kbuild: Enable DT undocumented compatible checks
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/kfence.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
58  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
59  *      D. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
63  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
64  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
65  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
66  *   page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
120 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
121 #else
122 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
123 #endif
124 #endif
125
126 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
127 {
128         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
129 }
130
131 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
132 {
133         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
134                 p += s->red_left_pad;
135
136         return p;
137 }
138
139 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
140 {
141 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
142         return !kmem_cache_debug(s);
143 #else
144         return false;
145 #endif
146 }
147
148 /*
149  * Issues still to be resolved:
150  *
151  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
152  *
153  * - Variable sizing of the per node arrays
154  */
155
156 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
157 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /*
240  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
241  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
242  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
243  * Protected by slab_mutex.
244  */
245 static nodemask_t slab_nodes;
246
247 /********************************************************************
248  *                      Core slab cache functions
249  *******************************************************************/
250
251 /*
252  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
253  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
254  * random number.
255  */
256 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
257                                  unsigned long ptr_addr)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
260         /*
261          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
262          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
263          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
264          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
265          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
266          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
267          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
268          * freepointer to be restored incorrectly.
269          */
270         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
271                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
272 #else
273         return ptr;
274 #endif
275 }
276
277 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
278 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
279                                          void *ptr_addr)
280 {
281         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
282                             (unsigned long)ptr_addr);
283 }
284
285 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
286 {
287         object = kasan_reset_tag(object);
288         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
289 }
290
291 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         prefetch(object + s->offset);
294 }
295
296 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
297 {
298         unsigned long freepointer_addr;
299         void *p;
300
301         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
302                 return get_freepointer(s, object);
303
304         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
305         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
306         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
307 }
308
309 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
310 {
311         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312
313 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
314         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
315 #endif
316
317         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
318         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
319 }
320
321 /* Loop over all objects in a slab */
322 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
323         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
324                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
325                 __p += (__s)->size)
326
327 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
328 {
329         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
330 }
331
332 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
333                 unsigned int size)
334 {
335         struct kmem_cache_order_objects x = {
336                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
337         };
338
339         return x;
340 }
341
342 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
343 {
344         return x.x >> OO_SHIFT;
345 }
346
347 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
348 {
349         return x.x & OO_MASK;
350 }
351
352 /*
353  * Per slab locking using the pagelock
354  */
355 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
356 {
357         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
358         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
359 }
360
361 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
362 {
363         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
364         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
365 }
366
367 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
368 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
369                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
370                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
371                 const char *n)
372 {
373         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
374 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
375     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
376         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
377                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
378                                    freelist_old, counters_old,
379                                    freelist_new, counters_new))
380                         return true;
381         } else
382 #endif
383         {
384                 slab_lock(page);
385                 if (page->freelist == freelist_old &&
386                                         page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return true;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return false;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                                    freelist_old, counters_old,
415                                    freelist_new, counters_new))
416                         return true;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old &&
425                                         page->counters == counters_old) {
426                         page->freelist = freelist_new;
427                         page->counters = counters_new;
428                         slab_unlock(page);
429                         local_irq_restore(flags);
430                         return true;
431                 }
432                 slab_unlock(page);
433                 local_irq_restore(flags);
434         }
435
436         cpu_relax();
437         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
438
439 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
440         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
441 #endif
442
443         return false;
444 }
445
446 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
447 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
448 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
449
450 /*
451  * Determine a map of object in use on a page.
452  *
453  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
454  * not vanish from under us.
455  */
456 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
457         __acquires(&object_map_lock)
458 {
459         void *p;
460         void *addr = page_address(page);
461
462         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
463
464         spin_lock(&object_map_lock);
465
466         bitmap_zero(object_map, page->objects);
467
468         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
469                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
470
471         return object_map;
472 }
473
474 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
475 {
476         VM_BUG_ON(map != object_map);
477         spin_unlock(&object_map_lock);
478 }
479
480 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
481 {
482         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
483                 return s->size - s->red_left_pad;
484
485         return s->size;
486 }
487
488 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
489 {
490         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
491                 p -= s->red_left_pad;
492
493         return p;
494 }
495
496 /*
497  * Debug settings:
498  */
499 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
500 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
501 #else
502 static slab_flags_t slub_debug;
503 #endif
504
505 static char *slub_debug_string;
506 static int disable_higher_order_debug;
507
508 /*
509  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
510  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
511  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
512  * to tell kasan that these accesses are OK.
513  */
514 static inline void metadata_access_enable(void)
515 {
516         kasan_disable_current();
517 }
518
519 static inline void metadata_access_disable(void)
520 {
521         kasan_enable_current();
522 }
523
524 /*
525  * Object debugging
526  */
527
528 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
529 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
530                                 struct page *page, void *object)
531 {
532         void *base;
533
534         if (!object)
535                 return 1;
536
537         base = page_address(page);
538         object = kasan_reset_tag(object);
539         object = restore_red_left(s, object);
540         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
541                 (object - base) % s->size) {
542                 return 0;
543         }
544
545         return 1;
546 }
547
548 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
549                           unsigned int length)
550 {
551         metadata_access_enable();
552         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
553                         16, 1, addr, length, 1);
554         metadata_access_disable();
555 }
556
557 /*
558  * See comment in calculate_sizes().
559  */
560 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
561 {
562         return s->offset >= s->inuse;
563 }
564
565 /*
566  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
567  * not overlapping with object.
568  */
569 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
570 {
571         if (freeptr_outside_object(s))
572                 return s->inuse + sizeof(void *);
573         else
574                 return s->inuse;
575 }
576
577 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
578         enum track_item alloc)
579 {
580         struct track *p;
581
582         p = object + get_info_end(s);
583
584         return kasan_reset_tag(p + alloc);
585 }
586
587 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
588                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
589 {
590         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
591
592         if (addr) {
593 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
594                 unsigned int nr_entries;
595
596                 metadata_access_enable();
597                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
598                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
599                 metadata_access_disable();
600
601                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
602                         p->addrs[nr_entries] = 0;
603 #endif
604                 p->addr = addr;
605                 p->cpu = smp_processor_id();
606                 p->pid = current->pid;
607                 p->when = jiffies;
608         } else {
609                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
610         }
611 }
612
613 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
614 {
615         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
616                 return;
617
618         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
619         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
620 }
621
622 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
623 {
624         if (!t->addr)
625                 return;
626
627         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
628                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
629 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
630         {
631                 int i;
632                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
633                         if (t->addrs[i])
634                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
635                         else
636                                 break;
637         }
638 #endif
639 }
640
641 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
642 {
643         unsigned long pr_time = jiffies;
644         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
645                 return;
646
647         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
648         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
649 }
650
651 static void print_page_info(struct page *page)
652 {
653         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
654                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
655
656 }
657
658 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
659 {
660         struct va_format vaf;
661         va_list args;
662
663         va_start(args, fmt);
664         vaf.fmt = fmt;
665         vaf.va = &args;
666         pr_err("=============================================================================\n");
667         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
668         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
669
670         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
671         va_end(args);
672 }
673
674 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
675 {
676         struct va_format vaf;
677         va_list args;
678
679         va_start(args, fmt);
680         vaf.fmt = fmt;
681         vaf.va = &args;
682         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
683         va_end(args);
684 }
685
686 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
687                                void **freelist, void *nextfree)
688 {
689         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
690             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
691                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
692                 *freelist = NULL;
693                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
694                 return true;
695         }
696
697         return false;
698 }
699
700 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
701 {
702         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
703         u8 *addr = page_address(page);
704
705         print_tracking(s, p);
706
707         print_page_info(page);
708
709         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
710                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
711
712         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
713                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
714                               s->red_left_pad);
715         else if (p > addr + 16)
716                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
717
718         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
719                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
720         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
721                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
722                         s->inuse - s->object_size);
723
724         off = get_info_end(s);
725
726         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
727                 off += 2 * sizeof(struct track);
728
729         off += kasan_metadata_size(s);
730
731         if (off != size_from_object(s))
732                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
733                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
734                               size_from_object(s) - off);
735
736         dump_stack();
737 }
738
739 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
740                         u8 *object, char *reason)
741 {
742         slab_bug(s, "%s", reason);
743         print_trailer(s, page, object);
744 }
745
746 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
747                         const char *fmt, ...)
748 {
749         va_list args;
750         char buf[100];
751
752         va_start(args, fmt);
753         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
754         va_end(args);
755         slab_bug(s, "%s", buf);
756         print_page_info(page);
757         dump_stack();
758 }
759
760 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
761 {
762         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
763
764         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
765                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
766
767         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
768                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
769                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
770         }
771
772         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
773                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
774 }
775
776 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
777                                                 void *from, void *to)
778 {
779         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
780         memset(from, data, to - from);
781 }
782
783 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
784                         u8 *object, char *what,
785                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
786 {
787         u8 *fault;
788         u8 *end;
789         u8 *addr = page_address(page);
790
791         metadata_access_enable();
792         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
793         metadata_access_disable();
794         if (!fault)
795                 return 1;
796
797         end = start + bytes;
798         while (end > fault && end[-1] == value)
799                 end--;
800
801         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
802         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
803                                         fault, end - 1, fault - addr,
804                                         fault[0], value);
805         print_trailer(s, page, object);
806
807         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
808         return 0;
809 }
810
811 /*
812  * Object layout:
813  *
814  * object address
815  *      Bytes of the object to be managed.
816  *      If the freepointer may overlay the object then the free
817  *      pointer is at the middle of the object.
818  *
819  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
820  *      0xa5 (POISON_END)
821  *
822  * object + s->object_size
823  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
824  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
825  *      object_size == inuse.
826  *
827  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
828  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
829  *
830  * object + s->inuse
831  *      Meta data starts here.
832  *
833  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
834  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
835  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
836  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
837  *              before the word boundary.
838  *
839  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
840  *
841  * object + s->size
842  *      Nothing is used beyond s->size.
843  *
844  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
845  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
846  * may be used with merged slabcaches.
847  */
848
849 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
850 {
851         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
852
853         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
854                 /* We also have user information there */
855                 off += 2 * sizeof(struct track);
856
857         off += kasan_metadata_size(s);
858
859         if (size_from_object(s) == off)
860                 return 1;
861
862         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
863                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
864 }
865
866 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
867 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
868 {
869         u8 *start;
870         u8 *fault;
871         u8 *end;
872         u8 *pad;
873         int length;
874         int remainder;
875
876         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
877                 return 1;
878
879         start = page_address(page);
880         length = page_size(page);
881         end = start + length;
882         remainder = length % s->size;
883         if (!remainder)
884                 return 1;
885
886         pad = end - remainder;
887         metadata_access_enable();
888         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
889         metadata_access_disable();
890         if (!fault)
891                 return 1;
892         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
893                 end--;
894
895         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
896                         fault, end - 1, fault - start);
897         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
898
899         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
900         return 0;
901 }
902
903 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
904                                         void *object, u8 val)
905 {
906         u8 *p = object;
907         u8 *endobject = object + s->object_size;
908
909         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
910                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
911                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
912                         return 0;
913
914                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
915                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
916                         return 0;
917         } else {
918                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
919                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
920                                 endobject, POISON_INUSE,
921                                 s->inuse - s->object_size);
922                 }
923         }
924
925         if (s->flags & SLAB_POISON) {
926                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
927                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
928                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
929                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
930                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
931                         return 0;
932                 /*
933                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
934                  */
935                 check_pad_bytes(s, page, p);
936         }
937
938         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
939                 /*
940                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
941                  * freepointer while object is allocated.
942                  */
943                 return 1;
944
945         /* Check free pointer validity */
946         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
947                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
948                 /*
949                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
950                  * of the free objects in this slab. May cause
951                  * another error because the object count is now wrong.
952                  */
953                 set_freepointer(s, p, NULL);
954                 return 0;
955         }
956         return 1;
957 }
958
959 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
960 {
961         int maxobj;
962
963         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
964
965         if (!PageSlab(page)) {
966                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
967                 return 0;
968         }
969
970         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
971         if (page->objects > maxobj) {
972                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
973                         page->objects, maxobj);
974                 return 0;
975         }
976         if (page->inuse > page->objects) {
977                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
978                         page->inuse, page->objects);
979                 return 0;
980         }
981         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
982         slab_pad_check(s, page);
983         return 1;
984 }
985
986 /*
987  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
988  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
989  */
990 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
991 {
992         int nr = 0;
993         void *fp;
994         void *object = NULL;
995         int max_objects;
996
997         fp = page->freelist;
998         while (fp && nr <= page->objects) {
999                 if (fp == search)
1000                         return 1;
1001                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1002                         if (object) {
1003                                 object_err(s, page, object,
1004                                         "Freechain corrupt");
1005                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1006                         } else {
1007                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1008                                 page->freelist = NULL;
1009                                 page->inuse = page->objects;
1010                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1011                                 return 0;
1012                         }
1013                         break;
1014                 }
1015                 object = fp;
1016                 fp = get_freepointer(s, object);
1017                 nr++;
1018         }
1019
1020         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1021         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1022                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1023
1024         if (page->objects != max_objects) {
1025                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1026                          page->objects, max_objects);
1027                 page->objects = max_objects;
1028                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1029         }
1030         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1031                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1032                          page->inuse, page->objects - nr);
1033                 page->inuse = page->objects - nr;
1034                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1035         }
1036         return search == NULL;
1037 }
1038
1039 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1040                                                                 int alloc)
1041 {
1042         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1043                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1044                         s->name,
1045                         alloc ? "alloc" : "free",
1046                         object, page->inuse,
1047                         page->freelist);
1048
1049                 if (!alloc)
1050                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1051                                         s->object_size);
1052
1053                 dump_stack();
1054         }
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1059  */
1060 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1061         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1062 {
1063         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1064                 return;
1065
1066         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1067         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1068 }
1069
1070 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1071 {
1072         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1073                 return;
1074
1075         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1076         list_del(&page->slab_list);
1077 }
1078
1079 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1080 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1081 {
1082         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1083
1084         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1085 }
1086
1087 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1088 {
1089         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1090 }
1091
1092 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1093 {
1094         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1095
1096         /*
1097          * May be called early in order to allocate a slab for the
1098          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1099          * dilemma by deferring the increment of the count during
1100          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1101          */
1102         if (likely(n)) {
1103                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1104                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1105         }
1106 }
1107 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1108 {
1109         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1110
1111         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1112         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1113 }
1114
1115 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1116 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1117                                                                 void *object)
1118 {
1119         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1120                 return;
1121
1122         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1123         init_tracking(s, object);
1124 }
1125
1126 static
1127 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1128 {
1129         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1130                 return;
1131
1132         metadata_access_enable();
1133         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1134         metadata_access_disable();
1135 }
1136
1137 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1138                                         struct page *page, void *object)
1139 {
1140         if (!check_slab(s, page))
1141                 return 0;
1142
1143         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1144                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1145                 return 0;
1146         }
1147
1148         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1149                 return 0;
1150
1151         return 1;
1152 }
1153
1154 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1155                                         struct page *page,
1156                                         void *object, unsigned long addr)
1157 {
1158         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1159                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1160                         goto bad;
1161         }
1162
1163         /* Success perform special debug activities for allocs */
1164         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1165                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1166         trace(s, page, object, 1);
1167         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1168         return 1;
1169
1170 bad:
1171         if (PageSlab(page)) {
1172                 /*
1173                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1174                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1175                  * as used avoids touching the remaining objects.
1176                  */
1177                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1178                 page->inuse = page->objects;
1179                 page->freelist = NULL;
1180         }
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1185                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1186 {
1187         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1188                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1189                 return 0;
1190         }
1191
1192         if (on_freelist(s, page, object)) {
1193                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1194                 return 0;
1195         }
1196
1197         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1198                 return 0;
1199
1200         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1201                 if (!PageSlab(page)) {
1202                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1203                                  object);
1204                 } else if (!page->slab_cache) {
1205                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1206                                object);
1207                         dump_stack();
1208                 } else
1209                         object_err(s, page, object,
1210                                         "page slab pointer corrupt.");
1211                 return 0;
1212         }
1213         return 1;
1214 }
1215
1216 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1217 static noinline int free_debug_processing(
1218         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1219         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1220         unsigned long addr)
1221 {
1222         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1223         void *object = head;
1224         int cnt = 0;
1225         unsigned long flags;
1226         int ret = 0;
1227
1228         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1229         slab_lock(page);
1230
1231         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1232                 if (!check_slab(s, page))
1233                         goto out;
1234         }
1235
1236 next_object:
1237         cnt++;
1238
1239         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1240                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1241                         goto out;
1242         }
1243
1244         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1245                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1246         trace(s, page, object, 0);
1247         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1248         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1249
1250         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1251         if (object != tail) {
1252                 object = get_freepointer(s, object);
1253                 goto next_object;
1254         }
1255         ret = 1;
1256
1257 out:
1258         if (cnt != bulk_cnt)
1259                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1260                          bulk_cnt, cnt);
1261
1262         slab_unlock(page);
1263         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1264         if (!ret)
1265                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1271  *
1272  * @str:    start of block
1273  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1274  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1275  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1276  *
1277  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1278  */
1279 static char *
1280 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1281 {
1282         bool higher_order_disable = false;
1283
1284         /* Skip any completely empty blocks */
1285         while (*str && *str == ';')
1286                 str++;
1287
1288         if (*str == ',') {
1289                 /*
1290                  * No options but restriction on slabs. This means full
1291                  * debugging for slabs matching a pattern.
1292                  */
1293                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1294                 goto check_slabs;
1295         }
1296         *flags = 0;
1297
1298         /* Determine which debug features should be switched on */
1299         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1300                 switch (tolower(*str)) {
1301                 case '-':
1302                         *flags = 0;
1303                         break;
1304                 case 'f':
1305                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1306                         break;
1307                 case 'z':
1308                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1309                         break;
1310                 case 'p':
1311                         *flags |= SLAB_POISON;
1312                         break;
1313                 case 'u':
1314                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1315                         break;
1316                 case 't':
1317                         *flags |= SLAB_TRACE;
1318                         break;
1319                 case 'a':
1320                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1321                         break;
1322                 case 'o':
1323                         /*
1324                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1325                          * order would increase as a result.
1326                          */
1327                         higher_order_disable = true;
1328                         break;
1329                 default:
1330                         if (init)
1331                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1332                 }
1333         }
1334 check_slabs:
1335         if (*str == ',')
1336                 *slabs = ++str;
1337         else
1338                 *slabs = NULL;
1339
1340         /* Skip over the slab list */
1341         while (*str && *str != ';')
1342                 str++;
1343
1344         /* Skip any completely empty blocks */
1345         while (*str && *str == ';')
1346                 str++;
1347
1348         if (init && higher_order_disable)
1349                 disable_higher_order_debug = 1;
1350
1351         if (*str)
1352                 return str;
1353         else
1354                 return NULL;
1355 }
1356
1357 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1358 {
1359         slab_flags_t flags;
1360         char *saved_str;
1361         char *slab_list;
1362         bool global_slub_debug_changed = false;
1363         bool slab_list_specified = false;
1364
1365         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1366         if (*str++ != '=' || !*str)
1367                 /*
1368                  * No options specified. Switch on full debugging.
1369                  */
1370                 goto out;
1371
1372         saved_str = str;
1373         while (str) {
1374                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1375
1376                 if (!slab_list) {
1377                         slub_debug = flags;
1378                         global_slub_debug_changed = true;
1379                 } else {
1380                         slab_list_specified = true;
1381                 }
1382         }
1383
1384         /*
1385          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1386          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1387          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1388          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1389          */
1390         if (slab_list_specified) {
1391                 if (!global_slub_debug_changed)
1392                         slub_debug = 0;
1393                 slub_debug_string = saved_str;
1394         }
1395 out:
1396         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1397                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1398         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1399              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1400             (slub_debug & SLAB_POISON))
1401                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1402         return 1;
1403 }
1404
1405 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1406
1407 /*
1408  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1409  * @object_size:        the size of an object without meta data
1410  * @flags:              flags to set
1411  * @name:               name of the cache
1412  *
1413  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1414  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1415  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1416  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1417  */
1418 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1419         slab_flags_t flags, const char *name)
1420 {
1421         char *iter;
1422         size_t len;
1423         char *next_block;
1424         slab_flags_t block_flags;
1425         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1426
1427         /*
1428          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1429          * don't store user (stack trace) information by default,
1430          * but let the user enable it via the command line below.
1431          */
1432         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1433                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1434
1435         len = strlen(name);
1436         next_block = slub_debug_string;
1437         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1438         while (next_block) {
1439                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1440                 if (!iter)
1441                         continue;
1442                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1443                 while (*iter) {
1444                         char *end, *glob;
1445                         size_t cmplen;
1446
1447                         end = strchrnul(iter, ',');
1448                         if (next_block && next_block < end)
1449                                 end = next_block - 1;
1450
1451                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1452                         if (glob)
1453                                 cmplen = glob - iter;
1454                         else
1455                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1456
1457                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1458                                 flags |= block_flags;
1459                                 return flags;
1460                         }
1461
1462                         if (!*end || *end == ';')
1463                                 break;
1464                         iter = end + 1;
1465                 }
1466         }
1467
1468         return flags | slub_debug_local;
1469 }
1470 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1471 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1472                         struct page *page, void *object) {}
1473 static inline
1474 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1475
1476 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1477         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1478
1479 static inline int free_debug_processing(
1480         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1481         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1482         unsigned long addr) { return 0; }
1483
1484 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1485                         { return 1; }
1486 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1487                         void *object, u8 val) { return 1; }
1488 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1489                                         struct page *page) {}
1490 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1491                                         struct page *page) {}
1492 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1493         slab_flags_t flags, const char *name)
1494 {
1495         return flags;
1496 }
1497 #define slub_debug 0
1498
1499 #define disable_higher_order_debug 0
1500
1501 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1502                                                         { return 0; }
1503 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1504                                                         { return 0; }
1505 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1506                                                         int objects) {}
1507 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1508                                                         int objects) {}
1509
1510 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1511                                void **freelist, void *nextfree)
1512 {
1513         return false;
1514 }
1515 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1516
1517 /*
1518  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1519  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1520  */
1521 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1522 {
1523         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1524         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1525         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1526         return ptr;
1527 }
1528
1529 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1530 {
1531         kmemleak_free(x);
1532         kasan_kfree_large(x);
1533 }
1534
1535 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1536 {
1537         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1538
1539         /*
1540          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1541          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1542          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1543          */
1544 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1545         {
1546                 unsigned long flags;
1547
1548                 local_irq_save(flags);
1549                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1550                 local_irq_restore(flags);
1551         }
1552 #endif
1553         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1554                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1555
1556         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1557         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1558                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1559                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1560
1561         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1562         return kasan_slab_free(s, x);
1563 }
1564
1565 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1566                                            void **head, void **tail)
1567 {
1568
1569         void *object;
1570         void *next = *head;
1571         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1572         int rsize;
1573
1574         if (is_kfence_address(next)) {
1575                 slab_free_hook(s, next);
1576                 return true;
1577         }
1578
1579         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1580         *head = NULL;
1581         *tail = NULL;
1582
1583         do {
1584                 object = next;
1585                 next = get_freepointer(s, object);
1586
1587                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1588                         /*
1589                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1590                          * the redzone.
1591                          */
1592                         memset(kasan_reset_tag(object), 0, s->object_size);
1593                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1594                                                            : 0;
1595                         memset((char *)kasan_reset_tag(object) + s->inuse, 0,
1596                                s->size - s->inuse - rsize);
1597
1598                 }
1599                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1600                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1601                         /* Move object to the new freelist */
1602                         set_freepointer(s, object, *head);
1603                         *head = object;
1604                         if (!*tail)
1605                                 *tail = object;
1606                 }
1607         } while (object != old_tail);
1608
1609         if (*head == *tail)
1610                 *tail = NULL;
1611
1612         return *head != NULL;
1613 }
1614
1615 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1616                                 void *object)
1617 {
1618         setup_object_debug(s, page, object);
1619         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1620         if (unlikely(s->ctor)) {
1621                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1622                 s->ctor(object);
1623                 kasan_poison_object_data(s, object);
1624         }
1625         return object;
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Slab allocation and freeing
1630  */
1631 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1632                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1633 {
1634         struct page *page;
1635         unsigned int order = oo_order(oo);
1636
1637         if (node == NUMA_NO_NODE)
1638                 page = alloc_pages(flags, order);
1639         else
1640                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1641
1642         return page;
1643 }
1644
1645 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1646 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1647 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1648 {
1649         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1650         int err;
1651
1652         /* Bailout if already initialised */
1653         if (s->random_seq)
1654                 return 0;
1655
1656         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1657         if (err) {
1658                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1659                         s->name);
1660                 return err;
1661         }
1662
1663         /* Transform to an offset on the set of pages */
1664         if (s->random_seq) {
1665                 unsigned int i;
1666
1667                 for (i = 0; i < count; i++)
1668                         s->random_seq[i] *= s->size;
1669         }
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1674 static void __init init_freelist_randomization(void)
1675 {
1676         struct kmem_cache *s;
1677
1678         mutex_lock(&slab_mutex);
1679
1680         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1681                 init_cache_random_seq(s);
1682
1683         mutex_unlock(&slab_mutex);
1684 }
1685
1686 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1687 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1688                                 unsigned long *pos, void *start,
1689                                 unsigned long page_limit,
1690                                 unsigned long freelist_count)
1691 {
1692         unsigned int idx;
1693
1694         /*
1695          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1696          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1697          */
1698         do {
1699                 idx = s->random_seq[*pos];
1700                 *pos += 1;
1701                 if (*pos >= freelist_count)
1702                         *pos = 0;
1703         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1704
1705         return (char *)start + idx;
1706 }
1707
1708 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1709 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1710 {
1711         void *start;
1712         void *cur;
1713         void *next;
1714         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1715
1716         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1717                 return false;
1718
1719         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1720         pos = get_random_int() % freelist_count;
1721
1722         page_limit = page->objects * s->size;
1723         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1724
1725         /* First entry is used as the base of the freelist */
1726         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1727                                 freelist_count);
1728         cur = setup_object(s, page, cur);
1729         page->freelist = cur;
1730
1731         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1732                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1733                         freelist_count);
1734                 next = setup_object(s, page, next);
1735                 set_freepointer(s, cur, next);
1736                 cur = next;
1737         }
1738         set_freepointer(s, cur, NULL);
1739
1740         return true;
1741 }
1742 #else
1743 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1744 {
1745         return 0;
1746 }
1747 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1748 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1749 {
1750         return false;
1751 }
1752 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1753
1754 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1755 {
1756         struct page *page;
1757         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1758         gfp_t alloc_gfp;
1759         void *start, *p, *next;
1760         int idx;
1761         bool shuffle;
1762
1763         flags &= gfp_allowed_mask;
1764
1765         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1766                 local_irq_enable();
1767
1768         flags |= s->allocflags;
1769
1770         /*
1771          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1772          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1773          */
1774         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1775         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1776                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1777
1778         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1779         if (unlikely(!page)) {
1780                 oo = s->min;
1781                 alloc_gfp = flags;
1782                 /*
1783                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1784                  * Try a lower order alloc if possible
1785                  */
1786                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1787                 if (unlikely(!page))
1788                         goto out;
1789                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1790         }
1791
1792         page->objects = oo_objects(oo);
1793
1794         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1795
1796         page->slab_cache = s;
1797         __SetPageSlab(page);
1798         if (page_is_pfmemalloc(page))
1799                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1800
1801         kasan_poison_slab(page);
1802
1803         start = page_address(page);
1804
1805         setup_page_debug(s, page, start);
1806
1807         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1808
1809         if (!shuffle) {
1810                 start = fixup_red_left(s, start);
1811                 start = setup_object(s, page, start);
1812                 page->freelist = start;
1813                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1814                         next = p + s->size;
1815                         next = setup_object(s, page, next);
1816                         set_freepointer(s, p, next);
1817                         p = next;
1818                 }
1819                 set_freepointer(s, p, NULL);
1820         }
1821
1822         page->inuse = page->objects;
1823         page->frozen = 1;
1824
1825 out:
1826         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1827                 local_irq_disable();
1828         if (!page)
1829                 return NULL;
1830
1831         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1832
1833         return page;
1834 }
1835
1836 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1837 {
1838         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1839                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1840
1841         return allocate_slab(s,
1842                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1843 }
1844
1845 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1846 {
1847         int order = compound_order(page);
1848         int pages = 1 << order;
1849
1850         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1851                 void *p;
1852
1853                 slab_pad_check(s, page);
1854                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1855                                                 page->objects)
1856                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1857         }
1858
1859         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1860         __ClearPageSlab(page);
1861         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1862         page->slab_cache = NULL;
1863         if (current->reclaim_state)
1864                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1865         unaccount_slab_page(page, order, s);
1866         __free_pages(page, order);
1867 }
1868
1869 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1870 {
1871         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1872
1873         __free_slab(page->slab_cache, page);
1874 }
1875
1876 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1877 {
1878         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1879                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1880         } else
1881                 __free_slab(s, page);
1882 }
1883
1884 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1885 {
1886         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1887         free_slab(s, page);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Management of partially allocated slabs.
1892  */
1893 static inline void
1894 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1895 {
1896         n->nr_partial++;
1897         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1898                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1899         else
1900                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1901 }
1902
1903 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1904                                 struct page *page, int tail)
1905 {
1906         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1907         __add_partial(n, page, tail);
1908 }
1909
1910 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1911                                         struct page *page)
1912 {
1913         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1914         list_del(&page->slab_list);
1915         n->nr_partial--;
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1920  * return the pointer to the freelist.
1921  *
1922  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1923  */
1924 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1925                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1926                 int mode, int *objects)
1927 {
1928         void *freelist;
1929         unsigned long counters;
1930         struct page new;
1931
1932         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1933
1934         /*
1935          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1936          * The old freelist is the list of objects for the
1937          * per cpu allocation list.
1938          */
1939         freelist = page->freelist;
1940         counters = page->counters;
1941         new.counters = counters;
1942         *objects = new.objects - new.inuse;
1943         if (mode) {
1944                 new.inuse = page->objects;
1945                 new.freelist = NULL;
1946         } else {
1947                 new.freelist = freelist;
1948         }
1949
1950         VM_BUG_ON(new.frozen);
1951         new.frozen = 1;
1952
1953         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1954                         freelist, counters,
1955                         new.freelist, new.counters,
1956                         "acquire_slab"))
1957                 return NULL;
1958
1959         remove_partial(n, page);
1960         WARN_ON(!freelist);
1961         return freelist;
1962 }
1963
1964 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1965 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1966
1967 /*
1968  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1969  */
1970 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1971                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1972 {
1973         struct page *page, *page2;
1974         void *object = NULL;
1975         unsigned int available = 0;
1976         int objects;
1977
1978         /*
1979          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1980          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1981          * partial slab and there is none available then get_partial()
1982          * will return NULL.
1983          */
1984         if (!n || !n->nr_partial)
1985                 return NULL;
1986
1987         spin_lock(&n->list_lock);
1988         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1989                 void *t;
1990
1991                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1992                         continue;
1993
1994                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1995                 if (!t)
1996                         continue; /* cmpxchg raced */
1997
1998                 available += objects;
1999                 if (!object) {
2000                         c->page = page;
2001                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2002                         object = t;
2003                 } else {
2004                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2005                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2006                 }
2007                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2008                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2009                         break;
2010
2011         }
2012         spin_unlock(&n->list_lock);
2013         return object;
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2018  */
2019 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2020                 struct kmem_cache_cpu *c)
2021 {
2022 #ifdef CONFIG_NUMA
2023         struct zonelist *zonelist;
2024         struct zoneref *z;
2025         struct zone *zone;
2026         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2027         void *object;
2028         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2029
2030         /*
2031          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2032          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2033          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2034          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2035          *
2036          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2037          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2038          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2039          * from other nodes and filled up.
2040          *
2041          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2042          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2043          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2044          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2045          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2046          * with available objects.
2047          */
2048         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2049                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2050                 return NULL;
2051
2052         do {
2053                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2054                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2055                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2056                         struct kmem_cache_node *n;
2057
2058                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2059
2060                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2061                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2062                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2063                                 if (object) {
2064                                         /*
2065                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2066                                          * here - if mems_allowed was updated in
2067                                          * parallel, that was a harmless race
2068                                          * between allocation and the cpuset
2069                                          * update
2070                                          */
2071                                         return object;
2072                                 }
2073                         }
2074                 }
2075         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2076 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2077         return NULL;
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Get a partial page, lock it and return it.
2082  */
2083 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2084                 struct kmem_cache_cpu *c)
2085 {
2086         void *object;
2087         int searchnode = node;
2088
2089         if (node == NUMA_NO_NODE)
2090                 searchnode = numa_mem_id();
2091
2092         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2093         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2094                 return object;
2095
2096         return get_any_partial(s, flags, c);
2097 }
2098
2099 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2100 /*
2101  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2102  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2103  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2104  */
2105 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2106 #else
2107 /*
2108  * No preemption supported therefore also no need to check for
2109  * different cpus.
2110  */
2111 #define TID_STEP 1
2112 #endif
2113
2114 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2115 {
2116         return tid + TID_STEP;
2117 }
2118
2119 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2120 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2121 {
2122         return tid % TID_STEP;
2123 }
2124
2125 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2126 {
2127         return tid / TID_STEP;
2128 }
2129 #endif
2130
2131 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2132 {
2133         return cpu;
2134 }
2135
2136 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2137                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2138 {
2139 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2140         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2141
2142         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2143
2144 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2145         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2146                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2147                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2148         else
2149 #endif
2150         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2151                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2152                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2153         else
2154                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2155                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2156 #endif
2157         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2158 }
2159
2160 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2161 {
2162         int cpu;
2163
2164         for_each_possible_cpu(cpu)
2165                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Remove the cpu slab
2170  */
2171 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2172                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2173 {
2174         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2175         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2176         int lock = 0, free_delta = 0;
2177         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2178         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2179         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2180         struct page new;
2181         struct page old;
2182
2183         if (page->freelist) {
2184                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2185                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2186         }
2187
2188         /*
2189          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2190          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2191          */
2192         freelist_tail = NULL;
2193         freelist_iter = freelist;
2194         while (freelist_iter) {
2195                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2196
2197                 /*
2198                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2199                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2200                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2201                  */
2202                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2203                         break;
2204
2205                 freelist_tail = freelist_iter;
2206                 free_delta++;
2207
2208                 freelist_iter = nextfree;
2209         }
2210
2211         /*
2212          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2213          * freelist to the head of page's freelist.
2214          *
2215          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2216          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2217          *
2218          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2219          * with the count. If there is a mismatch then the page
2220          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2221          *
2222          * Then we restart the process which may have to remove
2223          * the page from the list that we just put it on again
2224          * because the number of objects in the slab may have
2225          * changed.
2226          */
2227 redo:
2228
2229         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2230         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2231         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2232
2233         /* Determine target state of the slab */
2234         new.counters = old.counters;
2235         if (freelist_tail) {
2236                 new.inuse -= free_delta;
2237                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2238                 new.freelist = freelist;
2239         } else
2240                 new.freelist = old.freelist;
2241
2242         new.frozen = 0;
2243
2244         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2245                 m = M_FREE;
2246         else if (new.freelist) {
2247                 m = M_PARTIAL;
2248                 if (!lock) {
2249                         lock = 1;
2250                         /*
2251                          * Taking the spinlock removes the possibility
2252                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2253                          * is frozen
2254                          */
2255                         spin_lock(&n->list_lock);
2256                 }
2257         } else {
2258                 m = M_FULL;
2259                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2260                         lock = 1;
2261                         /*
2262                          * This also ensures that the scanning of full
2263                          * slabs from diagnostic functions will not see
2264                          * any frozen slabs.
2265                          */
2266                         spin_lock(&n->list_lock);
2267                 }
2268         }
2269
2270         if (l != m) {
2271                 if (l == M_PARTIAL)
2272                         remove_partial(n, page);
2273                 else if (l == M_FULL)
2274                         remove_full(s, n, page);
2275
2276                 if (m == M_PARTIAL)
2277                         add_partial(n, page, tail);
2278                 else if (m == M_FULL)
2279                         add_full(s, n, page);
2280         }
2281
2282         l = m;
2283         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2284                                 old.freelist, old.counters,
2285                                 new.freelist, new.counters,
2286                                 "unfreezing slab"))
2287                 goto redo;
2288
2289         if (lock)
2290                 spin_unlock(&n->list_lock);
2291
2292         if (m == M_PARTIAL)
2293                 stat(s, tail);
2294         else if (m == M_FULL)
2295                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2296         else if (m == M_FREE) {
2297                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2298                 discard_slab(s, page);
2299                 stat(s, FREE_SLAB);
2300         }
2301
2302         c->page = NULL;
2303         c->freelist = NULL;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2308  *
2309  * This function must be called with interrupts disabled
2310  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2311  * to guarantee no concurrent accesses).
2312  */
2313 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2314                 struct kmem_cache_cpu *c)
2315 {
2316 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2317         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2318         struct page *page, *discard_page = NULL;
2319
2320         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2321                 struct page new;
2322                 struct page old;
2323
2324                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2325
2326                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2327                 if (n != n2) {
2328                         if (n)
2329                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2330
2331                         n = n2;
2332                         spin_lock(&n->list_lock);
2333                 }
2334
2335                 do {
2336
2337                         old.freelist = page->freelist;
2338                         old.counters = page->counters;
2339                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2340
2341                         new.counters = old.counters;
2342                         new.freelist = old.freelist;
2343
2344                         new.frozen = 0;
2345
2346                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2347                                 old.freelist, old.counters,
2348                                 new.freelist, new.counters,
2349                                 "unfreezing slab"));
2350
2351                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2352                         page->next = discard_page;
2353                         discard_page = page;
2354                 } else {
2355                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2356                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2357                 }
2358         }
2359
2360         if (n)
2361                 spin_unlock(&n->list_lock);
2362
2363         while (discard_page) {
2364                 page = discard_page;
2365                 discard_page = discard_page->next;
2366
2367                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2368                 discard_slab(s, page);
2369                 stat(s, FREE_SLAB);
2370         }
2371 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2376  * partial page slot if available.
2377  *
2378  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2379  * per node partial list.
2380  */
2381 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2382 {
2383 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2384         struct page *oldpage;
2385         int pages;
2386         int pobjects;
2387
2388         preempt_disable();
2389         do {
2390                 pages = 0;
2391                 pobjects = 0;
2392                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2393
2394                 if (oldpage) {
2395                         pobjects = oldpage->pobjects;
2396                         pages = oldpage->pages;
2397                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2398                                 unsigned long flags;
2399                                 /*
2400                                  * partial array is full. Move the existing
2401                                  * set to the per node partial list.
2402                                  */
2403                                 local_irq_save(flags);
2404                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2405                                 local_irq_restore(flags);
2406                                 oldpage = NULL;
2407                                 pobjects = 0;
2408                                 pages = 0;
2409                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2410                         }
2411                 }
2412
2413                 pages++;
2414                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2415
2416                 page->pages = pages;
2417                 page->pobjects = pobjects;
2418                 page->next = oldpage;
2419
2420         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2421                                                                 != oldpage);
2422         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2423                 unsigned long flags;
2424
2425                 local_irq_save(flags);
2426                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2427                 local_irq_restore(flags);
2428         }
2429         preempt_enable();
2430 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2431 }
2432
2433 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2434 {
2435         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2436         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2437
2438         c->tid = next_tid(c->tid);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Flush cpu slab.
2443  *
2444  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2445  */
2446 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2447 {
2448         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2449
2450         if (c->page)
2451                 flush_slab(s, c);
2452
2453         unfreeze_partials(s, c);
2454 }
2455
2456 static void flush_cpu_slab(void *d)
2457 {
2458         struct kmem_cache *s = d;
2459
2460         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2461 }
2462
2463 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2464 {
2465         struct kmem_cache *s = info;
2466         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2467
2468         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2469 }
2470
2471 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2472 {
2473         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2478  * necessary.
2479  */
2480 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2481 {
2482         struct kmem_cache *s;
2483         unsigned long flags;
2484
2485         mutex_lock(&slab_mutex);
2486         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2487                 local_irq_save(flags);
2488                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2489                 local_irq_restore(flags);
2490         }
2491         mutex_unlock(&slab_mutex);
2492         return 0;
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2497  * locality expectations.
2498  */
2499 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2500 {
2501 #ifdef CONFIG_NUMA
2502         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2503                 return 0;
2504 #endif
2505         return 1;
2506 }
2507
2508 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2509 static int count_free(struct page *page)
2510 {
2511         return page->objects - page->inuse;
2512 }
2513
2514 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2515 {
2516         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2517 }
2518 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2519
2520 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2521 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2522                                         int (*get_count)(struct page *))
2523 {
2524         unsigned long flags;
2525         unsigned long x = 0;
2526         struct page *page;
2527
2528         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2529         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2530                 x += get_count(page);
2531         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2532         return x;
2533 }
2534 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2535
2536 static noinline void
2537 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2538 {
2539 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2540         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2541                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2542         int node;
2543         struct kmem_cache_node *n;
2544
2545         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2546                 return;
2547
2548         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2549                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2550         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2551                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2552                 oo_order(s->min));
2553
2554         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2555                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2556                         s->name);
2557
2558         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2559                 unsigned long nr_slabs;
2560                 unsigned long nr_objs;
2561                 unsigned long nr_free;
2562
2563                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2564                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2565                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2566
2567                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2568                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2569         }
2570 #endif
2571 }
2572
2573 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2574                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2575 {
2576         void *freelist;
2577         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2578         struct page *page;
2579
2580         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2581
2582         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2583
2584         if (freelist)
2585                 return freelist;
2586
2587         page = new_slab(s, flags, node);
2588         if (page) {
2589                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2590                 if (c->page)
2591                         flush_slab(s, c);
2592
2593                 /*
2594                  * No other reference to the page yet so we can
2595                  * muck around with it freely without cmpxchg
2596                  */
2597                 freelist = page->freelist;
2598                 page->freelist = NULL;
2599
2600                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2601                 c->page = page;
2602                 *pc = c;
2603         }
2604
2605         return freelist;
2606 }
2607
2608 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2609 {
2610         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2611                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2612
2613         return true;
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2618  * per cpu freelist or deactivate the page.
2619  *
2620  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2621  *
2622  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2623  *
2624  * This function must be called with interrupt disabled.
2625  */
2626 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2627 {
2628         struct page new;
2629         unsigned long counters;
2630         void *freelist;
2631
2632         do {
2633                 freelist = page->freelist;
2634                 counters = page->counters;
2635
2636                 new.counters = counters;
2637                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2638
2639                 new.inuse = page->objects;
2640                 new.frozen = freelist != NULL;
2641
2642         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2643                 freelist, counters,
2644                 NULL, new.counters,
2645                 "get_freelist"));
2646
2647         return freelist;
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2652  * debugging duties.
2653  *
2654  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2655  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2656  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2657  *
2658  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2659  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2660  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2661  *
2662  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2663  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2664  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2665  *
2666  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2667  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2668  */
2669 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2670                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2671 {
2672         void *freelist;
2673         struct page *page;
2674
2675         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2676
2677         page = c->page;
2678         if (!page) {
2679                 /*
2680                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2681                  * ignore the node constraint
2682                  */
2683                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2684                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2685                         node = NUMA_NO_NODE;
2686                 goto new_slab;
2687         }
2688 redo:
2689
2690         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2691                 /*
2692                  * same as above but node_match() being false already
2693                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2694                  */
2695                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2696                         node = NUMA_NO_NODE;
2697                         goto redo;
2698                 } else {
2699                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2700                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2701                         goto new_slab;
2702                 }
2703         }
2704
2705         /*
2706          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2707          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2708          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2709          */
2710         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2711                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2712                 goto new_slab;
2713         }
2714
2715         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2716         freelist = c->freelist;
2717         if (freelist)
2718                 goto load_freelist;
2719
2720         freelist = get_freelist(s, page);
2721
2722         if (!freelist) {
2723                 c->page = NULL;
2724                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2725                 goto new_slab;
2726         }
2727
2728         stat(s, ALLOC_REFILL);
2729
2730 load_freelist:
2731         /*
2732          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2733          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2734          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2735          */
2736         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2737         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2738         c->tid = next_tid(c->tid);
2739         return freelist;
2740
2741 new_slab:
2742
2743         if (slub_percpu_partial(c)) {
2744                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2745                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2746                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2747                 goto redo;
2748         }
2749
2750         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2751
2752         if (unlikely(!freelist)) {
2753                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2754                 return NULL;
2755         }
2756
2757         page = c->page;
2758         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2759                 goto load_freelist;
2760
2761         /* Only entered in the debug case */
2762         if (kmem_cache_debug(s) &&
2763                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2764                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2765
2766         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2767         return freelist;
2768 }
2769
2770 /*
2771  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2772  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2773  */
2774 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2775                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2776 {
2777         void *p;
2778         unsigned long flags;
2779
2780         local_irq_save(flags);
2781 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2782         /*
2783          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2784          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2785          * pointer.
2786          */
2787         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2788 #endif
2789
2790         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2791         local_irq_restore(flags);
2792         return p;
2793 }
2794
2795 /*
2796  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2797  * zeroing out freelist pointer.
2798  */
2799 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2800                                                    void *obj)
2801 {
2802         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2803                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2804                         0, sizeof(void *));
2805 }
2806
2807 /*
2808  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2809  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2810  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2811  *
2812  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2813  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2814  *
2815  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2816  */
2817 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2818                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2819 {
2820         void *object;
2821         struct kmem_cache_cpu *c;
2822         struct page *page;
2823         unsigned long tid;
2824         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2825
2826         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2827         if (!s)
2828                 return NULL;
2829
2830         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2831         if (unlikely(object))
2832                 goto out;
2833
2834 redo:
2835         /*
2836          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2837          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2838          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2839          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2840          *
2841          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2842          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2843          * to check if it is matched or not.
2844          */
2845         do {
2846                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2847                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2848         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2849                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2850
2851         /*
2852          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2853          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2854          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2855          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2856          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2857          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2858          */
2859         barrier();
2860
2861         /*
2862          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2863          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2864          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2865          * linked list in between.
2866          */
2867
2868         object = c->freelist;
2869         page = c->page;
2870         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2871                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2872         } else {
2873                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2874
2875                 /*
2876                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2877                  * operation and if we are on the right processor.
2878                  *
2879                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2880                  * semantics!)
2881                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2882                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2883                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2884                  *
2885                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2886                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2887                  * other cpus.
2888                  */
2889                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2890                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2891                                 object, tid,
2892                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2893
2894                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2895                         goto redo;
2896                 }
2897                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2898                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2899         }
2900
2901         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2902
2903         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2904                 memset(kasan_reset_tag(object), 0, s->object_size);
2905
2906 out:
2907         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object);
2908
2909         return object;
2910 }
2911
2912 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2913                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2914 {
2915         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2916 }
2917
2918 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2919 {
2920         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2921
2922         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2923                                 s->size, gfpflags);
2924
2925         return ret;
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2928
2929 #ifdef CONFIG_TRACING
2930 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2931 {
2932         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2933         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2934         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2935         return ret;
2936 }
2937 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2938 #endif
2939
2940 #ifdef CONFIG_NUMA
2941 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2942 {
2943         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2944
2945         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2946                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2947
2948         return ret;
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2951
2952 #ifdef CONFIG_TRACING
2953 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2954                                     gfp_t gfpflags,
2955                                     int node, size_t size)
2956 {
2957         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
2958
2959         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2960                            size, s->size, gfpflags, node);
2961
2962         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2963         return ret;
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2966 #endif
2967 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2968
2969 /*
2970  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2971  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2972  *
2973  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2974  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2975  * handling required then we can return immediately.
2976  */
2977 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2978                         void *head, void *tail, int cnt,
2979                         unsigned long addr)
2980
2981 {
2982         void *prior;
2983         int was_frozen;
2984         struct page new;
2985         unsigned long counters;
2986         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2987         unsigned long flags;
2988
2989         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2990
2991         if (kfence_free(head))
2992                 return;
2993
2994         if (kmem_cache_debug(s) &&
2995             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2996                 return;
2997
2998         do {
2999                 if (unlikely(n)) {
3000                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3001                         n = NULL;
3002                 }
3003                 prior = page->freelist;
3004                 counters = page->counters;
3005                 set_freepointer(s, tail, prior);
3006                 new.counters = counters;
3007                 was_frozen = new.frozen;
3008                 new.inuse -= cnt;
3009                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3010
3011                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3012
3013                                 /*
3014                                  * Slab was on no list before and will be
3015                                  * partially empty
3016                                  * We can defer the list move and instead
3017                                  * freeze it.
3018                                  */
3019                                 new.frozen = 1;
3020
3021                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3022
3023                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3024                                 /*
3025                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3026                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3027                                  * drop the list_lock without any processing.
3028                                  *
3029                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3030                                  * other processors updating the list of slabs.
3031                                  */
3032                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3033
3034                         }
3035                 }
3036
3037         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3038                 prior, counters,
3039                 head, new.counters,
3040                 "__slab_free"));
3041
3042         if (likely(!n)) {
3043
3044                 if (likely(was_frozen)) {
3045                         /*
3046                          * The list lock was not taken therefore no list
3047                          * activity can be necessary.
3048                          */
3049                         stat(s, FREE_FROZEN);
3050                 } else if (new.frozen) {
3051                         /*
3052                          * If we just froze the page then put it onto the
3053                          * per cpu partial list.
3054                          */
3055                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3056                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3057                 }
3058
3059                 return;
3060         }
3061
3062         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3063                 goto slab_empty;
3064
3065         /*
3066          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3067          * then add it.
3068          */
3069         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3070                 remove_full(s, n, page);
3071                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3072                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3073         }
3074         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3075         return;
3076
3077 slab_empty:
3078         if (prior) {
3079                 /*
3080                  * Slab on the partial list.
3081                  */
3082                 remove_partial(n, page);
3083                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3084         } else {
3085                 /* Slab must be on the full list */
3086                 remove_full(s, n, page);
3087         }
3088
3089         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3090         stat(s, FREE_SLAB);
3091         discard_slab(s, page);
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3096  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3097  *
3098  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3099  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3100  * the item before.
3101  *
3102  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3103  * with all sorts of special processing.
3104  *
3105  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3106  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3107  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3108  */
3109 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3110                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3111                                 int cnt, unsigned long addr)
3112 {
3113         void *tail_obj = tail ? : head;
3114         struct kmem_cache_cpu *c;
3115         unsigned long tid;
3116
3117         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3118 redo:
3119         /*
3120          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3121          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3122          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3123          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3124          */
3125         do {
3126                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3127                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3128         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3129                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3130
3131         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3132         barrier();
3133
3134         if (likely(page == c->page)) {
3135                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3136
3137                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3138
3139                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3140                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3141                                 freelist, tid,
3142                                 head, next_tid(tid)))) {
3143
3144                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3145                         goto redo;
3146                 }
3147                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3148         } else
3149                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3150
3151 }
3152
3153 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3154                                       void *head, void *tail, int cnt,
3155                                       unsigned long addr)
3156 {
3157         /*
3158          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3159          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3160          */
3161         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3162                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3163 }
3164
3165 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3166 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3167 {
3168         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3169 }
3170 #endif
3171
3172 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3173 {
3174         s = cache_from_obj(s, x);
3175         if (!s)
3176                 return;
3177         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3178         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3181
3182 struct detached_freelist {
3183         struct page *page;
3184         void *tail;
3185         void *freelist;
3186         int cnt;
3187         struct kmem_cache *s;
3188 };
3189
3190 /*
3191  * This function progressively scans the array with free objects (with
3192  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3193  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3194  * page/objects.  This can happen without any need for
3195  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3196  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3197  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3198  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3199  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3200  * to performance reasons.
3201  */
3202 static inline
3203 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3204                             void **p, struct detached_freelist *df)
3205 {
3206         size_t first_skipped_index = 0;
3207         int lookahead = 3;
3208         void *object;
3209         struct page *page;
3210
3211         /* Always re-init detached_freelist */
3212         df->page = NULL;
3213
3214         do {
3215                 object = p[--size];
3216                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3217         } while (!object && size);
3218
3219         if (!object)
3220                 return 0;
3221
3222         page = virt_to_head_page(object);
3223         if (!s) {
3224                 /* Handle kalloc'ed objects */
3225                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3226                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3227                         kfree_hook(object);
3228                         __free_pages(page, compound_order(page));
3229                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3230                         return size;
3231                 }
3232                 /* Derive kmem_cache from object */
3233                 df->s = page->slab_cache;
3234         } else {
3235                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3236         }
3237
3238         if (is_kfence_address(object)) {
3239                 slab_free_hook(df->s, object);
3240                 __kfence_free(object);
3241                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3242                 return size;
3243         }
3244
3245         /* Start new detached freelist */
3246         df->page = page;
3247         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3248         df->tail = object;
3249         df->freelist = object;
3250         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3251         df->cnt = 1;
3252
3253         while (size) {
3254                 object = p[--size];
3255                 if (!object)
3256                         continue; /* Skip processed objects */
3257
3258                 /* df->page is always set at this point */
3259                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3260                         /* Opportunity build freelist */
3261                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3262                         df->freelist = object;
3263                         df->cnt++;
3264                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3265
3266                         continue;
3267                 }
3268
3269                 /* Limit look ahead search */
3270                 if (!--lookahead)
3271                         break;
3272
3273                 if (!first_skipped_index)
3274                         first_skipped_index = size + 1;
3275         }
3276
3277         return first_skipped_index;
3278 }
3279
3280 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3281 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3282 {
3283         if (WARN_ON(!size))
3284                 return;
3285
3286         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3287         do {
3288                 struct detached_freelist df;
3289
3290                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3291                 if (!df.page)
3292                         continue;
3293
3294                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3295         } while (likely(size));
3296 }
3297 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3298
3299 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3300 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3301                           void **p)
3302 {
3303         struct kmem_cache_cpu *c;
3304         int i;
3305         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3306
3307         /* memcg and kmem_cache debug support */
3308         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3309         if (unlikely(!s))
3310                 return false;
3311         /*
3312          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3313          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3314          * handlers invoking normal fastpath.
3315          */
3316         local_irq_disable();
3317         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3318
3319         for (i = 0; i < size; i++) {
3320                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3321
3322                 if (unlikely(object)) {
3323                         p[i] = object;
3324                         continue;
3325                 }
3326
3327                 object = c->freelist;
3328                 if (unlikely(!object)) {
3329                         /*
3330                          * We may have removed an object from c->freelist using
3331                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3332                          * c->tid has not been bumped yet.
3333                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3334                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3335                          */
3336                         c->tid = next_tid(c->tid);
3337
3338                         /*
3339                          * Invoking slow path likely have side-effect
3340                          * of re-populating per CPU c->freelist
3341                          */
3342                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3343                                             _RET_IP_, c);
3344                         if (unlikely(!p[i]))
3345                                 goto error;
3346
3347                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3348                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3349
3350                         continue; /* goto for-loop */
3351                 }
3352                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3353                 p[i] = object;
3354                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3355         }
3356         c->tid = next_tid(c->tid);
3357         local_irq_enable();
3358
3359         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3360         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3361                 int j;
3362
3363                 for (j = 0; j < i; j++)
3364                         memset(kasan_reset_tag(p[j]), 0, s->object_size);
3365         }
3366
3367         /* memcg and kmem_cache debug support */
3368         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3369         return i;
3370 error:
3371         local_irq_enable();
3372         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3373         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3374         return 0;
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3377
3378
3379 /*
3380  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3381  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3382  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3383  * another.
3384  *
3385  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3386  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3387  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3388  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3389  * locking overhead.
3390  */
3391
3392 /*
3393  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3394  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3395  * and increases the number of allocations possible without having to
3396  * take the list_lock.
3397  */
3398 static unsigned int slub_min_order;
3399 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3400 static unsigned int slub_min_objects;
3401
3402 /*
3403  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3404  *
3405  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3406  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3407  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3408  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3409  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3410  * would be wasted.
3411  *
3412  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3413  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3414  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3415  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3416  *
3417  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3418  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3419  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3420  * of space in favor of a small page order.
3421  *
3422  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3423  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3424  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3425  * the smallest order which will fit the object.
3426  */
3427 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3428                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3429                 unsigned int fract_leftover)
3430 {
3431         unsigned int min_order = slub_min_order;
3432         unsigned int order;
3433
3434         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3435                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3436
3437         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3438                         order <= max_order; order++) {
3439
3440                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3441                 unsigned int rem;
3442
3443                 rem = slab_size % size;
3444
3445                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3446                         break;
3447         }
3448
3449         return order;
3450 }
3451
3452 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3453 {
3454         unsigned int order;
3455         unsigned int min_objects;
3456         unsigned int max_objects;
3457         unsigned int nr_cpus;
3458
3459         /*
3460          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3461          * works by first attempting to generate a layout with
3462          * the best configuration and backing off gradually.
3463          *
3464          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3465          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3466          */
3467         min_objects = slub_min_objects;
3468         if (!min_objects) {
3469                 /*
3470                  * Some architectures will only update present cpus when
3471                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3472                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3473                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3474                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3475                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3476                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3477                  */
3478                 nr_cpus = num_present_cpus();
3479                 if (nr_cpus <= 1)
3480                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3481                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3482         }
3483         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3484         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3485
3486         while (min_objects > 1) {
3487                 unsigned int fraction;
3488
3489                 fraction = 16;
3490                 while (fraction >= 4) {
3491                         order = slab_order(size, min_objects,
3492                                         slub_max_order, fraction);
3493                         if (order <= slub_max_order)
3494                                 return order;
3495                         fraction /= 2;
3496                 }
3497                 min_objects--;
3498         }
3499
3500         /*
3501          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3502          * lets see if we can place a single object there.
3503          */
3504         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3505         if (order <= slub_max_order)
3506                 return order;
3507
3508         /*
3509          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3510          */
3511         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3512         if (order < MAX_ORDER)
3513                 return order;
3514         return -ENOSYS;
3515 }
3516
3517 static void
3518 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3519 {
3520         n->nr_partial = 0;
3521         spin_lock_init(&n->list_lock);
3522         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3523 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3524         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3525         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3526         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3527 #endif
3528 }
3529
3530 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3531 {
3532         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3533                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3534
3535         /*
3536          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3537          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3538          */
3539         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3540                                      2 * sizeof(void *));
3541
3542         if (!s->cpu_slab)
3543                 return 0;
3544
3545         init_kmem_cache_cpus(s);
3546
3547         return 1;
3548 }
3549
3550 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3551
3552 /*
3553  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3554  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3555  * possible.
3556  *
3557  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3558  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3559  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3560  */
3561 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3562 {
3563         struct page *page;
3564         struct kmem_cache_node *n;
3565
3566         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3567
3568         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3569
3570         BUG_ON(!page);
3571         if (page_to_nid(page) != node) {
3572                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3573                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3574         }
3575
3576         n = page->freelist;
3577         BUG_ON(!n);
3578 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3579         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3580         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3581 #endif
3582         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL);
3583         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3584         page->inuse = 1;
3585         page->frozen = 0;
3586         kmem_cache_node->node[node] = n;
3587         init_kmem_cache_node(n);
3588         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3589
3590         /*
3591          * No locks need to be taken here as it has just been
3592          * initialized and there is no concurrent access.
3593          */
3594         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3595 }
3596
3597 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3598 {
3599         int node;
3600         struct kmem_cache_node *n;
3601
3602         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3603                 s->node[node] = NULL;
3604                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3605         }
3606 }
3607
3608 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3609 {
3610         cache_random_seq_destroy(s);
3611         free_percpu(s->cpu_slab);
3612         free_kmem_cache_nodes(s);
3613 }
3614
3615 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3616 {
3617         int node;
3618
3619         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3620                 struct kmem_cache_node *n;
3621
3622                 if (slab_state == DOWN) {
3623                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3624                         continue;
3625                 }
3626                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3627                                                 GFP_KERNEL, node);
3628
3629                 if (!n) {
3630                         free_kmem_cache_nodes(s);
3631                         return 0;
3632                 }
3633
3634                 init_kmem_cache_node(n);
3635                 s->node[node] = n;
3636         }
3637         return 1;
3638 }
3639
3640 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3641 {
3642         if (min < MIN_PARTIAL)
3643                 min = MIN_PARTIAL;
3644         else if (min > MAX_PARTIAL)
3645                 min = MAX_PARTIAL;
3646         s->min_partial = min;
3647 }
3648
3649 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3650 {
3651 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3652         /*
3653          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3654          * per cpu partial lists of a processor.
3655          *
3656          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3657          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3658          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3659          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3660          *
3661          * This setting also determines
3662          *
3663          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3664          *    per node list when we reach the limit.
3665          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3666          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3667          *    50% to keep some capacity around for frees.
3668          */
3669         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3670                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3671         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3672                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3673         else if (s->size >= 1024)
3674                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3675         else if (s->size >= 256)
3676                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3677         else
3678                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3679 #endif
3680 }
3681
3682 /*
3683  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3684  * a slab object.
3685  */
3686 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3687 {
3688         slab_flags_t flags = s->flags;
3689         unsigned int size = s->object_size;
3690         unsigned int freepointer_area;
3691         unsigned int order;
3692
3693         /*
3694          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3695          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3696          * the possible location of the free pointer.
3697          */
3698         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3699         /*
3700          * This is the area of the object where a freepointer can be
3701          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3702          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3703          * s->offset must be limited within this for the general case.
3704          */
3705         freepointer_area = size;
3706
3707 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3708         /*
3709          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3710          * the slab may touch the object after free or before allocation
3711          * then we should never poison the object itself.
3712          */
3713         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3714                         !s->ctor)
3715                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3716         else
3717                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3718
3719
3720         /*
3721          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3722          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3723          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3724          */
3725         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3726                 size += sizeof(void *);
3727 #endif
3728
3729         /*
3730          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3731          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3732          */
3733         s->inuse = size;
3734
3735         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3736                 s->ctor)) {
3737                 /*
3738                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3739                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3740                  * kmem_cache_free.
3741                  *
3742                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3743                  * destructor or are poisoning the objects.
3744                  *
3745                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3746                  * pointer is outside of the object is used in the
3747                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3748                  * longer true, the function needs to be modified.
3749                  */
3750                 s->offset = size;
3751                 size += sizeof(void *);
3752         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3753                 /*
3754                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3755                  * it away from the edges of the object to avoid small
3756                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3757                  */
3758                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3759         }
3760
3761 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3762         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3763                 /*
3764                  * Need to store information about allocs and frees after
3765                  * the object.
3766                  */
3767                 size += 2 * sizeof(struct track);
3768 #endif
3769
3770         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3771 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3772         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3773                 /*
3774                  * Add some empty padding so that we can catch
3775                  * overwrites from earlier objects rather than let
3776                  * tracking information or the free pointer be
3777                  * corrupted if a user writes before the start
3778                  * of the object.
3779                  */
3780                 size += sizeof(void *);
3781
3782                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3783                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3784                 size += s->red_left_pad;
3785         }
3786 #endif
3787
3788         /*
3789          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3790          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3791          * each object to conform to the alignment.
3792          */
3793         size = ALIGN(size, s->align);
3794         s->size = size;
3795         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3796         if (forced_order >= 0)
3797                 order = forced_order;
3798         else
3799                 order = calculate_order(size);
3800
3801         if ((int)order < 0)
3802                 return 0;
3803
3804         s->allocflags = 0;
3805         if (order)
3806                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3807
3808         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3809                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3810
3811         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3812                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3813
3814         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3815                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3816
3817         /*
3818          * Determine the number of objects per slab
3819          */
3820         s->oo = oo_make(order, size);
3821         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3822         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3823                 s->max = s->oo;
3824
3825         return !!oo_objects(s->oo);
3826 }
3827
3828 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3829 {
3830         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3831 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3832         s->random = get_random_long();
3833 #endif
3834
3835         if (!calculate_sizes(s, -1))
3836                 goto error;
3837         if (disable_higher_order_debug) {
3838                 /*
3839                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3840                  * order increased.
3841                  */
3842                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3843                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3844                         s->offset = 0;
3845                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3846                                 goto error;
3847                 }
3848         }
3849
3850 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3851     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3852         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3853                 /* Enable fast mode */
3854                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3855 #endif
3856
3857         /*
3858          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3859          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3860          */
3861         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3862
3863         set_cpu_partial(s);
3864
3865 #ifdef CONFIG_NUMA
3866         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3867 #endif
3868
3869         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3870         if (slab_state >= UP) {
3871                 if (init_cache_random_seq(s))
3872                         goto error;
3873         }
3874
3875         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3876                 goto error;
3877
3878         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3879                 return 0;
3880
3881         free_kmem_cache_nodes(s);
3882 error:
3883         return -EINVAL;
3884 }
3885
3886 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3887                               const char *text)
3888 {
3889 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3890         void *addr = page_address(page);
3891         unsigned long *map;
3892         void *p;
3893
3894         slab_err(s, page, text, s->name);
3895         slab_lock(page);
3896
3897         map = get_map(s, page);
3898         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3899
3900                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3901                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3902                         print_tracking(s, p);
3903                 }
3904         }
3905         put_map(map);
3906         slab_unlock(page);
3907 #endif
3908 }
3909
3910 /*
3911  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3912  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3913  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3914  */
3915 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3916 {
3917         LIST_HEAD(discard);
3918         struct page *page, *h;
3919
3920         BUG_ON(irqs_disabled());
3921         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3922         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3923                 if (!page->inuse) {
3924                         remove_partial(n, page);
3925                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3926                 } else {
3927                         list_slab_objects(s, page,
3928                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3929                 }
3930         }
3931         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3932
3933         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3934                 discard_slab(s, page);
3935 }
3936
3937 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3938 {
3939         int node;
3940         struct kmem_cache_node *n;
3941
3942         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3943                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3944                         return false;
3945         return true;
3946 }
3947
3948 /*
3949  * Release all resources used by a slab cache.
3950  */
3951 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3952 {
3953         int node;
3954         struct kmem_cache_node *n;
3955
3956         flush_all(s);
3957         /* Attempt to free all objects */
3958         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3959                 free_partial(s, n);
3960                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3961                         return 1;
3962         }
3963         return 0;
3964 }
3965
3966 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
3967 {
3968         void *base;
3969         int __maybe_unused i;
3970         unsigned int objnr;
3971         void *objp;
3972         void *objp0;
3973         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
3974         struct track __maybe_unused *trackp;
3975
3976         kpp->kp_ptr = object;
3977         kpp->kp_page = page;
3978         kpp->kp_slab_cache = s;
3979         base = page_address(page);
3980         objp0 = kasan_reset_tag(object);
3981 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3982         objp = restore_red_left(s, objp0);
3983 #else
3984         objp = objp0;
3985 #endif
3986         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
3987         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
3988         objp = base + s->size * objnr;
3989         kpp->kp_objp = objp;
3990         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
3991             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3992                 return;
3993 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3994         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
3995         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
3996 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
3997         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
3998                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
3999                 if (!kpp->kp_stack[i])
4000                         break;
4001         }
4002 #endif
4003 #endif
4004 }
4005
4006 /********************************************************************
4007  *              Kmalloc subsystem
4008  *******************************************************************/
4009
4010 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4011 {
4012         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4013
4014         return 1;
4015 }
4016
4017 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4018
4019 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4020 {
4021         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4022         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4023
4024         return 1;
4025 }
4026
4027 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4028
4029 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4030 {
4031         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4032
4033         return 1;
4034 }
4035
4036 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4037
4038 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4039 {
4040         struct kmem_cache *s;
4041         void *ret;
4042
4043         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4044                 return kmalloc_large(size, flags);
4045
4046         s = kmalloc_slab(size, flags);
4047
4048         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4049                 return s;
4050
4051         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4052
4053         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4054
4055         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4056
4057         return ret;
4058 }
4059 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4060
4061 #ifdef CONFIG_NUMA
4062 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4063 {
4064         struct page *page;
4065         void *ptr = NULL;
4066         unsigned int order = get_order(size);
4067
4068         flags |= __GFP_COMP;
4069         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4070         if (page) {
4071                 ptr = page_address(page);
4072                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4073                                       PAGE_SIZE << order);
4074         }
4075
4076         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4077 }
4078
4079 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4080 {
4081         struct kmem_cache *s;
4082         void *ret;
4083
4084         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4085                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4086
4087                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4088                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4089                                    flags, node);
4090
4091                 return ret;
4092         }
4093
4094         s = kmalloc_slab(size, flags);
4095
4096         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4097                 return s;
4098
4099         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4100
4101         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4102
4103         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4104
4105         return ret;
4106 }
4107 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4108 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4109
4110 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4111 /*
4112  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4113  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4114  * cache's usercopy region.
4115  *
4116  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4117  * to indicate an error.
4118  */
4119 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4120                          bool to_user)
4121 {
4122         struct kmem_cache *s;
4123         unsigned int offset;
4124         size_t object_size;
4125         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4126
4127         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4128
4129         /* Find object and usable object size. */
4130         s = page->slab_cache;
4131
4132         /* Reject impossible pointers. */
4133         if (ptr < page_address(page))
4134                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4135                                to_user, 0, n);
4136
4137         /* Find offset within object. */
4138         if (is_kfence)
4139                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4140         else
4141                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4142
4143         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4144         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4145                 if (offset < s->red_left_pad)
4146                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4147                                        s->name, to_user, offset, n);
4148                 offset -= s->red_left_pad;
4149         }
4150
4151         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4152         if (offset >= s->useroffset &&
4153             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4154             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4155                 return;
4156
4157         /*
4158          * If the copy is still within the allocated object, produce
4159          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4160          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4161          * whitelists.
4162          */
4163         object_size = slab_ksize(s);
4164         if (usercopy_fallback &&
4165             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4166                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4167                 return;
4168         }
4169
4170         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4171 }
4172 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4173
4174 size_t __ksize(const void *object)
4175 {
4176         struct page *page;
4177
4178         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4179                 return 0;
4180
4181         page = virt_to_head_page(object);
4182
4183         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4184                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4185                 return page_size(page);
4186         }
4187
4188         return slab_ksize(page->slab_cache);
4189 }
4190 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4191
4192 void kfree(const void *x)
4193 {
4194         struct page *page;
4195         void *object = (void *)x;
4196
4197         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4198
4199         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4200                 return;
4201
4202         page = virt_to_head_page(x);
4203         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4204                 unsigned int order = compound_order(page);
4205
4206                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4207                 kfree_hook(object);
4208                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4209                                       -(PAGE_SIZE << order));
4210                 __free_pages(page, order);
4211                 return;
4212         }
4213         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4214 }
4215 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4216
4217 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4218
4219 /*
4220  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4221  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4222  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4223  *
4224  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4225  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4226  * are freed in them.
4227  */
4228 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4229 {
4230         int node;
4231         int i;
4232         struct kmem_cache_node *n;
4233         struct page *page;
4234         struct page *t;
4235         struct list_head discard;
4236         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4237         unsigned long flags;
4238         int ret = 0;
4239
4240         flush_all(s);
4241         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4242                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4243                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4244                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4245
4246                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4247
4248                 /*
4249                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4250                  *
4251                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4252                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4253                  */
4254                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4255                         int free = page->objects - page->inuse;
4256
4257                         /* Do not reread page->inuse */
4258                         barrier();
4259
4260                         /* We do not keep full slabs on the list */
4261                         BUG_ON(free <= 0);
4262
4263                         if (free == page->objects) {
4264                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4265                                 n->nr_partial--;
4266                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4267                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4268                 }
4269
4270                 /*
4271                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4272                  * partial list.
4273                  */
4274                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4275                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4276
4277                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4278
4279                 /* Release empty slabs */
4280                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4281                         discard_slab(s, page);
4282
4283                 if (slabs_node(s, node))
4284                         ret = 1;
4285         }
4286
4287         return ret;
4288 }
4289
4290 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4291 {
4292         struct kmem_cache *s;
4293
4294         mutex_lock(&slab_mutex);
4295         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4296                 __kmem_cache_shrink(s);
4297         mutex_unlock(&slab_mutex);
4298
4299         return 0;
4300 }
4301
4302 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4303 {
4304         struct memory_notify *marg = arg;
4305         int offline_node;
4306
4307         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4308
4309         /*
4310          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4311          * for it yet.
4312          */
4313         if (offline_node < 0)
4314                 return;
4315
4316         mutex_lock(&slab_mutex);
4317         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4318         /*
4319          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4320          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4321          * slab_mutex.
4322          */
4323         mutex_unlock(&slab_mutex);
4324 }
4325
4326 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4327 {
4328         struct kmem_cache_node *n;
4329         struct kmem_cache *s;
4330         struct memory_notify *marg = arg;
4331         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4332         int ret = 0;
4333
4334         /*
4335          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4336          * already created. Nothing to do.
4337          */
4338         if (nid < 0)
4339                 return 0;
4340
4341         /*
4342          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4343          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4344          * online.
4345          */
4346         mutex_lock(&slab_mutex);
4347         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4348                 /*
4349                  * The structure may already exist if the node was previously
4350                  * onlined and offlined.
4351                  */
4352                 if (get_node(s, nid))
4353                         continue;
4354                 /*
4355                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4356                  *      since memory is not yet available from the node that
4357                  *      is brought up.
4358                  */
4359                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4360                 if (!n) {
4361                         ret = -ENOMEM;
4362                         goto out;
4363                 }
4364                 init_kmem_cache_node(n);
4365                 s->node[nid] = n;
4366         }
4367         /*
4368          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4369          * initialized for the new node.
4370          */
4371         node_set(nid, slab_nodes);
4372 out:
4373         mutex_unlock(&slab_mutex);
4374         return ret;
4375 }
4376
4377 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4378                                 unsigned long action, void *arg)
4379 {
4380         int ret = 0;
4381
4382         switch (action) {
4383         case MEM_GOING_ONLINE:
4384                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4385                 break;
4386         case MEM_GOING_OFFLINE:
4387                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4388                 break;
4389         case MEM_OFFLINE:
4390         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4391                 slab_mem_offline_callback(arg);
4392                 break;
4393         case MEM_ONLINE:
4394         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4395                 break;
4396         }
4397         if (ret)
4398                 ret = notifier_from_errno(ret);
4399         else
4400                 ret = NOTIFY_OK;
4401         return ret;
4402 }
4403
4404 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4405         .notifier_call = slab_memory_callback,
4406         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4407 };
4408
4409 /********************************************************************
4410  *                      Basic setup of slabs
4411  *******************************************************************/
4412
4413 /*
4414  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4415  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4416  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4417  */
4418
4419 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4420 {
4421         int node;
4422         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4423         struct kmem_cache_node *n;
4424
4425         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4426
4427         /*
4428          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4429          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4430          * IPIs around.
4431          */
4432         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4433         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4434                 struct page *p;
4435
4436                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4437                         p->slab_cache = s;
4438
4439 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4440                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4441                         p->slab_cache = s;
4442 #endif
4443         }
4444         list_add(&s->list, &slab_caches);
4445         return s;
4446 }
4447
4448 void __init kmem_cache_init(void)
4449 {
4450         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4451                 boot_kmem_cache_node;
4452         int node;
4453
4454         if (debug_guardpage_minorder())
4455                 slub_max_order = 0;
4456
4457         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4458         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4459
4460         /*
4461          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4462          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4463          */
4464         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4465                 node_set(node, slab_nodes);
4466
4467         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4468                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4469
4470         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4471
4472         /* Able to allocate the per node structures */
4473         slab_state = PARTIAL;
4474
4475         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4476                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4477                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4478                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4479
4480         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4481         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4482
4483         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4484         setup_kmalloc_cache_index_table();
4485         create_kmalloc_caches(0);
4486
4487         /* Setup random freelists for each cache */
4488         init_freelist_randomization();
4489
4490         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4491                                   slub_cpu_dead);
4492
4493         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4494                 cache_line_size(),
4495                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4496                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4497 }
4498
4499 void __init kmem_cache_init_late(void)
4500 {
4501 }
4502
4503 struct kmem_cache *
4504 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4505                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4506 {
4507         struct kmem_cache *s;
4508
4509         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4510         if (s) {
4511                 s->refcount++;
4512
4513                 /*
4514                  * Adjust the object sizes so that we clear
4515                  * the complete object on kzalloc.
4516                  */
4517                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4518                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4519
4520                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4521                         s->refcount--;
4522                         s = NULL;
4523                 }
4524         }
4525
4526         return s;
4527 }
4528
4529 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4530 {
4531         int err;
4532
4533         err = kmem_cache_open(s, flags);
4534         if (err)
4535                 return err;
4536
4537         /* Mutex is not taken during early boot */
4538         if (slab_state <= UP)
4539                 return 0;
4540
4541         err = sysfs_slab_add(s);
4542         if (err)
4543                 __kmem_cache_release(s);
4544
4545         return err;
4546 }
4547
4548 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4549 {
4550         struct kmem_cache *s;
4551         void *ret;
4552
4553         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4554                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4555
4556         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4557
4558         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4559                 return s;
4560
4561         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4562
4563         /* Honor the call site pointer we received. */
4564         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4565
4566         return ret;
4567 }
4568 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4569
4570 #ifdef CONFIG_NUMA
4571 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4572                                         int node, unsigned long caller)
4573 {
4574         struct kmem_cache *s;
4575         void *ret;
4576
4577         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4578                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4579
4580                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4581                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4582                                    gfpflags, node);
4583
4584                 return ret;
4585         }
4586
4587         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4588
4589         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4590                 return s;
4591
4592         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4593
4594         /* Honor the call site pointer we received. */
4595         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4596
4597         return ret;
4598 }
4599 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4600 #endif
4601
4602 #ifdef CONFIG_SYSFS
4603 static int count_inuse(struct page *page)
4604 {
4605         return page->inuse;
4606 }
4607
4608 static int count_total(struct page *page)
4609 {
4610         return page->objects;
4611 }
4612 #endif
4613
4614 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4615 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4616 {
4617         void *p;
4618         void *addr = page_address(page);
4619         unsigned long *map;
4620
4621         slab_lock(page);
4622
4623         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4624                 goto unlock;
4625
4626         /* Now we know that a valid freelist exists */
4627         map = get_map(s, page);
4628         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4629                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4630                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4631
4632                 if (!check_object(s, page, p, val))
4633                         break;
4634         }
4635         put_map(map);
4636 unlock:
4637         slab_unlock(page);
4638 }
4639
4640 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4641                 struct kmem_cache_node *n)
4642 {
4643         unsigned long count = 0;
4644         struct page *page;
4645         unsigned long flags;
4646
4647         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4648
4649         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4650                 validate_slab(s, page);
4651                 count++;
4652         }
4653         if (count != n->nr_partial)
4654                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4655                        s->name, count, n->nr_partial);
4656
4657         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4658                 goto out;
4659
4660         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4661                 validate_slab(s, page);
4662                 count++;
4663         }
4664         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4665                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4666                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4667
4668 out:
4669         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4670         return count;
4671 }
4672
4673 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4674 {
4675         int node;
4676         unsigned long count = 0;
4677         struct kmem_cache_node *n;
4678
4679         flush_all(s);
4680         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4681                 count += validate_slab_node(s, n);
4682
4683         return count;
4684 }
4685 /*
4686  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4687  * and freed.
4688  */
4689
4690 struct location {
4691         unsigned long count;
4692         unsigned long addr;
4693         long long sum_time;
4694         long min_time;
4695         long max_time;
4696         long min_pid;
4697         long max_pid;
4698         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4699         nodemask_t nodes;
4700 };
4701
4702 struct loc_track {
4703         unsigned long max;
4704         unsigned long count;
4705         struct location *loc;
4706 };
4707
4708 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4709 {
4710         if (t->max)
4711                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4712                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4713 }
4714
4715 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4716 {
4717         struct location *l;
4718         int order;
4719
4720         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4721
4722         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4723         if (!l)
4724                 return 0;
4725
4726         if (t->count) {
4727                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4728                 free_loc_track(t);
4729         }
4730         t->max = max;
4731         t->loc = l;
4732         return 1;
4733 }
4734
4735 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4736                                 const struct track *track)
4737 {
4738         long start, end, pos;
4739         struct location *l;
4740         unsigned long caddr;
4741         unsigned long age = jiffies - track->when;
4742
4743         start = -1;
4744         end = t->count;
4745
4746         for ( ; ; ) {
4747                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4748
4749                 /*
4750                  * There is nothing at "end". If we end up there
4751                  * we need to add something to before end.
4752                  */
4753                 if (pos == end)
4754                         break;
4755
4756                 caddr = t->loc[pos].addr;
4757                 if (track->addr == caddr) {
4758
4759                         l = &t->loc[pos];
4760                         l->count++;
4761                         if (track->when) {
4762                                 l->sum_time += age;
4763                                 if (age < l->min_time)
4764                                         l->min_time = age;
4765                                 if (age > l->max_time)
4766                                         l->max_time = age;
4767
4768                                 if (track->pid < l->min_pid)
4769                                         l->min_pid = track->pid;
4770                                 if (track->pid > l->max_pid)
4771                                         l->max_pid = track->pid;
4772
4773                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4774                                                 to_cpumask(l->cpus));
4775                         }
4776                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4777                         return 1;
4778                 }
4779
4780                 if (track->addr < caddr)
4781                         end = pos;
4782                 else
4783                         start = pos;
4784         }
4785
4786         /*
4787          * Not found. Insert new tracking element.
4788          */
4789         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4790                 return 0;
4791
4792         l = t->loc + pos;
4793         if (pos < t->count)
4794                 memmove(l + 1, l,
4795                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4796         t->count++;
4797         l->count = 1;
4798         l->addr = track->addr;
4799         l->sum_time = age;
4800         l->min_time = age;
4801         l->max_time = age;
4802         l->min_pid = track->pid;
4803         l->max_pid = track->pid;
4804         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4805         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4806         nodes_clear(l->nodes);
4807         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4808         return 1;
4809 }
4810
4811 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4812                 struct page *page, enum track_item alloc)
4813 {
4814         void *addr = page_address(page);
4815         void *p;
4816         unsigned long *map;
4817
4818         map = get_map(s, page);
4819         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4820                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4821                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4822         put_map(map);
4823 }
4824
4825 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4826                           enum track_item alloc)
4827 {
4828         int len = 0;
4829         unsigned long i;
4830         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4831         int node;
4832         struct kmem_cache_node *n;
4833
4834         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4835                              GFP_KERNEL)) {
4836                 return sysfs_emit(buf, "Out of memory\n");
4837         }
4838         /* Push back cpu slabs */
4839         flush_all(s);
4840
4841         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4842                 unsigned long flags;
4843                 struct page *page;
4844
4845                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4846                         continue;
4847
4848                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4849                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4850                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4851                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4852                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4853                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4854         }
4855
4856         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4857                 struct location *l = &t.loc[i];
4858
4859                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "%7ld ", l->count);
4860
4861                 if (l->addr)
4862                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%pS", (void *)l->addr);
4863                 else
4864                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "<not-available>");
4865
4866                 if (l->sum_time != l->min_time)
4867                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld/%ld/%ld",
4868                                              l->min_time,
4869                                              (long)div_u64(l->sum_time,
4870                                                            l->count),
4871                                              l->max_time);
4872                 else
4873                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld", l->min_time);
4874
4875                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4876                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld-%ld",
4877                                              l->min_pid, l->max_pid);
4878                 else
4879                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld",
4880                                              l->min_pid);
4881
4882                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4883                     !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
4884                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " cpus=%*pbl",
4885                                              cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4886
4887                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
4888                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " nodes=%*pbl",
4889                                              nodemask_pr_args(&l->nodes));
4890
4891                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
4892         }
4893
4894         free_loc_track(&t);
4895         if (!t.count)
4896                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "No data\n");
4897
4898         return len;
4899 }
4900 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4901
4902 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4903 static void __init resiliency_test(void)
4904 {
4905         u8 *p;
4906         int type = KMALLOC_NORMAL;
4907
4908         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4909
4910         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4911         pr_err("-----------------------\n");
4912         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4913
4914         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4915         p[16] = 0x12;
4916         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4917                p + 16);
4918
4919         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4920
4921         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4922         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4923         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4924         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4925                p);
4926         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4927
4928         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4929         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4930         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4931         *p = 0x56;
4932         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4933                p);
4934         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4935         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4936
4937         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4938         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4939         kfree(p);
4940         *p = 0x78;
4941         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4942         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4943
4944         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4945         kfree(p);
4946         p[50] = 0x9a;
4947         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4948         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4949
4950         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4951         kfree(p);
4952         p[512] = 0xab;
4953         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4954         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4955 }
4956 #else
4957 #ifdef CONFIG_SYSFS
4958 static void resiliency_test(void) {};
4959 #endif
4960 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4961
4962 #ifdef CONFIG_SYSFS
4963 enum slab_stat_type {
4964         SL_ALL,                 /* All slabs */
4965         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4966         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4967         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4968         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4969 };
4970
4971 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4972 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4973 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4974 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4975 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4976
4977 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4978                                  char *buf, unsigned long flags)
4979 {
4980         unsigned long total = 0;
4981         int node;
4982         int x;
4983         unsigned long *nodes;
4984         int len = 0;
4985
4986         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4987         if (!nodes)
4988                 return -ENOMEM;
4989
4990         if (flags & SO_CPU) {
4991                 int cpu;
4992
4993                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4994                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4995                                                                cpu);
4996                         int node;
4997                         struct page *page;
4998
4999                         page = READ_ONCE(c->page);
5000                         if (!page)
5001                                 continue;
5002
5003                         node = page_to_nid(page);
5004                         if (flags & SO_TOTAL)
5005                                 x = page->objects;
5006                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5007                                 x = page->inuse;
5008                         else
5009                                 x = 1;
5010
5011                         total += x;
5012                         nodes[node] += x;
5013
5014                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
5015                         if (page) {
5016                                 node = page_to_nid(page);
5017                                 if (flags & SO_TOTAL)
5018                                         WARN_ON_ONCE(1);
5019                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5020                                         WARN_ON_ONCE(1);
5021                                 else
5022                                         x = page->pages;
5023                                 total += x;
5024                                 nodes[node] += x;
5025                         }
5026                 }
5027         }
5028
5029         /*
5030          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5031          * already held which will conflict with an existing lock order:
5032          *
5033          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5034          *
5035          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5036          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5037          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5038          */
5039
5040 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5041         if (flags & SO_ALL) {
5042                 struct kmem_cache_node *n;
5043
5044                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5045
5046                         if (flags & SO_TOTAL)
5047                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5048                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5049                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5050                                         count_partial(n, count_free);
5051                         else
5052                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5053                         total += x;
5054                         nodes[node] += x;
5055                 }
5056
5057         } else
5058 #endif
5059         if (flags & SO_PARTIAL) {
5060                 struct kmem_cache_node *n;
5061
5062                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5063                         if (flags & SO_TOTAL)
5064                                 x = count_partial(n, count_total);
5065                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5066                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5067                         else
5068                                 x = n->nr_partial;
5069                         total += x;
5070                         nodes[node] += x;
5071                 }
5072         }
5073
5074         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5075 #ifdef CONFIG_NUMA
5076         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5077                 if (nodes[node])
5078                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5079                                              node, nodes[node]);
5080         }
5081 #endif
5082         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5083         kfree(nodes);
5084
5085         return len;
5086 }
5087
5088 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5089 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5090
5091 struct slab_attribute {
5092         struct attribute attr;
5093         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5094         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5095 };
5096
5097 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5098         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5099         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5100
5101 #define SLAB_ATTR(_name) \
5102         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5103         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5104
5105 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5106 {
5107         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5108 }
5109 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5110
5111 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5112 {
5113         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5114 }
5115 SLAB_ATTR_RO(align);
5116
5117 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5118 {
5119         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5120 }
5121 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5122
5123 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5128
5129 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5132 }
5133 SLAB_ATTR_RO(order);
5134
5135 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5138 }
5139
5140 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5141                                  size_t length)
5142 {
5143         unsigned long min;
5144         int err;
5145
5146         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5147         if (err)
5148                 return err;
5149
5150         set_min_partial(s, min);
5151         return length;
5152 }
5153 SLAB_ATTR(min_partial);
5154
5155 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5156 {
5157         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5158 }
5159
5160 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5161                                  size_t length)
5162 {
5163         unsigned int objects;
5164         int err;
5165
5166         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5167         if (err)
5168                 return err;
5169         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5170                 return -EINVAL;
5171
5172         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5173         flush_all(s);
5174         return length;
5175 }
5176 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5177
5178 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5179 {
5180         if (!s->ctor)
5181                 return 0;
5182         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5183 }
5184 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5185
5186 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5187 {
5188         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5189 }
5190 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5191
5192 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5193 {
5194         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5195 }
5196 SLAB_ATTR_RO(partial);
5197
5198 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5199 {
5200         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5201 }
5202 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5203
5204 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5205 {
5206         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5207 }
5208 SLAB_ATTR_RO(objects);
5209
5210 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5211 {
5212         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5213 }
5214 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5215
5216 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5217 {
5218         int objects = 0;
5219         int pages = 0;
5220         int cpu;
5221         int len = 0;
5222
5223         for_each_online_cpu(cpu) {
5224                 struct page *page;
5225
5226                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5227
5228                 if (page) {
5229                         pages += page->pages;
5230                         objects += page->pobjects;
5231                 }
5232         }
5233
5234         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5235
5236 #ifdef CONFIG_SMP
5237         for_each_online_cpu(cpu) {
5238                 struct page *page;
5239
5240                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5241                 if (page)
5242                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5243                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5244         }
5245 #endif
5246         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5247
5248         return len;
5249 }
5250 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5251
5252 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5255 }
5256 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5257
5258 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5259 {
5260         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5261 }
5262 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5263
5264 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5265 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5268 }
5269 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5270 #endif
5271
5272 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5275 }
5276 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5277
5278 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5279 {
5280         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5281 }
5282 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5283
5284 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5285 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5286 {
5287         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5288 }
5289 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5290
5291 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5292 {
5293         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5294 }
5295 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5296
5297 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5298 {
5299         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5300 }
5301 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5302
5303 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5304 {
5305         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5306 }
5307 SLAB_ATTR_RO(trace);
5308
5309 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5310 {
5311         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5312 }
5313
5314 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5315
5316 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5317 {
5318         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5319 }
5320
5321 SLAB_ATTR_RO(poison);
5322
5323 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5324 {
5325         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5326 }
5327
5328 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5329
5330 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5331 {
5332         return 0;
5333 }
5334
5335 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5336                         const char *buf, size_t length)
5337 {
5338         int ret = -EINVAL;
5339
5340         if (buf[0] == '1') {
5341                 ret = validate_slab_cache(s);
5342                 if (ret >= 0)
5343                         ret = length;
5344         }
5345         return ret;
5346 }
5347 SLAB_ATTR(validate);
5348
5349 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5350 {
5351         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5352                 return -ENOSYS;
5353         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5354 }
5355 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5356
5357 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5358 {
5359         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5360                 return -ENOSYS;
5361         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5362 }
5363 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5364 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5365
5366 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5367 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5368 {
5369         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5370 }
5371 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5372 #endif
5373
5374 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5375 {
5376         return 0;
5377 }
5378
5379 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5380                         const char *buf, size_t length)
5381 {
5382         if (buf[0] == '1')
5383                 kmem_cache_shrink(s);
5384         else
5385                 return -EINVAL;
5386         return length;
5387 }
5388 SLAB_ATTR(shrink);
5389
5390 #ifdef CONFIG_NUMA
5391 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5392 {
5393         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5394 }
5395
5396 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5397                                 const char *buf, size_t length)
5398 {
5399         unsigned int ratio;
5400         int err;
5401
5402         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5403         if (err)
5404                 return err;
5405         if (ratio > 100)
5406                 return -ERANGE;
5407
5408         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5409
5410         return length;
5411 }
5412 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5413 #endif
5414
5415 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5416 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5417 {
5418         unsigned long sum  = 0;
5419         int cpu;
5420         int len = 0;
5421         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5422
5423         if (!data)
5424                 return -ENOMEM;
5425
5426         for_each_online_cpu(cpu) {
5427                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5428
5429                 data[cpu] = x;
5430                 sum += x;
5431         }
5432
5433         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5434
5435 #ifdef CONFIG_SMP
5436         for_each_online_cpu(cpu) {
5437                 if (data[cpu])
5438                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5439                                              cpu, data[cpu]);
5440         }
5441 #endif
5442         kfree(data);
5443         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5444
5445         return len;
5446 }
5447
5448 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5449 {
5450         int cpu;
5451
5452         for_each_online_cpu(cpu)
5453                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5454 }
5455
5456 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5457 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5458 {                                                               \
5459         return show_stat(s, buf, si);                           \
5460 }                                                               \
5461 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5462                                 const char *buf, size_t length) \
5463 {                                                               \
5464         if (buf[0] != '0')                                      \
5465                 return -EINVAL;                                 \
5466         clear_stat(s, si);                                      \
5467         return length;                                          \
5468 }                                                               \
5469 SLAB_ATTR(text);                                                \
5470
5471 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5472 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5473 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5474 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5475 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5476 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5477 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5478 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5479 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5480 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5481 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5482 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5483 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5484 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5485 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5486 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5487 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5488 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5489 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5490 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5491 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5492 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5493 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5494 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5495 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5496 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5497 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5498
5499 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5500         &slab_size_attr.attr,
5501         &object_size_attr.attr,
5502         &objs_per_slab_attr.attr,
5503         &order_attr.attr,
5504         &min_partial_attr.attr,
5505         &cpu_partial_attr.attr,
5506         &objects_attr.attr,
5507         &objects_partial_attr.attr,
5508         &partial_attr.attr,
5509         &cpu_slabs_attr.attr,
5510         &ctor_attr.attr,
5511         &aliases_attr.attr,
5512         &align_attr.attr,
5513         &hwcache_align_attr.attr,
5514         &reclaim_account_attr.attr,
5515         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5516         &shrink_attr.attr,
5517         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5518 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5519         &total_objects_attr.attr,
5520         &slabs_attr.attr,
5521         &sanity_checks_attr.attr,
5522         &trace_attr.attr,
5523         &red_zone_attr.attr,
5524         &poison_attr.attr,
5525         &store_user_attr.attr,
5526         &validate_attr.attr,
5527         &alloc_calls_attr.attr,
5528         &free_calls_attr.attr,
5529 #endif
5530 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5531         &cache_dma_attr.attr,
5532 #endif
5533 #ifdef CONFIG_NUMA
5534         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5535 #endif
5536 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5537         &alloc_fastpath_attr.attr,
5538         &alloc_slowpath_attr.attr,
5539         &free_fastpath_attr.attr,
5540         &free_slowpath_attr.attr,
5541         &free_frozen_attr.attr,
5542         &free_add_partial_attr.attr,
5543         &free_remove_partial_attr.attr,
5544         &alloc_from_partial_attr.attr,
5545         &alloc_slab_attr.attr,
5546         &alloc_refill_attr.attr,
5547         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5548         &free_slab_attr.attr,
5549         &cpuslab_flush_attr.attr,
5550         &deactivate_full_attr.attr,
5551         &deactivate_empty_attr.attr,
5552         &deactivate_to_head_attr.attr,
5553         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5554         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5555         &deactivate_bypass_attr.attr,
5556         &order_fallback_attr.attr,
5557         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5558         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5559         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5560         &cpu_partial_free_attr.attr,
5561         &cpu_partial_node_attr.attr,
5562         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5563 #endif
5564 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5565         &failslab_attr.attr,
5566 #endif
5567         &usersize_attr.attr,
5568
5569         NULL
5570 };
5571
5572 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5573         .attrs = slab_attrs,
5574 };
5575
5576 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5577                                 struct attribute *attr,
5578                                 char *buf)
5579 {
5580         struct slab_attribute *attribute;
5581         struct kmem_cache *s;
5582         int err;
5583
5584         attribute = to_slab_attr(attr);
5585         s = to_slab(kobj);
5586
5587         if (!attribute->show)
5588                 return -EIO;
5589
5590         err = attribute->show(s, buf);
5591
5592         return err;
5593 }
5594
5595 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5596                                 struct attribute *attr,
5597                                 const char *buf, size_t len)
5598 {
5599         struct slab_attribute *attribute;
5600         struct kmem_cache *s;
5601         int err;
5602
5603         attribute = to_slab_attr(attr);
5604         s = to_slab(kobj);
5605
5606         if (!attribute->store)
5607                 return -EIO;
5608
5609         err = attribute->store(s, buf, len);
5610         return err;
5611 }
5612
5613 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5614 {
5615         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5616 }
5617
5618 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5619         .show = slab_attr_show,
5620         .store = slab_attr_store,
5621 };
5622
5623 static struct kobj_type slab_ktype = {
5624         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5625         .release = kmem_cache_release,
5626 };
5627
5628 static struct kset *slab_kset;
5629
5630 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5631 {
5632         return slab_kset;
5633 }
5634
5635 #define ID_STR_LENGTH 64
5636
5637 /* Create a unique string id for a slab cache:
5638  *
5639  * Format       :[flags-]size
5640  */
5641 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5642 {
5643         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5644         char *p = name;
5645
5646         BUG_ON(!name);
5647
5648         *p++ = ':';
5649         /*
5650          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5651          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5652          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5653          * are matched during merging to guarantee that the id is
5654          * unique.
5655          */
5656         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5657                 *p++ = 'd';
5658         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5659                 *p++ = 'D';
5660         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5661                 *p++ = 'a';
5662         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5663                 *p++ = 'F';
5664         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5665                 *p++ = 'A';
5666         if (p != name + 1)
5667                 *p++ = '-';
5668         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5669
5670         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5671         return name;
5672 }
5673
5674 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5675 {
5676         int err;
5677         const char *name;
5678         struct kset *kset = cache_kset(s);
5679         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5680
5681         if (!kset) {
5682                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5683                 return 0;
5684         }
5685
5686         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5687                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5688                 unmergeable = 1;
5689
5690         if (unmergeable) {
5691                 /*
5692                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5693                  * This is typically the case for debug situations. In that
5694                  * case we can catch duplicate names easily.
5695                  */
5696                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5697                 name = s->name;
5698         } else {
5699                 /*
5700                  * Create a unique name for the slab as a target
5701                  * for the symlinks.
5702                  */
5703                 name = create_unique_id(s);
5704         }
5705
5706         s->kobj.kset = kset;
5707         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5708         if (err)
5709                 goto out;
5710
5711         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5712         if (err)
5713                 goto out_del_kobj;
5714
5715         if (!unmergeable) {
5716                 /* Setup first alias */
5717                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5718         }
5719 out:
5720         if (!unmergeable)
5721                 kfree(name);
5722         return err;
5723 out_del_kobj:
5724         kobject_del(&s->kobj);
5725         goto out;
5726 }
5727
5728 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5729 {
5730         if (slab_state >= FULL)
5731                 kobject_del(&s->kobj);
5732 }
5733
5734 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5735 {
5736         if (slab_state >= FULL)
5737                 kobject_put(&s->kobj);
5738 }
5739
5740 /*
5741  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5742  * available lest we lose that information.
5743  */
5744 struct saved_alias {
5745         struct kmem_cache *s;
5746         const char *name;
5747         struct saved_alias *next;
5748 };
5749
5750 static struct saved_alias *alias_list;
5751
5752 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5753 {
5754         struct saved_alias *al;
5755
5756         if (slab_state == FULL) {
5757                 /*
5758                  * If we have a leftover link then remove it.
5759                  */
5760                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5761                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5762         }
5763
5764         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5765         if (!al)
5766                 return -ENOMEM;
5767
5768         al->s = s;
5769         al->name = name;
5770         al->next = alias_list;
5771         alias_list = al;
5772         return 0;
5773 }
5774
5775 static int __init slab_sysfs_init(void)
5776 {
5777         struct kmem_cache *s;
5778         int err;
5779
5780         mutex_lock(&slab_mutex);
5781
5782         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5783         if (!slab_kset) {
5784                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5785                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5786                 return -ENOSYS;
5787         }
5788
5789         slab_state = FULL;
5790
5791         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5792                 err = sysfs_slab_add(s);
5793                 if (err)
5794                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5795                                s->name);
5796         }
5797
5798         while (alias_list) {
5799                 struct saved_alias *al = alias_list;
5800
5801                 alias_list = alias_list->next;
5802                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5803                 if (err)
5804                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5805                                al->name);
5806                 kfree(al);
5807         }
5808
5809         mutex_unlock(&slab_mutex);
5810         resiliency_test();
5811         return 0;
5812 }
5813
5814 __initcall(slab_sysfs_init);
5815 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5816
5817 /*
5818  * The /proc/slabinfo ABI
5819  */
5820 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5821 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5822 {
5823         unsigned long nr_slabs = 0;
5824         unsigned long nr_objs = 0;
5825         unsigned long nr_free = 0;
5826         int node;
5827         struct kmem_cache_node *n;
5828
5829         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5830                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5831                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5832                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5833         }
5834
5835         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5836         sinfo->num_objs = nr_objs;
5837         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5838         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5839         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5840         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5841 }
5842
5843 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5844 {
5845 }
5846
5847 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5848                        size_t count, loff_t *ppos)
5849 {
5850         return -EIO;
5851 }
5852 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */