsigned int order = get_order(size);
4135
4136         flags |= __GFP_COMP;
4137         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4138         if (page) {
4139                 ptr = page_address(page);
4140                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4141                                       PAGE_SIZE << order);
4142         }
4143
4144         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4145 }
4146
4147 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4148 {
4149         struct kmem_cache *s;
4150         void *ret;
4151
4152         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4153                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4154
4155                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4156                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4157                                    flags, node);
4158
4159                 return ret;
4160         }
4161
4162         s = kmalloc_slab(size, flags);
4163
4164         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4165                 return s;
4166
4167         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4168
4169         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4170
4171         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4172
4173         return ret;
4174 }
4175 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4176 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4177
4178 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4179 /*
4180  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4181  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4182  * cache's usercopy region.
4183  *
4184  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4185  * to indicate an error.
4186  */
4187 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4188                          bool to_user)
4189 {
4190         struct kmem_cache *s;
4191         unsigned int offset;
4192         size_t object_size;
4193         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4194
4195         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4196
4197         /* Find object and usable object size. */
4198         s = page->slab_cache;
4199
4200         /* Reject impossible pointers. */
4201         if (ptr < page_address(page))
4202                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4203                                to_user, 0, n);
4204
4205         /* Find offset within object. */
4206         if (is_kfence)
4207                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4208         else
4209                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4210
4211         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4212         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4213                 if (offset < s->red_left_pad)
4214                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4215                                        s->name, to_user, offset, n);
4216                 offset -= s->red_left_pad;
4217         }
4218
4219         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4220         if (offset >= s->useroffset &&
4221             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4222             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4223                 return;
4224
4225         /*
4226          * If the copy is still within the allocated object, produce
4227          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4228          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4229          * whitelists.
4230          */
4231         object_size = slab_ksize(s);
4232         if (usercopy_fallback &&
4233             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4234                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4235                 return;
4236         }
4237
4238         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4239 }
4240 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4241
4242 size_t __ksize(const void *object)
4243 {
4244         struct page *page;
4245
4246         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4247                 return 0;
4248
4249         page = virt_to_head_page(object);
4250
4251         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4252                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4253                 return page_size(page);
4254         }
4255
4256         return slab_ksize(page->slab_cache);
4257 }
4258 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4259
4260 void kfree(const void *x)
4261 {
4262         struct page *page;
4263         void *object = (void *)x;
4264
4265         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4266
4267         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4268                 return;
4269
4270         page = virt_to_head_page(x);
4271         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4272                 unsigned int order = compound_order(page);
4273
4274                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4275                 kfree_hook(object);
4276                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4277                                       -(PAGE_SIZE << order));
4278                 __free_pages(page, order);
4279                 return;
4280         }
4281         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4282 }
4283 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4284
4285 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4286
4287 /*
4288  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4289  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4290  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4291  *
4292  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4293  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4294  * are freed in them.
4295  */
4296 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4297 {
4298         int node;
4299         int i;
4300         struct kmem_cache_node *n;
4301         struct page *page;
4302         struct page *t;
4303         struct list_head discard;
4304         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4305         unsigned long flags;
4306         int ret = 0;
4307
4308         flush_all(s);
4309         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4310                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4311                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4312                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4313
4314                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4315
4316                 /*
4317                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4318                  *
4319                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4320                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4321                  */
4322                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4323                         int free = page->objects - page->inuse;
4324
4325                         /* Do not reread page->inuse */
4326                         barrier();
4327
4328                         /* We do not keep full slabs on the list */
4329                         BUG_ON(free <= 0);
4330
4331                         if (free == page->objects) {
4332                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4333                                 n->nr_partial--;
4334                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4335                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4336                 }
4337
4338                 /*
4339                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4340                  * partial list.
4341                  */
4342                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4343                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4344
4345                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4346
4347                 /* Release empty slabs */
4348                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4349                         discard_slab(s, page);
4350
4351                 if (slabs_node(s, node))
4352                         ret = 1;
4353         }
4354
4355         return ret;
4356 }
4357
4358 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4359 {
4360         struct kmem_cache *s;
4361
4362         mutex_lock(&slab_mutex);
4363         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4364                 __kmem_cache_shrink(s);
4365         mutex_unlock(&slab_mutex);
4366
4367         return 0;
4368 }
4369
4370 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4371 {
4372         struct memory_notify *marg = arg;
4373         int offline_node;
4374
4375         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4376
4377         /*
4378          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4379          * for it yet.
4380          */
4381         if (offline_node < 0)
4382                 return;
4383
4384         mutex_lock(&slab_mutex);
4385         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4386         /*
4387          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4388          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4389          * slab_mutex.
4390          */
4391         mutex_unlock(&slab_mutex);
4392 }
4393
4394 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4395 {
4396         struct kmem_cache_node *n;
4397         struct kmem_cache *s;
4398         struct memory_notify *marg = arg;
4399         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4400         int ret = 0;
4401
4402         /*
4403          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4404          * already created. Nothing to do.
4405          */
4406         if (nid < 0)
4407                 return 0;
4408
4409         /*
4410          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4411          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4412          * online.
4413          */
4414         mutex_lock(&slab_mutex);
4415         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4416                 /*
4417                  * The structure may already exist if the node was previously
4418                  * onlined and offlined.
4419                  */
4420                 if (get_node(s, nid))
4421                         continue;
4422                 /*
4423                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4424                  *      since memory is not yet available from the node that
4425                  *      is brought up.
4426                  */
4427                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4428                 if (!n) {
4429                         ret = -ENOMEM;
4430                         goto out;
4431                 }
4432                 init_kmem_cache_node(n);
4433                 s->node[nid] = n;
4434         }
4435         /*
4436          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4437          * initialized for the new node.
4438          */
4439         node_set(nid, slab_nodes);
4440 out:
4441         mutex_unlock(&slab_mutex);
4442         return ret;
4443 }
4444
4445 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4446                                 unsigned long action, void *arg)
4447 {
4448         int ret = 0;
4449
4450         switch (action) {
4451         case MEM_GOING_ONLINE:
4452                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4453                 break;
4454         case MEM_GOING_OFFLINE:
4455                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4456                 break;
4457         case MEM_OFFLINE:
4458         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4459                 slab_mem_offline_callback(arg);
4460                 break;
4461         case MEM_ONLINE:
4462         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4463                 break;
4464         }
4465         if (ret)
4466                 ret = notifier_from_errno(ret);
4467         else
4468                 ret = NOTIFY_OK;
4469         return ret;
4470 }
4471
4472 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4473         .notifier_call = slab_memory_callback,
4474         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4475 };
4476
4477 /********************************************************************
4478  *                      Basic setup of slabs
4479  *******************************************************************/
4480
4481 /*
4482  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4483  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4484  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4485  */
4486
4487 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4488 {
4489         int node;
4490         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4491         struct kmem_cache_node *n;
4492
4493         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4494
4495         /*
4496          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4497          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4498          * IPIs around.
4499          */
4500         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4501         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4502                 struct page *p;
4503
4504                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4505                         p->slab_cache = s;
4506
4507 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4508                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4509                         p->slab_cache = s;
4510 #endif
4511         }
4512         list_add(&s->list, &slab_caches);
4513         return s;
4514 }
4515
4516 void __init kmem_cache_init(void)
4517 {
4518         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4519                 boot_kmem_cache_node;
4520         int node;
4521
4522         if (debug_guardpage_minorder())
4523                 slub_max_order = 0;
4524
4525         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4526         if (__slub_debug_enabled())
4527                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4528
4529         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4530         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4531
4532         /*
4533          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4534          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4535          */
4536         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4537                 node_set(node, slab_nodes);
4538
4539         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4540                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4541
4542         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4543
4544         /* Able to allocate the per node structures */
4545         slab_state = PARTIAL;
4546
4547         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4548                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4549                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4550                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4551
4552         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4553         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4554
4555         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4556         setup_kmalloc_cache_index_table();
4557         create_kmalloc_caches(0);
4558
4559         /* Setup random freelists for each cache */
4560         init_freelist_randomization();
4561
4562         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4563                                   slub_cpu_dead);
4564
4565         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4566                 cache_line_size(),
4567                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4568                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4569 }
4570
4571 void __init kmem_cache_init_late(void)
4572 {
4573 }
4574
4575 struct kmem_cache *
4576 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4577                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4578 {
4579         struct kmem_cache *s;
4580
4581         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4582         if (s) {
4583                 s->refcount++;
4584
4585                 /*
4586                  * Adjust the object sizes so that we clear
4587                  * the complete object on kzalloc.
4588                  */
4589                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4590                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4591
4592                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4593                         s->refcount--;
4594                         s = NULL;
4595                 }
4596         }
4597
4598         return s;
4599 }
4600
4601 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4602 {
4603         int err;
4604
4605         err = kmem_cache_open(s, flags);
4606         if (err)
4607                 return err;
4608
4609         /* Mutex is not taken during early boot */
4610         if (slab_state <= UP)
4611                 return 0;
4612
4613         err = sysfs_slab_add(s);
4614         if (err)
4615                 __kmem_cache_release(s);
4616
4617         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4618                 debugfs_slab_add(s);
4619
4620         return err;
4621 }
4622
4623 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4624 {
4625         struct kmem_cache *s;
4626         void *ret;
4627
4628         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4629                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4630
4631         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4632
4633         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4634                 return s;
4635
4636         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4637
4638         /* Honor the call site pointer we received. */
4639         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4640
4641         return ret;
4642 }
4643 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4644
4645 #ifdef CONFIG_NUMA
4646 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4647                                         int node, unsigned long caller)
4648 {
4649         struct kmem_cache *s;
4650         void *ret;
4651
4652         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4653                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4654
4655                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4656                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4657                                    gfpflags, node);
4658
4659                 return ret;
4660         }
4661
4662         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4663
4664         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4665                 return s;
4666
4667         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4668
4669         /* Honor the call site pointer we received. */
4670         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4671
4672         return ret;
4673 }
4674 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4675 #endif
4676
4677 #ifdef CONFIG_SYSFS
4678 static int count_inuse(struct page *page)
4679 {
4680         return page->inuse;
4681 }
4682
4683 static int count_total(struct page *page)
4684 {
4685         return page->objects;
4686 }
4687 #endif
4688
4689 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4690 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4691 {
4692         void *p;
4693         void *addr = page_address(page);
4694         unsigned long *map;
4695
4696         slab_lock(page);
4697
4698         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4699                 goto unlock;
4700
4701         /* Now we know that a valid freelist exists */
4702         map = get_map(s, page);
4703         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4704                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4705                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4706
4707                 if (!check_object(s, page, p, val))
4708                         break;
4709         }
4710         put_map(map);
4711 unlock:
4712         slab_unlock(page);
4713 }
4714
4715 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4716                 struct kmem_cache_node *n)
4717 {
4718         unsigned long count = 0;
4719         struct page *page;
4720         unsigned long flags;
4721
4722         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4723
4724         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4725                 validate_slab(s, page);
4726                 count++;
4727         }
4728         if (count != n->nr_partial) {
4729                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4730                        s->name, count, n->nr_partial);
4731                 slab_add_kunit_errors();
4732         }
4733
4734         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4735                 goto out;
4736
4737         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4738                 validate_slab(s, page);
4739                 count++;
4740         }
4741         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4742                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4743                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4744                 slab_add_kunit_errors();
4745         }
4746
4747 out:
4748         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4749         return count;
4750 }
4751
4752 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4753 {
4754         int node;
4755         unsigned long count = 0;
4756         struct kmem_cache_node *n;
4757
4758         flush_all(s);
4759         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4760                 count += validate_slab_node(s, n);
4761
4762         return count;
4763 }
4764 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4765
4766 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4767 /*
4768  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4769  * and freed.
4770  */
4771
4772 struct location {
4773         unsigned long count;
4774         unsigned long addr;
4775         long long sum_time;
4776         long min_time;
4777         long max_time;
4778         long min_pid;
4779         long max_pid;
4780         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4781         nodemask_t nodes;
4782 };
4783
4784 struct loc_track {
4785         unsigned long max;
4786         unsigned long count;
4787         struct location *loc;
4788 };
4789
4790 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4791
4792 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4793 {
4794         if (t->max)
4795                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4796                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4797 }
4798
4799 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4800 {
4801         struct location *l;
4802         int order;
4803
4804         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4805
4806         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4807         if (!l)
4808                 return 0;
4809
4810         if (t->count) {
4811                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4812                 free_loc_track(t);
4813         }
4814         t->max = max;
4815         t->loc = l;
4816         return 1;
4817 }
4818
4819 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4820                                 const struct track *track)
4821 {
4822         long start, end, pos;
4823         struct location *l;
4824         unsigned long caddr;
4825         unsigned long age = jiffies - track->when;
4826
4827         start = -1;
4828         end = t->count;
4829
4830         for ( ; ; ) {
4831                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4832
4833                 /*
4834                  * There is nothing at "end". If we end up there
4835                  * we need to add something to before end.
4836                  */
4837                 if (pos == end)
4838                         break;
4839
4840                 caddr = t->loc[pos].addr;
4841                 if (track->addr == caddr) {
4842
4843                         l = &t->loc[pos];
4844                         l->count++;
4845                         if (track->when) {
4846                                 l->sum_time += age;
4847                                 if (age < l->min_time)
4848                                         l->min_time = age;
4849                                 if (age > l->max_time)
4850                                         l->max_time = age;
4851
4852                                 if (track->pid < l->min_pid)
4853                                         l->min_pid = track->pid;
4854                                 if (track->pid > l->max_pid)
4855                                         l->max_pid = track->pid;
4856
4857                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4858                                                 to_cpumask(l->cpus));
4859                         }
4860                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4861                         return 1;
4862                 }
4863
4864                 if (track->addr < caddr)
4865                         end = pos;
4866                 else
4867                         start = pos;
4868         }
4869
4870         /*
4871          * Not found. Insert new tracking element.
4872          */
4873         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4874                 return 0;
4875
4876         l = t->loc + pos;
4877         if (pos < t->count)
4878                 memmove(l + 1, l,
4879                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4880         t->count++;
4881         l->count = 1;
4882         l->addr = track->addr;
4883         l->sum_time = age;
4884         l->min_time = age;
4885         l->max_time = age;
4886         l->min_pid = track->pid;
4887         l->max_pid = track->pid;
4888         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4889         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4890         nodes_clear(l->nodes);
4891         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4892         return 1;
4893 }
4894
4895 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4896                 struct page *page, enum track_item alloc)
4897 {
4898         void *addr = page_address(page);
4899         void *p;
4900         unsigned long *map;
4901
4902         map = get_map(s, page);
4903         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4904                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4905                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4906         put_map(map);
4907 }
4908 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4909 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4910
4911 #ifdef CONFIG_SYSFS
4912 enum slab_stat_type {
4913         SL_ALL,                 /* All slabs */
4914         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4915         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4916         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4917         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4918 };
4919
4920 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4921 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4922 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4923 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4924 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4925
4926 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4927                                  char *buf, unsigned long flags)
4928 {
4929         unsigned long total = 0;
4930         int node;
4931         int x;
4932         unsigned long *nodes;
4933         int len = 0;
4934
4935         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4936         if (!nodes)
4937                 return -ENOMEM;
4938
4939         if (flags & SO_CPU) {
4940                 int cpu;
4941
4942                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4943                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4944                                                                cpu);
4945                         int node;
4946                         struct page *page;
4947
4948                         page = READ_ONCE(c->page);
4949                         if (!page)
4950                                 continue;
4951
4952                         node = page_to_nid(page);
4953                         if (flags & SO_TOTAL)
4954                                 x = page->objects;
4955                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4956                                 x = page->inuse;
4957                         else
4958                                 x = 1;
4959
4960                         total += x;
4961                         nodes[node] += x;
4962
4963                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4964                         if (page) {
4965                                 node = page_to_nid(page);
4966                                 if (flags & SO_TOTAL)
4967                                         WARN_ON_ONCE(1);
4968                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4969                                         WARN_ON_ONCE(1);
4970                                 else
4971                                         x = page->pages;
4972                                 total += x;
4973                                 nodes[node] += x;
4974                         }
4975                 }
4976         }
4977
4978         /*
4979          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4980          * already held which will conflict with an existing lock order:
4981          *
4982          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4983          *
4984          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4985          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4986          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4987          */
4988
4989 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4990         if (flags & SO_ALL) {
4991                 struct kmem_cache_node *n;
4992
4993                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4994
4995                         if (flags & SO_TOTAL)
4996                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4997                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4998                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4999                                         count_partial(n, count_free);
5000                         else
5001                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5002                         total += x;
5003                         nodes[node] += x;
5004                 }
5005
5006         } else
5007 #endif
5008         if (flags & SO_PARTIAL) {
5009                 struct kmem_cache_node *n;
5010
5011                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5012                         if (flags & SO_TOTAL)
5013                                 x = count_partial(n, count_total);
5014                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5015                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5016                         else
5017                                 x = n->nr_partial;
5018                         total += x;
5019                         nodes[node] += x;
5020                 }
5021         }
5022
5023         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5024 #ifdef CONFIG_NUMA
5025         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5026                 if (nodes[node])
5027                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5028                                              node, nodes[node]);
5029         }
5030 #endif
5031         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5032         kfree(nodes);
5033
5034         return len;
5035 }
5036
5037 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5038 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5039
5040 struct slab_attribute {
5041         struct attribute attr;
5042         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5043         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5044 };
5045
5046 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5047         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5048         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5049
5050 #define SLAB_ATTR(_name) \
5051         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5052         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5053
5054 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5055 {
5056         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5057 }
5058 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5059
5060 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5061 {
5062         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5063 }
5064 SLAB_ATTR_RO(align);
5065
5066 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5067 {
5068         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5069 }
5070 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5071
5072 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5073 {
5074         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5075 }
5076 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5077
5078 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5079 {
5080         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5081 }
5082 SLAB_ATTR_RO(order);
5083
5084 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5085 {
5086         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5087 }
5088
5089 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5090                                  size_t length)
5091 {
5092         unsigned long min;
5093         int err;
5094
5095         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5096         if (err)
5097                 return err;
5098
5099         set_min_partial(s, min);
5100         return length;
5101 }
5102 SLAB_ATTR(min_partial);
5103
5104 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5105 {
5106         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5107 }
5108
5109 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5110                                  size_t length)
5111 {
5112         unsigned int objects;
5113         int err;
5114
5115         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5116         if (err)
5117                 return err;
5118         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5119                 return -EINVAL;
5120
5121         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5122         flush_all(s);
5123         return length;
5124 }
5125 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5126
5127 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5128 {
5129         if (!s->ctor)
5130                 return 0;
5131         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5132 }
5133 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5134
5135 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5138 }
5139 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5140
5141 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5142 {
5143         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5144 }
5145 SLAB_ATTR_RO(partial);
5146
5147 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5148 {
5149         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5150 }
5151 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5152
5153 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5154 {
5155         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5156 }
5157 SLAB_ATTR_RO(objects);
5158
5159 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5160 {
5161         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5162 }
5163 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5164
5165 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5166 {
5167         int objects = 0;
5168         int pages = 0;
5169         int cpu;
5170         int len = 0;
5171
5172         for_each_online_cpu(cpu) {
5173                 struct page *page;
5174
5175                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5176
5177                 if (page) {
5178                         pages += page->pages;
5179                         objects += page->pobjects;
5180                 }
5181         }
5182
5183         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5184
5185 #ifdef CONFIG_SMP
5186         for_each_online_cpu(cpu) {
5187                 struct page *page;
5188
5189                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5190                 if (page)
5191                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5192                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5193         }
5194 #endif
5195         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5196
5197         return len;
5198 }
5199 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5200
5201 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5202 {
5203         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5204 }
5205 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5206
5207 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5208 {
5209         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5210 }
5211 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5212
5213 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5214 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5215 {
5216         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5217 }
5218 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5219 #endif
5220
5221 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5224 }
5225 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5226
5227 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5228 {
5229         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5230 }
5231 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5232
5233 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5234 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5235 {
5236         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5237 }
5238 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5239
5240 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5241 {
5242         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5243 }
5244 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5245
5246 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5247 {
5248         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5249 }
5250 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5251
5252 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5255 }
5256 SLAB_ATTR_RO(trace);
5257
5258 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5259 {
5260         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5261 }
5262
5263 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5264
5265 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5268 }
5269
5270 SLAB_ATTR_RO(poison);
5271
5272 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5275 }
5276
5277 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5278
5279 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return 0;
5282 }
5283
5284 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5285                         const char *buf, size_t length)
5286 {
5287         int ret = -EINVAL;
5288
5289         if (buf[0] == '1') {
5290                 ret = validate_slab_cache(s);
5291                 if (ret >= 0)
5292                         ret = length;
5293         }
5294         return ret;
5295 }
5296 SLAB_ATTR(validate);
5297
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 #endif
5462 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5463         &cache_dma_attr.attr,
5464 #endif
5465 #ifdef CONFIG_NUMA
5466         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5467 #endif
5468 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5469         &alloc_fastpath_attr.attr,
5470         &alloc_slowpath_attr.attr,
5471         &free_fastpath_attr.attr,
5472         &free_slowpath_attr.attr,
5473         &free_frozen_attr.attr,
5474         &free_add_partial_attr.attr,
5475         &free_remove_partial_attr.attr,
5476         &alloc_from_partial_attr.attr,
5477         &alloc_slab_attr.attr,
5478         &alloc_refill_attr.attr,
5479         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5480         &free_slab_attr.attr,
5481         &cpuslab_flush_attr.attr,
5482         &deactivate_full_attr.attr,
5483         &deactivate_empty_attr.attr,
5484         &deactivate_to_head_attr.attr,
5485         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5486         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5487         &deactivate_bypass_attr.attr,
5488         &order_fallback_attr.attr,
5489         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5490         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5491         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5492         &cpu_partial_free_attr.attr,
5493         &cpu_partial_node_attr.attr,
5494         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5495 #endif
5496 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5497         &failslab_attr.attr,
5498 #endif
5499         &usersize_attr.attr,
5500
5501         NULL
5502 };
5503
5504 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5505         .attrs = slab_attrs,
5506 };
5507
5508 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5509                                 struct attribute *attr,
5510                                 char *buf)
5511 {
5512         struct slab_attribute *attribute;
5513         struct kmem_cache *s;
5514         int err;
5515
5516         attribute = to_slab_attr(attr);
5517         s = to_slab(kobj);
5518
5519         if (!attribute->show)
5520                 return -EIO;
5521
5522         err = attribute->show(s, buf);
5523
5524         return err;
5525 }
5526
5527 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5528                                 struct attribute *attr,
5529                                 const char *buf, size_t len)
5530 {
5531         struct slab_attribute *attribute;
5532         struct kmem_cache *s;
5533         int err;
5534
5535         attribute = to_slab_attr(attr);
5536         s = to_slab(kobj);
5537
5538         if (!attribute->store)
5539                 return -EIO;
5540
5541         err = attribute->store(s, buf, len);
5542         return err;
5543 }
5544
5545 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5546 {
5547         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5548 }
5549
5550 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5551         .show = slab_attr_show,
5552         .store = slab_attr_store,
5553 };
5554
5555 static struct kobj_type slab_ktype = {
5556         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5557         .release = kmem_cache_release,
5558 };
5559
5560 static struct kset *slab_kset;
5561
5562 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5563 {
5564         return slab_kset;
5565 }
5566
5567 #define ID_STR_LENGTH 64
5568
5569 /* Create a unique string id for a slab cache:
5570  *
5571  * Format       :[flags-]size
5572  */
5573 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5574 {
5575         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5576         char *p = name;
5577
5578         BUG_ON(!name);
5579
5580         *p++ = ':';
5581         /*
5582          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5583          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5584          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5585          * are matched during merging to guarantee that the id is
5586          * unique.
5587          */
5588         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5589                 *p++ = 'd';
5590         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5591                 *p++ = 'D';
5592         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5593                 *p++ = 'a';
5594         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5595                 *p++ = 'F';
5596         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5597                 *p++ = 'A';
5598         if (p != name + 1)
5599                 *p++ = '-';
5600         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5601
5602         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5603         return name;
5604 }
5605
5606 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5607 {
5608         int err;
5609         const char *name;
5610         struct kset *kset = cache_kset(s);
5611         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5612
5613         if (!kset) {
5614                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5615                 return 0;
5616         }
5617
5618         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5619                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5620                 unmergeable = 1;
5621
5622         if (unmergeable) {
5623                 /*
5624                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5625                  * This is typically the case for debug situations. In that
5626                  * case we can catch duplicate names easily.
5627                  */
5628                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5629                 name = s->name;
5630         } else {
5631                 /*
5632                  * Create a unique name for the slab as a target
5633                  * for the symlinks.
5634                  */
5635                 name = create_unique_id(s);
5636         }
5637
5638         s->kobj.kset = kset;
5639         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5640         if (err)
5641                 goto out;
5642
5643         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5644         if (err)
5645                 goto out_del_kobj;
5646
5647         if (!unmergeable) {
5648                 /* Setup first alias */
5649                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5650         }
5651 out:
5652         if (!unmergeable)
5653                 kfree(name);
5654         return err;
5655 out_del_kobj:
5656         kobject_del(&s->kobj);
5657         goto out;
5658 }
5659
5660 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5661 {
5662         if (slab_state >= FULL)
5663                 kobject_del(&s->kobj);
5664 }
5665
5666 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5667 {
5668         if (slab_state >= FULL)
5669                 kobject_put(&s->kobj);
5670 }
5671
5672 /*
5673  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5674  * available lest we lose that information.
5675  */
5676 struct saved_alias {
5677         struct kmem_cache *s;
5678         const char *name;
5679         struct saved_alias *next;
5680 };
5681
5682 static struct saved_alias *alias_list;
5683
5684 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5685 {
5686         struct saved_alias *al;
5687
5688         if (slab_state == FULL) {
5689                 /*
5690                  * If we have a leftover link then remove it.
5691                  */
5692                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5693                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5694         }
5695
5696         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5697         if (!al)
5698                 return -ENOMEM;
5699
5700         al->s = s;
5701         al->name = name;
5702         al->next = alias_list;
5703         alias_list = al;
5704         return 0;
5705 }
5706
5707 static int __init slab_sysfs_init(void)
5708 {
5709         struct kmem_cache *s;
5710         int err;
5711
5712         mutex_lock(&slab_mutex);
5713
5714         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5715         if (!slab_kset) {
5716                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5717                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5718                 return -ENOSYS;
5719         }
5720
5721         slab_state = FULL;
5722
5723         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5724                 err = sysfs_slab_add(s);
5725                 if (err)
5726                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5727                                s->name);
5728         }
5729
5730         while (alias_list) {
5731                 struct saved_alias *al = alias_list;
5732
5733                 alias_list = alias_list->next;
5734                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5735                 if (err)
5736                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5737                                al->name);
5738                 kfree(al);
5739         }
5740
5741         mutex_unlock(&slab_mutex);
5742         return 0;
5743 }
5744
5745 __initcall(slab_sysfs_init);
5746 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5747
5748 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5749 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5750 {
5751
5752         struct location *l;
5753         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5754         struct loc_track *t = seq->private;
5755
5756         if (idx < t->count) {
5757                 l = &t->loc[idx];
5758
5759                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5760
5761                 if (l->addr)
5762                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5763                 else
5764                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5765
5766                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5767                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5768                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5769                                 l->max_time);
5770                 } else
5771                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5772
5773                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5774                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5775                 else
5776                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5777                                 l->min_pid);
5778
5779                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5780                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5781                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5782
5783                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5784                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5785                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5786
5787                 seq_puts(seq, "\n");
5788         }
5789
5790         if (!idx && !t->count)
5791                 seq_puts(seq, "No data\n");
5792
5793         return 0;
5794 }
5795
5796 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5797 {
5798 }
5799
5800 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5801 {
5802         struct loc_track *t = seq->private;
5803
5804         v = ppos;
5805         ++*ppos;
5806         if (*ppos <= t->count)
5807                 return v;
5808
5809         return NULL;
5810 }
5811
5812 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5813 {
5814         return ppos;
5815 }
5816
5817 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5818         .start  = slab_debugfs_start,
5819         .next   = slab_debugfs_next,
5820         .stop   = slab_debugfs_stop,
5821         .show   = slab_debugfs_show,
5822 };
5823
5824 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5825 {
5826
5827         struct kmem_cache_node *n;
5828         enum track_item alloc;
5829         int node;
5830         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5831                                                 sizeof(struct loc_track));
5832         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5833
5834         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5835                 alloc = TRACK_ALLOC;
5836         else
5837                 alloc = TRACK_FREE;
5838
5839         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
5840                 return -ENOMEM;
5841
5842         /* Push back cpu slabs */
5843         flush_all(s);
5844
5845         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5846                 unsigned long flags;
5847                 struct page *page;
5848
5849                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5850                         continue;
5851
5852                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5853                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5854                         process_slab(t, s, page, alloc);
5855                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5856                         process_slab(t, s, page, alloc);
5857                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5858         }
5859
5860         return 0;
5861 }
5862
5863 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5864 {
5865         struct seq_file *seq = file->private_data;
5866         struct loc_track *t = seq->private;
5867
5868         free_loc_track(t);
5869         return seq_release_private(inode, file);
5870 }
5871
5872 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5873         .open    = slab_debug_trace_open,
5874         .read    = seq_read,
5875         .llseek  = seq_lseek,
5876         .release = slab_debug_trace_release,
5877 };
5878
5879 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5880 {
5881         struct dentry *slab_cache_dir;
5882
5883         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5884                 return;
5885
5886         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5887
5888         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5889                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5890
5891         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5892                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5893 }
5894
5895 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5896 {
5897         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5898 }
5899
5900 static int __init slab_debugfs_init(void)
5901 {
5902         struct kmem_cache *s;
5903
5904         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5905
5906         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5907                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5908                         debugfs_slab_add(s);
5909
5910         return 0;
5911
5912 }
5913 __initcall(slab_debugfs_init);
5914 #endif
5915 /*
5916  * The /proc/slabinfo ABI
5917  */
5918 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5919 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5920 {
5921         unsigned long nr_slabs = 0;
5922         unsigned long nr_objs = 0;
5923         unsigned long nr_free = 0;
5924         int node;
5925         struct kmem_cache_node *n;
5926
5927         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5928                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5929                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5930                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5931         }
5932
5933         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5934         sinfo->num_objs = nr_objs;
5935         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5936         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5937         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5938         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5939 }
5940
5941 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5942 {
5943 }
5944
5945 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5946                        size_t count, loff_t *ppos)
5947 {
5948         return -EIO;
5949 }
5950 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */