Documentation/bpf: Use valid and new links in index.rst
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
127 {
128         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
129                 p += s->red_left_pad;
130
131         return p;
132 }
133
134 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
135 {
136 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
137         return !kmem_cache_debug(s);
138 #else
139         return false;
140 #endif
141 }
142
143 /*
144  * Issues still to be resolved:
145  *
146  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
147  *
148  * - Variable sizing of the per node arrays
149  */
150
151 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
152 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
153
154 /* Enable to log cmpxchg failures */
155 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
156
157 /*
158  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
159  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
160  */
161 #define MIN_PARTIAL 5
162
163 /*
164  * Maximum number of desirable partial slabs.
165  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
166  * sort the partial list by the number of objects in use.
167  */
168 #define MAX_PARTIAL 10
169
170 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
171                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 /*
174  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
175  * issues when checking or reading debug information
176  */
177 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
178                                 SLAB_TRACE)
179
180
181 /*
182  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
183  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
184  * metadata.
185  */
186 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
187
188 #define OO_SHIFT        16
189 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
190 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
191
192 /* Internal SLUB flags */
193 /* Poison object */
194 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
195 /* Use cmpxchg_double */
196 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
197
198 /*
199  * Tracking user of a slab.
200  */
201 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
202 struct track {
203         unsigned long addr;     /* Called from address */
204 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
205         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
206 #endif
207         int cpu;                /* Was running on cpu */
208         int pid;                /* Pid context */
209         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
210 };
211
212 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
213
214 #ifdef CONFIG_SYSFS
215 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
216 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
217 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
218 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
219 #else
220 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
221 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
222                                                         { return 0; }
223 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
224 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         /*
252          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
253          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
254          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
255          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
256          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
257          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
258          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
259          * freepointer to be restored incorrectly.
260          */
261         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
262                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
263 #else
264         return ptr;
265 #endif
266 }
267
268 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
269 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
270                                          void *ptr_addr)
271 {
272         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
273                             (unsigned long)ptr_addr);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
279 }
280
281 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
282 {
283         prefetch(object + s->offset);
284 }
285
286 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
287 {
288         unsigned long freepointer_addr;
289         void *p;
290
291         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
292                 return get_freepointer(s, object);
293
294         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
295         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
296         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
297 }
298
299 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
300 {
301         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
302
303 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
304         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
305 #endif
306
307         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
308 }
309
310 /* Loop over all objects in a slab */
311 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
312         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
313                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
314                 __p += (__s)->size)
315
316 /* Determine object index from a given position */
317 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
318 {
319         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
320 }
321
322 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
323 {
324         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
325 }
326
327 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
328                 unsigned int size)
329 {
330         struct kmem_cache_order_objects x = {
331                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
332         };
333
334         return x;
335 }
336
337 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x >> OO_SHIFT;
340 }
341
342 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
343 {
344         return x.x & OO_MASK;
345 }
346
347 /*
348  * Per slab locking using the pagelock
349  */
350 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
351 {
352         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
353         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
354 }
355
356 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
357 {
358         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
370     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
371         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
372                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
373                                    freelist_old, counters_old,
374                                    freelist_new, counters_new))
375                         return true;
376         } else
377 #endif
378         {
379                 slab_lock(page);
380                 if (page->freelist == freelist_old &&
381                                         page->counters == counters_old) {
382                         page->freelist = freelist_new;
383                         page->counters = counters_new;
384                         slab_unlock(page);
385                         return true;
386                 }
387                 slab_unlock(page);
388         }
389
390         cpu_relax();
391         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
392
393 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
394         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
395 #endif
396
397         return false;
398 }
399
400 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
401                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
402                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
403                 const char *n)
404 {
405 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
406     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
407         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
408                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
409                                    freelist_old, counters_old,
410                                    freelist_new, counters_new))
411                         return true;
412         } else
413 #endif
414         {
415                 unsigned long flags;
416
417                 local_irq_save(flags);
418                 slab_lock(page);
419                 if (page->freelist == freelist_old &&
420                                         page->counters == counters_old) {
421                         page->freelist = freelist_new;
422                         page->counters = counters_new;
423                         slab_unlock(page);
424                         local_irq_restore(flags);
425                         return true;
426                 }
427                 slab_unlock(page);
428                 local_irq_restore(flags);
429         }
430
431         cpu_relax();
432         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
433
434 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
435         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
436 #endif
437
438         return false;
439 }
440
441 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
442 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
443 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
444
445 /*
446  * Determine a map of object in use on a page.
447  *
448  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
449  * not vanish from under us.
450  */
451 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
452         __acquires(&object_map_lock)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
458
459         spin_lock(&object_map_lock);
460
461         bitmap_zero(object_map, page->objects);
462
463         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
464                 set_bit(slab_index(p, s, addr), object_map);
465
466         return object_map;
467 }
468
469 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
470 {
471         VM_BUG_ON(map != object_map);
472         lockdep_assert_held(&object_map_lock);
473
474         spin_unlock(&object_map_lock);
475 }
476
477 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
478 {
479         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
480                 return s->size - s->red_left_pad;
481
482         return s->size;
483 }
484
485 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
486 {
487         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
488                 p -= s->red_left_pad;
489
490         return p;
491 }
492
493 /*
494  * Debug settings:
495  */
496 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
497 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
498 #else
499 static slab_flags_t slub_debug;
500 #endif
501
502 static char *slub_debug_slabs;
503 static int disable_higher_order_debug;
504
505 /*
506  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
507  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
508  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
509  * to tell kasan that these accesses are OK.
510  */
511 static inline void metadata_access_enable(void)
512 {
513         kasan_disable_current();
514 }
515
516 static inline void metadata_access_disable(void)
517 {
518         kasan_enable_current();
519 }
520
521 /*
522  * Object debugging
523  */
524
525 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
526 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
527                                 struct page *page, void *object)
528 {
529         void *base;
530
531         if (!object)
532                 return 1;
533
534         base = page_address(page);
535         object = kasan_reset_tag(object);
536         object = restore_red_left(s, object);
537         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
538                 (object - base) % s->size) {
539                 return 0;
540         }
541
542         return 1;
543 }
544
545 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
546                           unsigned int length)
547 {
548         metadata_access_enable();
549         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
550                         length, 1);
551         metadata_access_disable();
552 }
553
554 /*
555  * See comment in calculate_sizes().
556  */
557 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
558 {
559         return s->offset >= s->inuse;
560 }
561
562 /*
563  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
564  * not overlapping with object.
565  */
566 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
567 {
568         if (freeptr_outside_object(s))
569                 return s->inuse + sizeof(void *);
570         else
571                 return s->inuse;
572 }
573
574 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
575         enum track_item alloc)
576 {
577         struct track *p;
578
579         p = object + get_info_end(s);
580
581         return p + alloc;
582 }
583
584 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
585                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
586 {
587         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
588
589         if (addr) {
590 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
591                 unsigned int nr_entries;
592
593                 metadata_access_enable();
594                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
595                 metadata_access_disable();
596
597                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
598                         p->addrs[nr_entries] = 0;
599 #endif
600                 p->addr = addr;
601                 p->cpu = smp_processor_id();
602                 p->pid = current->pid;
603                 p->when = jiffies;
604         } else {
605                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
606         }
607 }
608
609 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
610 {
611         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
612                 return;
613
614         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
615         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
616 }
617
618 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
619 {
620         if (!t->addr)
621                 return;
622
623         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
624                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
625 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
626         {
627                 int i;
628                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
629                         if (t->addrs[i])
630                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
631                         else
632                                 break;
633         }
634 #endif
635 }
636
637 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
638 {
639         unsigned long pr_time = jiffies;
640         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
641                 return;
642
643         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
644         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
645 }
646
647 static void print_page_info(struct page *page)
648 {
649         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
650                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
651
652 }
653
654 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
655 {
656         struct va_format vaf;
657         va_list args;
658
659         va_start(args, fmt);
660         vaf.fmt = fmt;
661         vaf.va = &args;
662         pr_err("=============================================================================\n");
663         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
664         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
665
666         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
667         va_end(args);
668 }
669
670 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
671 {
672         struct va_format vaf;
673         va_list args;
674
675         va_start(args, fmt);
676         vaf.fmt = fmt;
677         vaf.va = &args;
678         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
679         va_end(args);
680 }
681
682 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
683                                void *freelist, void *nextfree)
684 {
685         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
686             !check_valid_pointer(s, page, nextfree)) {
687                 object_err(s, page, freelist, "Freechain corrupt");
688                 freelist = NULL;
689                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
690                 return true;
691         }
692
693         return false;
694 }
695
696 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
697 {
698         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
699         u8 *addr = page_address(page);
700
701         print_tracking(s, p);
702
703         print_page_info(page);
704
705         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
706                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
707
708         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
709                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
710                               s->red_left_pad);
711         else if (p > addr + 16)
712                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
713
714         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
715                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
716         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
717                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
718                         s->inuse - s->object_size);
719
720         off = get_info_end(s);
721
722         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
723                 off += 2 * sizeof(struct track);
724
725         off += kasan_metadata_size(s);
726
727         if (off != size_from_object(s))
728                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
729                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
730                               size_from_object(s) - off);
731
732         dump_stack();
733 }
734
735 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
736                         u8 *object, char *reason)
737 {
738         slab_bug(s, "%s", reason);
739         print_trailer(s, page, object);
740 }
741
742 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
743                         const char *fmt, ...)
744 {
745         va_list args;
746         char buf[100];
747
748         va_start(args, fmt);
749         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
750         va_end(args);
751         slab_bug(s, "%s", buf);
752         print_page_info(page);
753         dump_stack();
754 }
755
756 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
757 {
758         u8 *p = object;
759
760         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
761                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
762
763         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
764                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
765                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
766         }
767
768         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
769                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
770 }
771
772 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
773                                                 void *from, void *to)
774 {
775         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
776         memset(from, data, to - from);
777 }
778
779 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
780                         u8 *object, char *what,
781                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
782 {
783         u8 *fault;
784         u8 *end;
785         u8 *addr = page_address(page);
786
787         metadata_access_enable();
788         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
789         metadata_access_disable();
790         if (!fault)
791                 return 1;
792
793         end = start + bytes;
794         while (end > fault && end[-1] == value)
795                 end--;
796
797         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
798         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
799                                         fault, end - 1, fault - addr,
800                                         fault[0], value);
801         print_trailer(s, page, object);
802
803         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
804         return 0;
805 }
806
807 /*
808  * Object layout:
809  *
810  * object address
811  *      Bytes of the object to be managed.
812  *      If the freepointer may overlay the object then the free
813  *      pointer is at the middle of the object.
814  *
815  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
816  *      0xa5 (POISON_END)
817  *
818  * object + s->object_size
819  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
820  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
821  *      object_size == inuse.
822  *
823  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
824  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
825  *
826  * object + s->inuse
827  *      Meta data starts here.
828  *
829  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
830  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
831  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
832  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
833  *              before the word boundary.
834  *
835  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
836  *
837  * object + s->size
838  *      Nothing is used beyond s->size.
839  *
840  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
841  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
842  * may be used with merged slabcaches.
843  */
844
845 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
846 {
847         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
848
849         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
850                 /* We also have user information there */
851                 off += 2 * sizeof(struct track);
852
853         off += kasan_metadata_size(s);
854
855         if (size_from_object(s) == off)
856                 return 1;
857
858         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
859                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
860 }
861
862 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
863 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
864 {
865         u8 *start;
866         u8 *fault;
867         u8 *end;
868         u8 *pad;
869         int length;
870         int remainder;
871
872         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
873                 return 1;
874
875         start = page_address(page);
876         length = page_size(page);
877         end = start + length;
878         remainder = length % s->size;
879         if (!remainder)
880                 return 1;
881
882         pad = end - remainder;
883         metadata_access_enable();
884         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
885         metadata_access_disable();
886         if (!fault)
887                 return 1;
888         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
889                 end--;
890
891         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
892                         fault, end - 1, fault - start);
893         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
894
895         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
896         return 0;
897 }
898
899 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
900                                         void *object, u8 val)
901 {
902         u8 *p = object;
903         u8 *endobject = object + s->object_size;
904
905         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
906                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
907                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
908                         return 0;
909
910                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
911                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
912                         return 0;
913         } else {
914                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
915                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
916                                 endobject, POISON_INUSE,
917                                 s->inuse - s->object_size);
918                 }
919         }
920
921         if (s->flags & SLAB_POISON) {
922                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
923                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
924                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
925                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
926                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
927                         return 0;
928                 /*
929                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
930                  */
931                 check_pad_bytes(s, page, p);
932         }
933
934         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
935                 /*
936                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
937                  * freepointer while object is allocated.
938                  */
939                 return 1;
940
941         /* Check free pointer validity */
942         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
943                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
944                 /*
945                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
946                  * of the free objects in this slab. May cause
947                  * another error because the object count is now wrong.
948                  */
949                 set_freepointer(s, p, NULL);
950                 return 0;
951         }
952         return 1;
953 }
954
955 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
956 {
957         int maxobj;
958
959         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
960
961         if (!PageSlab(page)) {
962                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
963                 return 0;
964         }
965
966         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
967         if (page->objects > maxobj) {
968                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
969                         page->objects, maxobj);
970                 return 0;
971         }
972         if (page->inuse > page->objects) {
973                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
974                         page->inuse, page->objects);
975                 return 0;
976         }
977         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
978         slab_pad_check(s, page);
979         return 1;
980 }
981
982 /*
983  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
984  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
985  */
986 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
987 {
988         int nr = 0;
989         void *fp;
990         void *object = NULL;
991         int max_objects;
992
993         fp = page->freelist;
994         while (fp && nr <= page->objects) {
995                 if (fp == search)
996                         return 1;
997                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
998                         if (object) {
999                                 object_err(s, page, object,
1000                                         "Freechain corrupt");
1001                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1002                         } else {
1003                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1004                                 page->freelist = NULL;
1005                                 page->inuse = page->objects;
1006                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1007                                 return 0;
1008                         }
1009                         break;
1010                 }
1011                 object = fp;
1012                 fp = get_freepointer(s, object);
1013                 nr++;
1014         }
1015
1016         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1017         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1018                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1019
1020         if (page->objects != max_objects) {
1021                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1022                          page->objects, max_objects);
1023                 page->objects = max_objects;
1024                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1025         }
1026         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1027                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1028                          page->inuse, page->objects - nr);
1029                 page->inuse = page->objects - nr;
1030                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1031         }
1032         return search == NULL;
1033 }
1034
1035 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1036                                                                 int alloc)
1037 {
1038         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1039                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1040                         s->name,
1041                         alloc ? "alloc" : "free",
1042                         object, page->inuse,
1043                         page->freelist);
1044
1045                 if (!alloc)
1046                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1047                                         s->object_size);
1048
1049                 dump_stack();
1050         }
1051 }
1052
1053 /*
1054  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1055  */
1056 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1057         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1058 {
1059         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1060                 return;
1061
1062         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1063         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1064 }
1065
1066 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1067 {
1068         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1069                 return;
1070
1071         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1072         list_del(&page->slab_list);
1073 }
1074
1075 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1076 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1077 {
1078         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1079
1080         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1081 }
1082
1083 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1084 {
1085         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1086 }
1087
1088 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1089 {
1090         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1091
1092         /*
1093          * May be called early in order to allocate a slab for the
1094          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1095          * dilemma by deferring the increment of the count during
1096          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1097          */
1098         if (likely(n)) {
1099                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1100                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1101         }
1102 }
1103 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1104 {
1105         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1106
1107         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1108         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1109 }
1110
1111 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1112 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1113                                                                 void *object)
1114 {
1115         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1116                 return;
1117
1118         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1119         init_tracking(s, object);
1120 }
1121
1122 static
1123 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1124 {
1125         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1126                 return;
1127
1128         metadata_access_enable();
1129         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1130         metadata_access_disable();
1131 }
1132
1133 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1134                                         struct page *page, void *object)
1135 {
1136         if (!check_slab(s, page))
1137                 return 0;
1138
1139         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1140                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1141                 return 0;
1142         }
1143
1144         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1145                 return 0;
1146
1147         return 1;
1148 }
1149
1150 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1151                                         struct page *page,
1152                                         void *object, unsigned long addr)
1153 {
1154         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1155                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1156                         goto bad;
1157         }
1158
1159         /* Success perform special debug activities for allocs */
1160         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1161                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1162         trace(s, page, object, 1);
1163         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1164         return 1;
1165
1166 bad:
1167         if (PageSlab(page)) {
1168                 /*
1169                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1170                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1171                  * as used avoids touching the remaining objects.
1172                  */
1173                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1174                 page->inuse = page->objects;
1175                 page->freelist = NULL;
1176         }
1177         return 0;
1178 }
1179
1180 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1181                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1182 {
1183         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1184                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1185                 return 0;
1186         }
1187
1188         if (on_freelist(s, page, object)) {
1189                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1190                 return 0;
1191         }
1192
1193         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1194                 return 0;
1195
1196         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1197                 if (!PageSlab(page)) {
1198                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1199                                  object);
1200                 } else if (!page->slab_cache) {
1201                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1202                                object);
1203                         dump_stack();
1204                 } else
1205                         object_err(s, page, object,
1206                                         "page slab pointer corrupt.");
1207                 return 0;
1208         }
1209         return 1;
1210 }
1211
1212 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1213 static noinline int free_debug_processing(
1214         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1215         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1216         unsigned long addr)
1217 {
1218         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1219         void *object = head;
1220         int cnt = 0;
1221         unsigned long uninitialized_var(flags);
1222         int ret = 0;
1223
1224         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1225         slab_lock(page);
1226
1227         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1228                 if (!check_slab(s, page))
1229                         goto out;
1230         }
1231
1232 next_object:
1233         cnt++;
1234
1235         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1236                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1237                         goto out;
1238         }
1239
1240         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1241                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1242         trace(s, page, object, 0);
1243         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1244         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1245
1246         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1247         if (object != tail) {
1248                 object = get_freepointer(s, object);
1249                 goto next_object;
1250         }
1251         ret = 1;
1252
1253 out:
1254         if (cnt != bulk_cnt)
1255                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1256                          bulk_cnt, cnt);
1257
1258         slab_unlock(page);
1259         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1260         if (!ret)
1261                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1262         return ret;
1263 }
1264
1265 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1266 {
1267         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1268         if (*str++ != '=' || !*str)
1269                 /*
1270                  * No options specified. Switch on full debugging.
1271                  */
1272                 goto out;
1273
1274         if (*str == ',')
1275                 /*
1276                  * No options but restriction on slabs. This means full
1277                  * debugging for slabs matching a pattern.
1278                  */
1279                 goto check_slabs;
1280
1281         slub_debug = 0;
1282         if (*str == '-')
1283                 /*
1284                  * Switch off all debugging measures.
1285                  */
1286                 goto out;
1287
1288         /*
1289          * Determine which debug features should be switched on
1290          */
1291         for (; *str && *str != ','; str++) {
1292                 switch (tolower(*str)) {
1293                 case 'f':
1294                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1295                         break;
1296                 case 'z':
1297                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1298                         break;
1299                 case 'p':
1300                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1301                         break;
1302                 case 'u':
1303                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1304                         break;
1305                 case 't':
1306                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1307                         break;
1308                 case 'a':
1309                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1310                         break;
1311                 case 'o':
1312                         /*
1313                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1314                          * order would increase as a result.
1315                          */
1316                         disable_higher_order_debug = 1;
1317                         break;
1318                 default:
1319                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1320                                *str);
1321                 }
1322         }
1323
1324 check_slabs:
1325         if (*str == ',')
1326                 slub_debug_slabs = str + 1;
1327 out:
1328         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1329              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1330             (slub_debug & SLAB_POISON))
1331                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1332         return 1;
1333 }
1334
1335 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1336
1337 /*
1338  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1339  * @object_size:        the size of an object without meta data
1340  * @flags:              flags to set
1341  * @name:               name of the cache
1342  * @ctor:               constructor function
1343  *
1344  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1345  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1346  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1347  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1348  */
1349 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1350         slab_flags_t flags, const char *name,
1351         void (*ctor)(void *))
1352 {
1353         char *iter;
1354         size_t len;
1355
1356         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1357         if (!slub_debug_slabs)
1358                 return flags | slub_debug;
1359
1360         len = strlen(name);
1361         iter = slub_debug_slabs;
1362         while (*iter) {
1363                 char *end, *glob;
1364                 size_t cmplen;
1365
1366                 end = strchrnul(iter, ',');
1367
1368                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1369                 if (glob)
1370                         cmplen = glob - iter;
1371                 else
1372                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1373
1374                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1375                         flags |= slub_debug;
1376                         break;
1377                 }
1378
1379                 if (!*end)
1380                         break;
1381                 iter = end + 1;
1382         }
1383
1384         return flags;
1385 }
1386 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1387 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1388                         struct page *page, void *object) {}
1389 static inline
1390 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1391
1392 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1393         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1394
1395 static inline int free_debug_processing(
1396         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1397         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1398         unsigned long addr) { return 0; }
1399
1400 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1401                         { return 1; }
1402 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1403                         void *object, u8 val) { return 1; }
1404 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1405                                         struct page *page) {}
1406 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1407                                         struct page *page) {}
1408 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1409         slab_flags_t flags, const char *name,
1410         void (*ctor)(void *))
1411 {
1412         return flags;
1413 }
1414 #define slub_debug 0
1415
1416 #define disable_higher_order_debug 0
1417
1418 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1419                                                         { return 0; }
1420 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1421                                                         { return 0; }
1422 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1423                                                         int objects) {}
1424 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1425                                                         int objects) {}
1426
1427 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1428                                void *freelist, void *nextfree)
1429 {
1430         return false;
1431 }
1432 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1433
1434 /*
1435  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1436  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1437  */
1438 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1439 {
1440         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1441         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1442         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1443         return ptr;
1444 }
1445
1446 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1447 {
1448         kmemleak_free(x);
1449         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1450 }
1451
1452 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1453 {
1454         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1455
1456         /*
1457          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1458          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1459          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1460          */
1461 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1462         {
1463                 unsigned long flags;
1464
1465                 local_irq_save(flags);
1466                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1467                 local_irq_restore(flags);
1468         }
1469 #endif
1470         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1471                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1472
1473         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1474         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1475 }
1476
1477 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1478                                            void **head, void **tail)
1479 {
1480
1481         void *object;
1482         void *next = *head;
1483         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1484         int rsize;
1485
1486         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1487         *head = NULL;
1488         *tail = NULL;
1489
1490         do {
1491                 object = next;
1492                 next = get_freepointer(s, object);
1493
1494                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1495                         /*
1496                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1497                          * the redzone.
1498                          */
1499                         memset(object, 0, s->object_size);
1500                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1501                                                            : 0;
1502                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1503                                s->size - s->inuse - rsize);
1504
1505                 }
1506                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1507                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1508                         /* Move object to the new freelist */
1509                         set_freepointer(s, object, *head);
1510                         *head = object;
1511                         if (!*tail)
1512                                 *tail = object;
1513                 }
1514         } while (object != old_tail);
1515
1516         if (*head == *tail)
1517                 *tail = NULL;
1518
1519         return *head != NULL;
1520 }
1521
1522 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1523                                 void *object)
1524 {
1525         setup_object_debug(s, page, object);
1526         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1527         if (unlikely(s->ctor)) {
1528                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1529                 s->ctor(object);
1530                 kasan_poison_object_data(s, object);
1531         }
1532         return object;
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Slab allocation and freeing
1537  */
1538 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1539                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1540 {
1541         struct page *page;
1542         unsigned int order = oo_order(oo);
1543
1544         if (node == NUMA_NO_NODE)
1545                 page = alloc_pages(flags, order);
1546         else
1547                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1548
1549         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1550                 __free_pages(page, order);
1551                 page = NULL;
1552         }
1553
1554         return page;
1555 }
1556
1557 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1558 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1559 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1560 {
1561         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1562         int err;
1563
1564         /* Bailout if already initialised */
1565         if (s->random_seq)
1566                 return 0;
1567
1568         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1569         if (err) {
1570                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1571                         s->name);
1572                 return err;
1573         }
1574
1575         /* Transform to an offset on the set of pages */
1576         if (s->random_seq) {
1577                 unsigned int i;
1578
1579                 for (i = 0; i < count; i++)
1580                         s->random_seq[i] *= s->size;
1581         }
1582         return 0;
1583 }
1584
1585 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1586 static void __init init_freelist_randomization(void)
1587 {
1588         struct kmem_cache *s;
1589
1590         mutex_lock(&slab_mutex);
1591
1592         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1593                 init_cache_random_seq(s);
1594
1595         mutex_unlock(&slab_mutex);
1596 }
1597
1598 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1599 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1600                                 unsigned long *pos, void *start,
1601                                 unsigned long page_limit,
1602                                 unsigned long freelist_count)
1603 {
1604         unsigned int idx;
1605
1606         /*
1607          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1608          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1609          */
1610         do {
1611                 idx = s->random_seq[*pos];
1612                 *pos += 1;
1613                 if (*pos >= freelist_count)
1614                         *pos = 0;
1615         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1616
1617         return (char *)start + idx;
1618 }
1619
1620 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1621 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1622 {
1623         void *start;
1624         void *cur;
1625         void *next;
1626         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1627
1628         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1629                 return false;
1630
1631         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1632         pos = get_random_int() % freelist_count;
1633
1634         page_limit = page->objects * s->size;
1635         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1636
1637         /* First entry is used as the base of the freelist */
1638         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1639                                 freelist_count);
1640         cur = setup_object(s, page, cur);
1641         page->freelist = cur;
1642
1643         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1644                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1645                         freelist_count);
1646                 next = setup_object(s, page, next);
1647                 set_freepointer(s, cur, next);
1648                 cur = next;
1649         }
1650         set_freepointer(s, cur, NULL);
1651
1652         return true;
1653 }
1654 #else
1655 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1656 {
1657         return 0;
1658 }
1659 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1660 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1661 {
1662         return false;
1663 }
1664 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1665
1666 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1667 {
1668         struct page *page;
1669         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1670         gfp_t alloc_gfp;
1671         void *start, *p, *next;
1672         int idx;
1673         bool shuffle;
1674
1675         flags &= gfp_allowed_mask;
1676
1677         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1678                 local_irq_enable();
1679
1680         flags |= s->allocflags;
1681
1682         /*
1683          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1684          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1685          */
1686         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1687         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1688                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1689
1690         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1691         if (unlikely(!page)) {
1692                 oo = s->min;
1693                 alloc_gfp = flags;
1694                 /*
1695                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1696                  * Try a lower order alloc if possible
1697                  */
1698                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1699                 if (unlikely(!page))
1700                         goto out;
1701                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1702         }
1703
1704         page->objects = oo_objects(oo);
1705
1706         page->slab_cache = s;
1707         __SetPageSlab(page);
1708         if (page_is_pfmemalloc(page))
1709                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1710
1711         kasan_poison_slab(page);
1712
1713         start = page_address(page);
1714
1715         setup_page_debug(s, page, start);
1716
1717         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1718
1719         if (!shuffle) {
1720                 start = fixup_red_left(s, start);
1721                 start = setup_object(s, page, start);
1722                 page->freelist = start;
1723                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1724                         next = p + s->size;
1725                         next = setup_object(s, page, next);
1726                         set_freepointer(s, p, next);
1727                         p = next;
1728                 }
1729                 set_freepointer(s, p, NULL);
1730         }
1731
1732         page->inuse = page->objects;
1733         page->frozen = 1;
1734
1735 out:
1736         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1737                 local_irq_disable();
1738         if (!page)
1739                 return NULL;
1740
1741         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1742
1743         return page;
1744 }
1745
1746 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1747 {
1748         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1749                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1750                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1751                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1752                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1753                 dump_stack();
1754         }
1755
1756         return allocate_slab(s,
1757                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1758 }
1759
1760 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1761 {
1762         int order = compound_order(page);
1763         int pages = 1 << order;
1764
1765         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1766                 void *p;
1767
1768                 slab_pad_check(s, page);
1769                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1770                                                 page->objects)
1771                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1772         }
1773
1774         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1775         __ClearPageSlab(page);
1776
1777         page->mapping = NULL;
1778         if (current->reclaim_state)
1779                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1780         uncharge_slab_page(page, order, s);
1781         __free_pages(page, order);
1782 }
1783
1784 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1785 {
1786         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1787
1788         __free_slab(page->slab_cache, page);
1789 }
1790
1791 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1792 {
1793         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1794                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1795         } else
1796                 __free_slab(s, page);
1797 }
1798
1799 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1800 {
1801         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1802         free_slab(s, page);
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Management of partially allocated slabs.
1807  */
1808 static inline void
1809 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1810 {
1811         n->nr_partial++;
1812         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1813                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1814         else
1815                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1816 }
1817
1818 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1819                                 struct page *page, int tail)
1820 {
1821         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1822         __add_partial(n, page, tail);
1823 }
1824
1825 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1826                                         struct page *page)
1827 {
1828         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1829         list_del(&page->slab_list);
1830         n->nr_partial--;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1835  * return the pointer to the freelist.
1836  *
1837  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1838  */
1839 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1840                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1841                 int mode, int *objects)
1842 {
1843         void *freelist;
1844         unsigned long counters;
1845         struct page new;
1846
1847         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1848
1849         /*
1850          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1851          * The old freelist is the list of objects for the
1852          * per cpu allocation list.
1853          */
1854         freelist = page->freelist;
1855         counters = page->counters;
1856         new.counters = counters;
1857         *objects = new.objects - new.inuse;
1858         if (mode) {
1859                 new.inuse = page->objects;
1860                 new.freelist = NULL;
1861         } else {
1862                 new.freelist = freelist;
1863         }
1864
1865         VM_BUG_ON(new.frozen);
1866         new.frozen = 1;
1867
1868         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1869                         freelist, counters,
1870                         new.freelist, new.counters,
1871                         "acquire_slab"))
1872                 return NULL;
1873
1874         remove_partial(n, page);
1875         WARN_ON(!freelist);
1876         return freelist;
1877 }
1878
1879 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1880 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1881
1882 /*
1883  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1884  */
1885 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1886                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1887 {
1888         struct page *page, *page2;
1889         void *object = NULL;
1890         unsigned int available = 0;
1891         int objects;
1892
1893         /*
1894          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1895          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1896          * partial slab and there is none available then get_partials()
1897          * will return NULL.
1898          */
1899         if (!n || !n->nr_partial)
1900                 return NULL;
1901
1902         spin_lock(&n->list_lock);
1903         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1904                 void *t;
1905
1906                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1907                         continue;
1908
1909                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1910                 if (!t)
1911                         break;
1912
1913                 available += objects;
1914                 if (!object) {
1915                         c->page = page;
1916                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1917                         object = t;
1918                 } else {
1919                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1920                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1921                 }
1922                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1923                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1924                         break;
1925
1926         }
1927         spin_unlock(&n->list_lock);
1928         return object;
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1933  */
1934 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1935                 struct kmem_cache_cpu *c)
1936 {
1937 #ifdef CONFIG_NUMA
1938         struct zonelist *zonelist;
1939         struct zoneref *z;
1940         struct zone *zone;
1941         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
1942         void *object;
1943         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1944
1945         /*
1946          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1947          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1948          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1949          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1950          *
1951          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1952          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1953          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1954          * from other nodes and filled up.
1955          *
1956          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1957          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1958          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1959          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1960          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1961          * with available objects.
1962          */
1963         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1964                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1965                 return NULL;
1966
1967         do {
1968                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1969                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1970                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
1971                         struct kmem_cache_node *n;
1972
1973                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1974
1975                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1976                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1977                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1978                                 if (object) {
1979                                         /*
1980                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1981                                          * here - if mems_allowed was updated in
1982                                          * parallel, that was a harmless race
1983                                          * between allocation and the cpuset
1984                                          * update
1985                                          */
1986                                         return object;
1987                                 }
1988                         }
1989                 }
1990         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1991 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1992         return NULL;
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Get a partial page, lock it and return it.
1997  */
1998 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1999                 struct kmem_cache_cpu *c)
2000 {
2001         void *object;
2002         int searchnode = node;
2003
2004         if (node == NUMA_NO_NODE)
2005                 searchnode = numa_mem_id();
2006
2007         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2008         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2009                 return object;
2010
2011         return get_any_partial(s, flags, c);
2012 }
2013
2014 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2015 /*
2016  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2017  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2018  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2019  */
2020 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2021 #else
2022 /*
2023  * No preemption supported therefore also no need to check for
2024  * different cpus.
2025  */
2026 #define TID_STEP 1
2027 #endif
2028
2029 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2030 {
2031         return tid + TID_STEP;
2032 }
2033
2034 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2035 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2036 {
2037         return tid % TID_STEP;
2038 }
2039
2040 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2041 {
2042         return tid / TID_STEP;
2043 }
2044 #endif
2045
2046 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2047 {
2048         return cpu;
2049 }
2050
2051 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2052                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2053 {
2054 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2055         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2056
2057         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2058
2059 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2060         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2061                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2062                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2063         else
2064 #endif
2065         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2066                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2067                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2068         else
2069                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2070                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2071 #endif
2072         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2073 }
2074
2075 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2076 {
2077         int cpu;
2078
2079         for_each_possible_cpu(cpu)
2080                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Remove the cpu slab
2085  */
2086 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2087                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2088 {
2089         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2090         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2091         int lock = 0;
2092         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2093         void *nextfree;
2094         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2095         struct page new;
2096         struct page old;
2097
2098         if (page->freelist) {
2099                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2100                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2101         }
2102
2103         /*
2104          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2105          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2106          * last one.
2107          *
2108          * There is no need to take the list->lock because the page
2109          * is still frozen.
2110          */
2111         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2112                 void *prior;
2113                 unsigned long counters;
2114
2115                 /*
2116                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2117                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2118                  * starting at 'freelist'.
2119                  */
2120                 if (freelist_corrupted(s, page, freelist, nextfree))
2121                         break;
2122
2123                 do {
2124                         prior = page->freelist;
2125                         counters = page->counters;
2126                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2127                         new.counters = counters;
2128                         new.inuse--;
2129                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2130
2131                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2132                         prior, counters,
2133                         freelist, new.counters,
2134                         "drain percpu freelist"));
2135
2136                 freelist = nextfree;
2137         }
2138
2139         /*
2140          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2141          * list presence reflects the actual number of objects
2142          * during unfreeze.
2143          *
2144          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2145          * with the count. If there is a mismatch then the page
2146          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2147          *
2148          * Then we restart the process which may have to remove
2149          * the page from the list that we just put it on again
2150          * because the number of objects in the slab may have
2151          * changed.
2152          */
2153 redo:
2154
2155         old.freelist = page->freelist;
2156         old.counters = page->counters;
2157         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2158
2159         /* Determine target state of the slab */
2160         new.counters = old.counters;
2161         if (freelist) {
2162                 new.inuse--;
2163                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2164                 new.freelist = freelist;
2165         } else
2166                 new.freelist = old.freelist;
2167
2168         new.frozen = 0;
2169
2170         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2171                 m = M_FREE;
2172         else if (new.freelist) {
2173                 m = M_PARTIAL;
2174                 if (!lock) {
2175                         lock = 1;
2176                         /*
2177                          * Taking the spinlock removes the possibility
2178                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2179                          * is frozen
2180                          */
2181                         spin_lock(&n->list_lock);
2182                 }
2183         } else {
2184                 m = M_FULL;
2185                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2186                         lock = 1;
2187                         /*
2188                          * This also ensures that the scanning of full
2189                          * slabs from diagnostic functions will not see
2190                          * any frozen slabs.
2191                          */
2192                         spin_lock(&n->list_lock);
2193                 }
2194         }
2195
2196         if (l != m) {
2197                 if (l == M_PARTIAL)
2198                         remove_partial(n, page);
2199                 else if (l == M_FULL)
2200                         remove_full(s, n, page);
2201
2202                 if (m == M_PARTIAL)
2203                         add_partial(n, page, tail);
2204                 else if (m == M_FULL)
2205                         add_full(s, n, page);
2206         }
2207
2208         l = m;
2209         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2210                                 old.freelist, old.counters,
2211                                 new.freelist, new.counters,
2212                                 "unfreezing slab"))
2213                 goto redo;
2214
2215         if (lock)
2216                 spin_unlock(&n->list_lock);
2217
2218         if (m == M_PARTIAL)
2219                 stat(s, tail);
2220         else if (m == M_FULL)
2221                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2222         else if (m == M_FREE) {
2223                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2224                 discard_slab(s, page);
2225                 stat(s, FREE_SLAB);
2226         }
2227
2228         c->page = NULL;
2229         c->freelist = NULL;
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2234  *
2235  * This function must be called with interrupts disabled
2236  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2237  * to guarantee no concurrent accesses).
2238  */
2239 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2240                 struct kmem_cache_cpu *c)
2241 {
2242 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2243         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2244         struct page *page, *discard_page = NULL;
2245
2246         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2247                 struct page new;
2248                 struct page old;
2249
2250                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2251
2252                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2253                 if (n != n2) {
2254                         if (n)
2255                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2256
2257                         n = n2;
2258                         spin_lock(&n->list_lock);
2259                 }
2260
2261                 do {
2262
2263                         old.freelist = page->freelist;
2264                         old.counters = page->counters;
2265                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2266
2267                         new.counters = old.counters;
2268                         new.freelist = old.freelist;
2269
2270                         new.frozen = 0;
2271
2272                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2273                                 old.freelist, old.counters,
2274                                 new.freelist, new.counters,
2275                                 "unfreezing slab"));
2276
2277                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2278                         page->next = discard_page;
2279                         discard_page = page;
2280                 } else {
2281                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2282                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2283                 }
2284         }
2285
2286         if (n)
2287                 spin_unlock(&n->list_lock);
2288
2289         while (discard_page) {
2290                 page = discard_page;
2291                 discard_page = discard_page->next;
2292
2293                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2294                 discard_slab(s, page);
2295                 stat(s, FREE_SLAB);
2296         }
2297 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2302  * partial page slot if available.
2303  *
2304  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2305  * per node partial list.
2306  */
2307 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2308 {
2309 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2310         struct page *oldpage;
2311         int pages;
2312         int pobjects;
2313
2314         preempt_disable();
2315         do {
2316                 pages = 0;
2317                 pobjects = 0;
2318                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2319
2320                 if (oldpage) {
2321                         pobjects = oldpage->pobjects;
2322                         pages = oldpage->pages;
2323                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2324                                 unsigned long flags;
2325                                 /*
2326                                  * partial array is full. Move the existing
2327                                  * set to the per node partial list.
2328                                  */
2329                                 local_irq_save(flags);
2330                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2331                                 local_irq_restore(flags);
2332                                 oldpage = NULL;
2333                                 pobjects = 0;
2334                                 pages = 0;
2335                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2336                         }
2337                 }
2338
2339                 pages++;
2340                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2341
2342                 page->pages = pages;
2343                 page->pobjects = pobjects;
2344                 page->next = oldpage;
2345
2346         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2347                                                                 != oldpage);
2348         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2349                 unsigned long flags;
2350
2351                 local_irq_save(flags);
2352                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2353                 local_irq_restore(flags);
2354         }
2355         preempt_enable();
2356 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2357 }
2358
2359 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2360 {
2361         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2362         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2363
2364         c->tid = next_tid(c->tid);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Flush cpu slab.
2369  *
2370  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2371  */
2372 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2373 {
2374         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2375
2376         if (c->page)
2377                 flush_slab(s, c);
2378
2379         unfreeze_partials(s, c);
2380 }
2381
2382 static void flush_cpu_slab(void *d)
2383 {
2384         struct kmem_cache *s = d;
2385
2386         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2387 }
2388
2389 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2390 {
2391         struct kmem_cache *s = info;
2392         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2393
2394         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2395 }
2396
2397 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2398 {
2399         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2404  * necessary.
2405  */
2406 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2407 {
2408         struct kmem_cache *s;
2409         unsigned long flags;
2410
2411         mutex_lock(&slab_mutex);
2412         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2413                 local_irq_save(flags);
2414                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2415                 local_irq_restore(flags);
2416         }
2417         mutex_unlock(&slab_mutex);
2418         return 0;
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2423  * locality expectations.
2424  */
2425 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2426 {
2427 #ifdef CONFIG_NUMA
2428         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2429                 return 0;
2430 #endif
2431         return 1;
2432 }
2433
2434 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2435 static int count_free(struct page *page)
2436 {
2437         return page->objects - page->inuse;
2438 }
2439
2440 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2441 {
2442         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2443 }
2444 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2445
2446 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2447 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2448                                         int (*get_count)(struct page *))
2449 {
2450         unsigned long flags;
2451         unsigned long x = 0;
2452         struct page *page;
2453
2454         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2455         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2456                 x += get_count(page);
2457         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2458         return x;
2459 }
2460 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2461
2462 static noinline void
2463 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2464 {
2465 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2466         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2467                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2468         int node;
2469         struct kmem_cache_node *n;
2470
2471         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2472                 return;
2473
2474         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2475                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2476         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2477                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2478                 oo_order(s->min));
2479
2480         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2481                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2482                         s->name);
2483
2484         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2485                 unsigned long nr_slabs;
2486                 unsigned long nr_objs;
2487                 unsigned long nr_free;
2488
2489                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2490                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2491                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2492
2493                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2494                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2495         }
2496 #endif
2497 }
2498
2499 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2500                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2501 {
2502         void *freelist;
2503         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2504         struct page *page;
2505
2506         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2507
2508         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2509
2510         if (freelist)
2511                 return freelist;
2512
2513         page = new_slab(s, flags, node);
2514         if (page) {
2515                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2516                 if (c->page)
2517                         flush_slab(s, c);
2518
2519                 /*
2520                  * No other reference to the page yet so we can
2521                  * muck around with it freely without cmpxchg
2522                  */
2523                 freelist = page->freelist;
2524                 page->freelist = NULL;
2525
2526                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2527                 c->page = page;
2528                 *pc = c;
2529         }
2530
2531         return freelist;
2532 }
2533
2534 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2535 {
2536         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2537                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2538
2539         return true;
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2544  * per cpu freelist or deactivate the page.
2545  *
2546  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2547  *
2548  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2549  *
2550  * This function must be called with interrupt disabled.
2551  */
2552 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2553 {
2554         struct page new;
2555         unsigned long counters;
2556         void *freelist;
2557
2558         do {
2559                 freelist = page->freelist;
2560                 counters = page->counters;
2561
2562                 new.counters = counters;
2563                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2564
2565                 new.inuse = page->objects;
2566                 new.frozen = freelist != NULL;
2567
2568         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2569                 freelist, counters,
2570                 NULL, new.counters,
2571                 "get_freelist"));
2572
2573         return freelist;
2574 }
2575
2576 /*
2577  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2578  * debugging duties.
2579  *
2580  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2581  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2582  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2583  *
2584  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2585  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2586  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2587  *
2588  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2589  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2590  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2591  *
2592  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2593  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2594  */
2595 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2596                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2597 {
2598         void *freelist;
2599         struct page *page;
2600
2601         page = c->page;
2602         if (!page) {
2603                 /*
2604                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2605                  * ignore the node constraint
2606                  */
2607                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2608                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2609                         node = NUMA_NO_NODE;
2610                 goto new_slab;
2611         }
2612 redo:
2613
2614         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2615                 /*
2616                  * same as above but node_match() being false already
2617                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2618                  */
2619                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2620                         node = NUMA_NO_NODE;
2621                         goto redo;
2622                 } else {
2623                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2624                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2625                         goto new_slab;
2626                 }
2627         }
2628
2629         /*
2630          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2631          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2632          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2633          */
2634         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2635                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2636                 goto new_slab;
2637         }
2638
2639         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2640         freelist = c->freelist;
2641         if (freelist)
2642                 goto load_freelist;
2643
2644         freelist = get_freelist(s, page);
2645
2646         if (!freelist) {
2647                 c->page = NULL;
2648                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2649                 goto new_slab;
2650         }
2651
2652         stat(s, ALLOC_REFILL);
2653
2654 load_freelist:
2655         /*
2656          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2657          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2658          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2659          */
2660         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2661         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2662         c->tid = next_tid(c->tid);
2663         return freelist;
2664
2665 new_slab:
2666
2667         if (slub_percpu_partial(c)) {
2668                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2669                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2670                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2671                 goto redo;
2672         }
2673
2674         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2675
2676         if (unlikely(!freelist)) {
2677                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2678                 return NULL;
2679         }
2680
2681         page = c->page;
2682         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2683                 goto load_freelist;
2684
2685         /* Only entered in the debug case */
2686         if (kmem_cache_debug(s) &&
2687                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2688                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2689
2690         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2691         return freelist;
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2696  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2697  */
2698 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2699                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2700 {
2701         void *p;
2702         unsigned long flags;
2703
2704         local_irq_save(flags);
2705 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2706         /*
2707          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2708          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2709          * pointer.
2710          */
2711         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2712 #endif
2713
2714         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2715         local_irq_restore(flags);
2716         return p;
2717 }
2718
2719 /*
2720  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2721  * zeroing out freelist pointer.
2722  */
2723 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2724                                                    void *obj)
2725 {
2726         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2727                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2728 }
2729
2730 /*
2731  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2732  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2733  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2734  *
2735  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2736  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2737  *
2738  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2739  */
2740 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2741                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2742 {
2743         void *object;
2744         struct kmem_cache_cpu *c;
2745         struct page *page;
2746         unsigned long tid;
2747
2748         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2749         if (!s)
2750                 return NULL;
2751 redo:
2752         /*
2753          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2754          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2755          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2756          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2757          *
2758          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2759          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2760          * to check if it is matched or not.
2761          */
2762         do {
2763                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2764                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2765         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2766                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2767
2768         /*
2769          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2770          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2771          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2772          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2773          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2774          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2775          */
2776         barrier();
2777
2778         /*
2779          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2780          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2781          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2782          * linked list in between.
2783          */
2784
2785         object = c->freelist;
2786         page = c->page;
2787         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2788                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2789                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2790         } else {
2791                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2792
2793                 /*
2794                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2795                  * operation and if we are on the right processor.
2796                  *
2797                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2798                  * semantics!)
2799                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2800                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2801                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2802                  *
2803                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2804                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2805                  * other cpus.
2806                  */
2807                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2808                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2809                                 object, tid,
2810                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2811
2812                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2813                         goto redo;
2814                 }
2815                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2816                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2817         }
2818
2819         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2820
2821         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2822                 memset(object, 0, s->object_size);
2823
2824         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2825
2826         return object;
2827 }
2828
2829 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2830                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2831 {
2832         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2833 }
2834
2835 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2836 {
2837         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2838
2839         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2840                                 s->size, gfpflags);
2841
2842         return ret;
2843 }
2844 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2845
2846 #ifdef CONFIG_TRACING
2847 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2848 {
2849         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2850         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2851         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2852         return ret;
2853 }
2854 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2855 #endif
2856
2857 #ifdef CONFIG_NUMA
2858 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2859 {
2860         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2861
2862         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2863                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2864
2865         return ret;
2866 }
2867 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2868
2869 #ifdef CONFIG_TRACING
2870 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2871                                     gfp_t gfpflags,
2872                                     int node, size_t size)
2873 {
2874         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2875
2876         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2877                            size, s->size, gfpflags, node);
2878
2879         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2880         return ret;
2881 }
2882 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2883 #endif
2884 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2885
2886 /*
2887  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2888  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2889  *
2890  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2891  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2892  * handling required then we can return immediately.
2893  */
2894 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2895                         void *head, void *tail, int cnt,
2896                         unsigned long addr)
2897
2898 {
2899         void *prior;
2900         int was_frozen;
2901         struct page new;
2902         unsigned long counters;
2903         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2904         unsigned long uninitialized_var(flags);
2905
2906         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2907
2908         if (kmem_cache_debug(s) &&
2909             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2910                 return;
2911
2912         do {
2913                 if (unlikely(n)) {
2914                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2915                         n = NULL;
2916                 }
2917                 prior = page->freelist;
2918                 counters = page->counters;
2919                 set_freepointer(s, tail, prior);
2920                 new.counters = counters;
2921                 was_frozen = new.frozen;
2922                 new.inuse -= cnt;
2923                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2924
2925                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2926
2927                                 /*
2928                                  * Slab was on no list before and will be
2929                                  * partially empty
2930                                  * We can defer the list move and instead
2931                                  * freeze it.
2932                                  */
2933                                 new.frozen = 1;
2934
2935                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2936
2937                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2938                                 /*
2939                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2940                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2941                                  * drop the list_lock without any processing.
2942                                  *
2943                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2944                                  * other processors updating the list of slabs.
2945                                  */
2946                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2947
2948                         }
2949                 }
2950
2951         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2952                 prior, counters,
2953                 head, new.counters,
2954                 "__slab_free"));
2955
2956         if (likely(!n)) {
2957
2958                 /*
2959                  * If we just froze the page then put it onto the
2960                  * per cpu partial list.
2961                  */
2962                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2963                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2964                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2965                 }
2966                 /*
2967                  * The list lock was not taken therefore no list
2968                  * activity can be necessary.
2969                  */
2970                 if (was_frozen)
2971                         stat(s, FREE_FROZEN);
2972                 return;
2973         }
2974
2975         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2976                 goto slab_empty;
2977
2978         /*
2979          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2980          * then add it.
2981          */
2982         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2983                 remove_full(s, n, page);
2984                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2985                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2986         }
2987         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2988         return;
2989
2990 slab_empty:
2991         if (prior) {
2992                 /*
2993                  * Slab on the partial list.
2994                  */
2995                 remove_partial(n, page);
2996                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2997         } else {
2998                 /* Slab must be on the full list */
2999                 remove_full(s, n, page);
3000         }
3001
3002         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3003         stat(s, FREE_SLAB);
3004         discard_slab(s, page);
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3009  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3010  *
3011  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3012  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3013  * the item before.
3014  *
3015  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3016  * with all sorts of special processing.
3017  *
3018  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3019  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3020  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3021  */
3022 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3023                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3024                                 int cnt, unsigned long addr)
3025 {
3026         void *tail_obj = tail ? : head;
3027         struct kmem_cache_cpu *c;
3028         unsigned long tid;
3029 redo:
3030         /*
3031          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3032          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3033          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3034          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3035          */
3036         do {
3037                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3038                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3039         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3040                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3041
3042         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3043         barrier();
3044
3045         if (likely(page == c->page)) {
3046                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3047
3048                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3049
3050                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3051                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3052                                 freelist, tid,
3053                                 head, next_tid(tid)))) {
3054
3055                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3056                         goto redo;
3057                 }
3058                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3059         } else
3060                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3061
3062 }
3063
3064 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3065                                       void *head, void *tail, int cnt,
3066                                       unsigned long addr)
3067 {
3068         /*
3069          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3070          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3071          */
3072         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3073                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3074 }
3075
3076 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3077 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3078 {
3079         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3080 }
3081 #endif
3082
3083 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3084 {
3085         s = cache_from_obj(s, x);
3086         if (!s)
3087                 return;
3088         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3089         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3090 }
3091 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3092
3093 struct detached_freelist {
3094         struct page *page;
3095         void *tail;
3096         void *freelist;
3097         int cnt;
3098         struct kmem_cache *s;
3099 };
3100
3101 /*
3102  * This function progressively scans the array with free objects (with
3103  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3104  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3105  * page/objects.  This can happen without any need for
3106  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3107  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3108  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3109  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3110  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3111  * to performance reasons.
3112  */
3113 static inline
3114 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3115                             void **p, struct detached_freelist *df)
3116 {
3117         size_t first_skipped_index = 0;
3118         int lookahead = 3;
3119         void *object;
3120         struct page *page;
3121
3122         /* Always re-init detached_freelist */
3123         df->page = NULL;
3124
3125         do {
3126                 object = p[--size];
3127                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3128         } while (!object && size);
3129
3130         if (!object)
3131                 return 0;
3132
3133         page = virt_to_head_page(object);
3134         if (!s) {
3135                 /* Handle kalloc'ed objects */
3136                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3137                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3138                         kfree_hook(object);
3139                         __free_pages(page, compound_order(page));
3140                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3141                         return size;
3142                 }
3143                 /* Derive kmem_cache from object */
3144                 df->s = page->slab_cache;
3145         } else {
3146                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3147         }
3148
3149         /* Start new detached freelist */
3150         df->page = page;
3151         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3152         df->tail = object;
3153         df->freelist = object;
3154         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3155         df->cnt = 1;
3156
3157         while (size) {
3158                 object = p[--size];
3159                 if (!object)
3160                         continue; /* Skip processed objects */
3161
3162                 /* df->page is always set at this point */
3163                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3164                         /* Opportunity build freelist */
3165                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3166                         df->freelist = object;
3167                         df->cnt++;
3168                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3169
3170                         continue;
3171                 }
3172
3173                 /* Limit look ahead search */
3174                 if (!--lookahead)
3175                         break;
3176
3177                 if (!first_skipped_index)
3178                         first_skipped_index = size + 1;
3179         }
3180
3181         return first_skipped_index;
3182 }
3183
3184 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3185 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3186 {
3187         if (WARN_ON(!size))
3188                 return;
3189
3190         do {
3191                 struct detached_freelist df;
3192
3193                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3194                 if (!df.page)
3195                         continue;
3196
3197                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3198         } while (likely(size));
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3201
3202 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3203 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3204                           void **p)
3205 {
3206         struct kmem_cache_cpu *c;
3207         int i;
3208
3209         /* memcg and kmem_cache debug support */
3210         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3211         if (unlikely(!s))
3212                 return false;
3213         /*
3214          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3215          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3216          * handlers invoking normal fastpath.
3217          */
3218         local_irq_disable();
3219         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3220
3221         for (i = 0; i < size; i++) {
3222                 void *object = c->freelist;
3223
3224                 if (unlikely(!object)) {
3225                         /*
3226                          * We may have removed an object from c->freelist using
3227                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3228                          * c->tid has not been bumped yet.
3229                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3230                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3231                          */
3232                         c->tid = next_tid(c->tid);
3233
3234                         /*
3235                          * Invoking slow path likely have side-effect
3236                          * of re-populating per CPU c->freelist
3237                          */
3238                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3239                                             _RET_IP_, c);
3240                         if (unlikely(!p[i]))
3241                                 goto error;
3242
3243                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3244                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3245
3246                         continue; /* goto for-loop */
3247                 }
3248                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3249                 p[i] = object;
3250                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3251         }
3252         c->tid = next_tid(c->tid);
3253         local_irq_enable();
3254
3255         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3256         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3257                 int j;
3258
3259                 for (j = 0; j < i; j++)
3260                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3261         }
3262
3263         /* memcg and kmem_cache debug support */
3264         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3265         return i;
3266 error:
3267         local_irq_enable();
3268         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3269         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3270         return 0;
3271 }
3272 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3273
3274
3275 /*
3276  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3277  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3278  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3279  * another.
3280  *
3281  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3282  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3283  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3284  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3285  * locking overhead.
3286  */
3287
3288 /*
3289  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3290  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3291  * and increases the number of allocations possible without having to
3292  * take the list_lock.
3293  */
3294 static unsigned int slub_min_order;
3295 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3296 static unsigned int slub_min_objects;
3297
3298 /*
3299  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3300  *
3301  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3302  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3303  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3304  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3305  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3306  * would be wasted.
3307  *
3308  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3309  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3310  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3311  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3312  *
3313  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3314  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3315  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3316  * of space in favor of a small page order.
3317  *
3318  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3319  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3320  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3321  * the smallest order which will fit the object.
3322  */
3323 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3324                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3325                 unsigned int fract_leftover)
3326 {
3327         unsigned int min_order = slub_min_order;
3328         unsigned int order;
3329
3330         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3331                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3332
3333         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3334                         order <= max_order; order++) {
3335
3336                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3337                 unsigned int rem;
3338
3339                 rem = slab_size % size;
3340
3341                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3342                         break;
3343         }
3344
3345         return order;
3346 }
3347
3348 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3349 {
3350         unsigned int order;
3351         unsigned int min_objects;
3352         unsigned int max_objects;
3353
3354         /*
3355          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3356          * works by first attempting to generate a layout with
3357          * the best configuration and backing off gradually.
3358          *
3359          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3360          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3361          */
3362         min_objects = slub_min_objects;
3363         if (!min_objects)
3364                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3365         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3366         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3367
3368         while (min_objects > 1) {
3369                 unsigned int fraction;
3370
3371                 fraction = 16;
3372                 while (fraction >= 4) {
3373                         order = slab_order(size, min_objects,
3374                                         slub_max_order, fraction);
3375                         if (order <= slub_max_order)
3376                                 return order;
3377                         fraction /= 2;
3378                 }
3379                 min_objects--;
3380         }
3381
3382         /*
3383          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3384          * lets see if we can place a single object there.
3385          */
3386         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3387         if (order <= slub_max_order)
3388                 return order;
3389
3390         /*
3391          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3392          */
3393         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3394         if (order < MAX_ORDER)
3395                 return order;
3396         return -ENOSYS;
3397 }
3398
3399 static void
3400 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3401 {
3402         n->nr_partial = 0;
3403         spin_lock_init(&n->list_lock);
3404         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3405 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3406         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3407         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3408         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3409 #endif
3410 }
3411
3412 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3413 {
3414         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3415                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3416
3417         /*
3418          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3419          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3420          */
3421         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3422                                      2 * sizeof(void *));
3423
3424         if (!s->cpu_slab)
3425                 return 0;
3426
3427         init_kmem_cache_cpus(s);
3428
3429         return 1;
3430 }
3431
3432 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3433
3434 /*
3435  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3436  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3437  * possible.
3438  *
3439  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3440  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3441  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3442  */
3443 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3444 {
3445         struct page *page;
3446         struct kmem_cache_node *n;
3447
3448         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3449
3450         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3451
3452         BUG_ON(!page);
3453         if (page_to_nid(page) != node) {
3454                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3455                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3456         }
3457
3458         n = page->freelist;
3459         BUG_ON(!n);
3460 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3461         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3462         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3463 #endif
3464         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3465                       GFP_KERNEL);
3466         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3467         page->inuse = 1;
3468         page->frozen = 0;
3469         kmem_cache_node->node[node] = n;
3470         init_kmem_cache_node(n);
3471         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3472
3473         /*
3474          * No locks need to be taken here as it has just been
3475          * initialized and there is no concurrent access.
3476          */
3477         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3478 }
3479
3480 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3481 {
3482         int node;
3483         struct kmem_cache_node *n;
3484
3485         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3486                 s->node[node] = NULL;
3487                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3488         }
3489 }
3490
3491 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3492 {
3493         cache_random_seq_destroy(s);
3494         free_percpu(s->cpu_slab);
3495         free_kmem_cache_nodes(s);
3496 }
3497
3498 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3499 {
3500         int node;
3501
3502         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3503                 struct kmem_cache_node *n;
3504
3505                 if (slab_state == DOWN) {
3506                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3507                         continue;
3508                 }
3509                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3510                                                 GFP_KERNEL, node);
3511
3512                 if (!n) {
3513                         free_kmem_cache_nodes(s);
3514                         return 0;
3515                 }
3516
3517                 init_kmem_cache_node(n);
3518                 s->node[node] = n;
3519         }
3520         return 1;
3521 }
3522
3523 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3524 {
3525         if (min < MIN_PARTIAL)
3526                 min = MIN_PARTIAL;
3527         else if (min > MAX_PARTIAL)
3528                 min = MAX_PARTIAL;
3529         s->min_partial = min;
3530 }
3531
3532 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3533 {
3534 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3535         /*
3536          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3537          * per cpu partial lists of a processor.
3538          *
3539          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3540          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3541          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3542          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3543          *
3544          * This setting also determines
3545          *
3546          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3547          *    per node list when we reach the limit.
3548          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3549          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3550          *    50% to keep some capacity around for frees.
3551          */
3552         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3553                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3554         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3555                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3556         else if (s->size >= 1024)
3557                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3558         else if (s->size >= 256)
3559                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3560         else
3561                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3562 #endif
3563 }
3564
3565 /*
3566  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3567  * a slab object.
3568  */
3569 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3570 {
3571         slab_flags_t flags = s->flags;
3572         unsigned int size = s->object_size;
3573         unsigned int freepointer_area;
3574         unsigned int order;
3575
3576         /*
3577          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3578          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3579          * the possible location of the free pointer.
3580          */
3581         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3582         /*
3583          * This is the area of the object where a freepointer can be
3584          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3585          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3586          * s->offset must be limited within this for the general case.
3587          */
3588         freepointer_area = size;
3589
3590 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3591         /*
3592          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3593          * the slab may touch the object after free or before allocation
3594          * then we should never poison the object itself.
3595          */
3596         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3597                         !s->ctor)
3598                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3599         else
3600                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3601
3602
3603         /*
3604          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3605          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3606          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3607          */
3608         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3609                 size += sizeof(void *);
3610 #endif
3611
3612         /*
3613          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3614          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3615          */
3616         s->inuse = size;
3617
3618         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3619                 s->ctor)) {
3620                 /*
3621                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3622                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3623                  * kmem_cache_free.
3624                  *
3625                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3626                  * destructor or are poisoning the objects.
3627                  *
3628                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3629                  * pointer is outside of the object is used in the
3630                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3631                  * longer true, the function needs to be modified.
3632                  */
3633                 s->offset = size;
3634                 size += sizeof(void *);
3635         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3636                 /*
3637                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3638                  * it away from the edges of the object to avoid small
3639                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3640                  */
3641                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3642         }
3643
3644 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3645         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3646                 /*
3647                  * Need to store information about allocs and frees after
3648                  * the object.
3649                  */
3650                 size += 2 * sizeof(struct track);
3651 #endif
3652
3653         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3654 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3655         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3656                 /*
3657                  * Add some empty padding so that we can catch
3658                  * overwrites from earlier objects rather than let
3659                  * tracking information or the free pointer be
3660                  * corrupted if a user writes before the start
3661                  * of the object.
3662                  */
3663                 size += sizeof(void *);
3664
3665                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3666                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3667                 size += s->red_left_pad;
3668         }
3669 #endif
3670
3671         /*
3672          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3673          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3674          * each object to conform to the alignment.
3675          */
3676         size = ALIGN(size, s->align);
3677         s->size = size;
3678         if (forced_order >= 0)
3679                 order = forced_order;
3680         else
3681                 order = calculate_order(size);
3682
3683         if ((int)order < 0)
3684                 return 0;
3685
3686         s->allocflags = 0;
3687         if (order)
3688                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3689
3690         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3691                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3692
3693         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3694                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3695
3696         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3697                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3698
3699         /*
3700          * Determine the number of objects per slab
3701          */
3702         s->oo = oo_make(order, size);
3703         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3704         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3705                 s->max = s->oo;
3706
3707         return !!oo_objects(s->oo);
3708 }
3709
3710 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3711 {
3712         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3713 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3714         s->random = get_random_long();
3715 #endif
3716
3717         if (!calculate_sizes(s, -1))
3718                 goto error;
3719         if (disable_higher_order_debug) {
3720                 /*
3721                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3722                  * order increased.
3723                  */
3724                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3725                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3726                         s->offset = 0;
3727                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3728                                 goto error;
3729                 }
3730         }
3731
3732 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3733     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3734         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3735                 /* Enable fast mode */
3736                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3737 #endif
3738
3739         /*
3740          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3741          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3742          */
3743         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3744
3745         set_cpu_partial(s);
3746
3747 #ifdef CONFIG_NUMA
3748         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3749 #endif
3750
3751         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3752         if (slab_state >= UP) {
3753                 if (init_cache_random_seq(s))
3754                         goto error;
3755         }
3756
3757         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3758                 goto error;
3759
3760         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3761                 return 0;
3762
3763         free_kmem_cache_nodes(s);
3764 error:
3765         return -EINVAL;
3766 }
3767
3768 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3769                               const char *text)
3770 {
3771 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3772         void *addr = page_address(page);
3773         unsigned long *map;
3774         void *p;
3775
3776         slab_err(s, page, text, s->name);
3777         slab_lock(page);
3778
3779         map = get_map(s, page);
3780         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3781
3782                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3783                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3784                         print_tracking(s, p);
3785                 }
3786         }
3787         put_map(map);
3788         slab_unlock(page);
3789 #endif
3790 }
3791
3792 /*
3793  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3794  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3795  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3796  */
3797 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3798 {
3799         LIST_HEAD(discard);
3800         struct page *page, *h;
3801
3802         BUG_ON(irqs_disabled());
3803         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3804         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3805                 if (!page->inuse) {
3806                         remove_partial(n, page);
3807                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3808                 } else {
3809                         list_slab_objects(s, page,
3810                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3811                 }
3812         }
3813         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3814
3815         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3816                 discard_slab(s, page);
3817 }
3818
3819 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3820 {
3821         int node;
3822         struct kmem_cache_node *n;
3823
3824         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3825                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3826                         return false;
3827         return true;
3828 }
3829
3830 /*
3831  * Release all resources used by a slab cache.
3832  */
3833 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3834 {
3835         int node;
3836         struct kmem_cache_node *n;
3837
3838         flush_all(s);
3839         /* Attempt to free all objects */
3840         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3841                 free_partial(s, n);
3842                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3843                         return 1;
3844         }
3845         sysfs_slab_remove(s);
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 /********************************************************************
3850  *              Kmalloc subsystem
3851  *******************************************************************/
3852
3853 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3854 {
3855         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3856
3857         return 1;
3858 }
3859
3860 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3861
3862 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3863 {
3864         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3865         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3866
3867         return 1;
3868 }
3869
3870 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3871
3872 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3873 {
3874         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3875
3876         return 1;
3877 }
3878
3879 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3880
3881 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3882 {
3883         struct kmem_cache *s;
3884         void *ret;
3885
3886         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3887                 return kmalloc_large(size, flags);
3888
3889         s = kmalloc_slab(size, flags);
3890
3891         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3892                 return s;
3893
3894         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3895
3896         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3897
3898         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3899
3900         return ret;
3901 }
3902 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3903
3904 #ifdef CONFIG_NUMA
3905 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3906 {
3907         struct page *page;
3908         void *ptr = NULL;
3909         unsigned int order = get_order(size);
3910
3911         flags |= __GFP_COMP;
3912         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3913         if (page) {
3914                 ptr = page_address(page);
3915                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3916                                     1 << order);
3917         }
3918
3919         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3920 }
3921
3922 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3923 {
3924         struct kmem_cache *s;
3925         void *ret;
3926
3927         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3928                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3929
3930                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3931                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3932                                    flags, node);
3933
3934                 return ret;
3935         }
3936
3937         s = kmalloc_slab(size, flags);
3938
3939         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3940                 return s;
3941
3942         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3943
3944         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3945
3946         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3947
3948         return ret;
3949 }
3950 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3951 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3952
3953 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3954 /*
3955  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3956  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3957  * cache's usercopy region.
3958  *
3959  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3960  * to indicate an error.
3961  */
3962 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3963                          bool to_user)
3964 {
3965         struct kmem_cache *s;
3966         unsigned int offset;
3967         size_t object_size;
3968
3969         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3970
3971         /* Find object and usable object size. */
3972         s = page->slab_cache;
3973
3974         /* Reject impossible pointers. */
3975         if (ptr < page_address(page))
3976                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3977                                to_user, 0, n);
3978
3979         /* Find offset within object. */
3980         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3981
3982         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3983         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3984                 if (offset < s->red_left_pad)
3985                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3986                                        s->name, to_user, offset, n);
3987                 offset -= s->red_left_pad;
3988         }
3989
3990         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3991         if (offset >= s->useroffset &&
3992             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3993             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3994                 return;
3995
3996         /*
3997          * If the copy is still within the allocated object, produce
3998          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3999          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4000          * whitelists.
4001          */
4002         object_size = slab_ksize(s);
4003         if (usercopy_fallback &&
4004             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4005                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4006                 return;
4007         }
4008
4009         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4010 }
4011 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4012
4013 size_t __ksize(const void *object)
4014 {
4015         struct page *page;
4016
4017         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4018                 return 0;
4019
4020         page = virt_to_head_page(object);
4021
4022         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4023                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4024                 return page_size(page);
4025         }
4026
4027         return slab_ksize(page->slab_cache);
4028 }
4029 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4030
4031 void kfree(const void *x)
4032 {
4033         struct page *page;
4034         void *object = (void *)x;
4035
4036         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4037
4038         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4039                 return;
4040
4041         page = virt_to_head_page(x);
4042         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4043                 unsigned int order = compound_order(page);
4044
4045                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4046                 kfree_hook(object);
4047                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
4048                                     -(1 << order));
4049                 __free_pages(page, order);
4050                 return;
4051         }
4052         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4053 }
4054 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4055
4056 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4057
4058 /*
4059  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4060  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4061  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4062  *
4063  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4064  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4065  * are freed in them.
4066  */
4067 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4068 {
4069         int node;
4070         int i;
4071         struct kmem_cache_node *n;
4072         struct page *page;
4073         struct page *t;
4074         struct list_head discard;
4075         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4076         unsigned long flags;
4077         int ret = 0;
4078
4079         flush_all(s);
4080         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4081                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4082                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4083                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4084
4085                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4086
4087                 /*
4088                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4089                  *
4090                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4091                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4092                  */
4093                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4094                         int free = page->objects - page->inuse;
4095
4096                         /* Do not reread page->inuse */
4097                         barrier();
4098
4099                         /* We do not keep full slabs on the list */
4100                         BUG_ON(free <= 0);
4101
4102                         if (free == page->objects) {
4103                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4104                                 n->nr_partial--;
4105                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4106                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4107                 }
4108
4109                 /*
4110                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4111                  * partial list.
4112                  */
4113                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4114                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4115
4116                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4117
4118                 /* Release empty slabs */
4119                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4120                         discard_slab(s, page);
4121
4122                 if (slabs_node(s, node))
4123                         ret = 1;
4124         }
4125
4126         return ret;
4127 }
4128
4129 #ifdef CONFIG_MEMCG
4130 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4131 {
4132         /*
4133          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4134          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4135          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4136          * destroy @s until the associated memcg is released.
4137          *
4138          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4139          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4140          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4141          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4142          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4143          */
4144         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4145                 sysfs_slab_remove(s);
4146 }
4147
4148 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4149 {
4150         /*
4151          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4152          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4153          */
4154         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4155         s->min_partial = 0;
4156 }
4157 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4158
4159 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4160 {
4161         struct kmem_cache *s;
4162
4163         mutex_lock(&slab_mutex);
4164         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4165                 __kmem_cache_shrink(s);
4166         mutex_unlock(&slab_mutex);
4167
4168         return 0;
4169 }
4170
4171 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4172 {
4173         struct kmem_cache_node *n;
4174         struct kmem_cache *s;
4175         struct memory_notify *marg = arg;
4176         int offline_node;
4177
4178         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4179
4180         /*
4181          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4182          * for it yet.
4183          */
4184         if (offline_node < 0)
4185                 return;
4186
4187         mutex_lock(&slab_mutex);
4188         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4189                 n = get_node(s, offline_node);
4190                 if (n) {
4191                         /*
4192                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4193                          * that is going down. We were unable to free them,
4194                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4195                          * callback. So, we must fail.
4196                          */
4197                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4198
4199                         s->node[offline_node] = NULL;
4200                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4201                 }
4202         }
4203         mutex_unlock(&slab_mutex);
4204 }
4205
4206 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4207 {
4208         struct kmem_cache_node *n;
4209         struct kmem_cache *s;
4210         struct memory_notify *marg = arg;
4211         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4212         int ret = 0;
4213
4214         /*
4215          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4216          * already created. Nothing to do.
4217          */
4218         if (nid < 0)
4219                 return 0;
4220
4221         /*
4222          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4223          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4224          * online.
4225          */
4226         mutex_lock(&slab_mutex);
4227         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4228                 /*
4229                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4230                  *      since memory is not yet available from the node that
4231                  *      is brought up.
4232                  */
4233                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4234                 if (!n) {
4235                         ret = -ENOMEM;
4236                         goto out;
4237                 }
4238                 init_kmem_cache_node(n);
4239                 s->node[nid] = n;
4240         }
4241 out:
4242         mutex_unlock(&slab_mutex);
4243         return ret;
4244 }
4245
4246 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4247                                 unsigned long action, void *arg)
4248 {
4249         int ret = 0;
4250
4251         switch (action) {
4252         case MEM_GOING_ONLINE:
4253                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4254                 break;
4255         case MEM_GOING_OFFLINE:
4256                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4257                 break;
4258         case MEM_OFFLINE:
4259         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4260                 slab_mem_offline_callback(arg);
4261                 break;
4262         case MEM_ONLINE:
4263         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4264                 break;
4265         }
4266         if (ret)
4267                 ret = notifier_from_errno(ret);
4268         else
4269                 ret = NOTIFY_OK;
4270         return ret;
4271 }
4272
4273 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4274         .notifier_call = slab_memory_callback,
4275         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4276 };
4277
4278 /********************************************************************
4279  *                      Basic setup of slabs
4280  *******************************************************************/
4281
4282 /*
4283  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4284  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4285  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4286  */
4287
4288 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4289 {
4290         int node;
4291         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4292         struct kmem_cache_node *n;
4293
4294         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4295
4296         /*
4297          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4298          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4299          * IPIs around.
4300          */
4301         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4302         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4303                 struct page *p;
4304
4305                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4306                         p->slab_cache = s;
4307
4308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4309                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4310                         p->slab_cache = s;
4311 #endif
4312         }
4313         slab_init_memcg_params(s);
4314         list_add(&s->list, &slab_caches);
4315         memcg_link_cache(s, NULL);
4316         return s;
4317 }
4318
4319 void __init kmem_cache_init(void)
4320 {
4321         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4322                 boot_kmem_cache_node;
4323
4324         if (debug_guardpage_minorder())
4325                 slub_max_order = 0;
4326
4327         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4328         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4329
4330         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4331                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4332
4333         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4334
4335         /* Able to allocate the per node structures */
4336         slab_state = PARTIAL;
4337
4338         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4339                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4340                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4341                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4342
4343         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4344         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4345
4346         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4347         setup_kmalloc_cache_index_table();
4348         create_kmalloc_caches(0);
4349
4350         /* Setup random freelists for each cache */
4351         init_freelist_randomization();
4352
4353         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4354                                   slub_cpu_dead);
4355
4356         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4357                 cache_line_size(),
4358                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4359                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4360 }
4361
4362 void __init kmem_cache_init_late(void)
4363 {
4364 }
4365
4366 struct kmem_cache *
4367 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4368                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4369 {
4370         struct kmem_cache *s, *c;
4371
4372         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4373         if (s) {
4374                 s->refcount++;
4375
4376                 /*
4377                  * Adjust the object sizes so that we clear
4378                  * the complete object on kzalloc.
4379                  */
4380                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4381                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4382
4383                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4384                         c->object_size = s->object_size;
4385                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4386                 }
4387
4388                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4389                         s->refcount--;
4390                         s = NULL;
4391                 }
4392         }
4393
4394         return s;
4395 }
4396
4397 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4398 {
4399         int err;
4400
4401         err = kmem_cache_open(s, flags);
4402         if (err)
4403                 return err;
4404
4405         /* Mutex is not taken during early boot */
4406         if (slab_state <= UP)
4407                 return 0;
4408
4409         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4410         err = sysfs_slab_add(s);
4411         if (err)
4412                 __kmem_cache_release(s);
4413
4414         return err;
4415 }
4416
4417 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4418 {
4419         struct kmem_cache *s;
4420         void *ret;
4421
4422         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4423                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4424
4425         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4426
4427         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4428                 return s;
4429
4430         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4431
4432         /* Honor the call site pointer we received. */
4433         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4434
4435         return ret;
4436 }
4437 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4438
4439 #ifdef CONFIG_NUMA
4440 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4441                                         int node, unsigned long caller)
4442 {
4443         struct kmem_cache *s;
4444         void *ret;
4445
4446         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4447                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4448
4449                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4450                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4451                                    gfpflags, node);
4452
4453                 return ret;
4454         }
4455
4456         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4457
4458         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4459                 return s;
4460
4461         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4462
4463         /* Honor the call site pointer we received. */
4464         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4465
4466         return ret;
4467 }
4468 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4469 #endif
4470
4471 #ifdef CONFIG_SYSFS
4472 static int count_inuse(struct page *page)
4473 {
4474         return page->inuse;
4475 }
4476
4477 static int count_total(struct page *page)
4478 {
4479         return page->objects;
4480 }
4481 #endif
4482
4483 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4484 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4485 {
4486         void *p;
4487         void *addr = page_address(page);
4488         unsigned long *map;
4489
4490         slab_lock(page);
4491
4492         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4493                 goto unlock;
4494
4495         /* Now we know that a valid freelist exists */
4496         map = get_map(s, page);
4497         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4498                 u8 val = test_bit(slab_index(p, s, addr), map) ?
4499                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4500
4501                 if (!check_object(s, page, p, val))
4502                         break;
4503         }
4504         put_map(map);
4505 unlock:
4506         slab_unlock(page);
4507 }
4508
4509 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4510                 struct kmem_cache_node *n)
4511 {
4512         unsigned long count = 0;
4513         struct page *page;
4514         unsigned long flags;
4515
4516         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4517
4518         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4519                 validate_slab(s, page);
4520                 count++;
4521         }
4522         if (count != n->nr_partial)
4523                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4524                        s->name, count, n->nr_partial);
4525
4526         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4527                 goto out;
4528
4529         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4530                 validate_slab(s, page);
4531                 count++;
4532         }
4533         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4534                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4535                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4536
4537 out:
4538         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4539         return count;
4540 }
4541
4542 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4543 {
4544         int node;
4545         unsigned long count = 0;
4546         struct kmem_cache_node *n;
4547
4548         flush_all(s);
4549         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4550                 count += validate_slab_node(s, n);
4551
4552         return count;
4553 }
4554 /*
4555  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4556  * and freed.
4557  */
4558
4559 struct location {
4560         unsigned long count;
4561         unsigned long addr;
4562         long long sum_time;
4563         long min_time;
4564         long max_time;
4565         long min_pid;
4566         long max_pid;
4567         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4568         nodemask_t nodes;
4569 };
4570
4571 struct loc_track {
4572         unsigned long max;
4573         unsigned long count;
4574         struct location *loc;
4575 };
4576
4577 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4578 {
4579         if (t->max)
4580                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4581                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4582 }
4583
4584 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4585 {
4586         struct location *l;
4587         int order;
4588
4589         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4590
4591         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4592         if (!l)
4593                 return 0;
4594
4595         if (t->count) {
4596                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4597                 free_loc_track(t);
4598         }
4599         t->max = max;
4600         t->loc = l;
4601         return 1;
4602 }
4603
4604 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4605                                 const struct track *track)
4606 {
4607         long start, end, pos;
4608         struct location *l;
4609         unsigned long caddr;
4610         unsigned long age = jiffies - track->when;
4611
4612         start = -1;
4613         end = t->count;
4614
4615         for ( ; ; ) {
4616                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4617
4618                 /*
4619                  * There is nothing at "end". If we end up there
4620                  * we need to add something to before end.
4621                  */
4622                 if (pos == end)
4623                         break;
4624
4625                 caddr = t->loc[pos].addr;
4626                 if (track->addr == caddr) {
4627
4628                         l = &t->loc[pos];
4629                         l->count++;
4630                         if (track->when) {
4631                                 l->sum_time += age;
4632                                 if (age < l->min_time)
4633                                         l->min_time = age;
4634                                 if (age > l->max_time)
4635                                         l->max_time = age;
4636
4637                                 if (track->pid < l->min_pid)
4638                                         l->min_pid = track->pid;
4639                                 if (track->pid > l->max_pid)
4640                                         l->max_pid = track->pid;
4641
4642                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4643                                                 to_cpumask(l->cpus));
4644                         }
4645                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4646                         return 1;
4647                 }
4648
4649                 if (track->addr < caddr)
4650                         end = pos;
4651                 else
4652                         start = pos;
4653         }
4654
4655         /*
4656          * Not found. Insert new tracking element.
4657          */
4658         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4659                 return 0;
4660
4661         l = t->loc + pos;
4662         if (pos < t->count)
4663                 memmove(l + 1, l,
4664                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4665         t->count++;
4666         l->count = 1;
4667         l->addr = track->addr;
4668         l->sum_time = age;
4669         l->min_time = age;
4670         l->max_time = age;
4671         l->min_pid = track->pid;
4672         l->max_pid = track->pid;
4673         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4674         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4675         nodes_clear(l->nodes);
4676         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4677         return 1;
4678 }
4679
4680 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4681                 struct page *page, enum track_item alloc)
4682 {
4683         void *addr = page_address(page);
4684         void *p;
4685         unsigned long *map;
4686
4687         map = get_map(s, page);
4688         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4689                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4690                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4691         put_map(map);
4692 }
4693
4694 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4695                                         enum track_item alloc)
4696 {
4697         int len = 0;
4698         unsigned long i;
4699         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4700         int node;
4701         struct kmem_cache_node *n;
4702
4703         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4704                              GFP_KERNEL)) {
4705                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4706         }
4707         /* Push back cpu slabs */
4708         flush_all(s);
4709
4710         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4711                 unsigned long flags;
4712                 struct page *page;
4713
4714                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4715                         continue;
4716
4717                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4718                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4719                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4720                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4721                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4722                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4723         }
4724
4725         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4726                 struct location *l = &t.loc[i];
4727
4728                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4729                         break;
4730                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4731
4732                 if (l->addr)
4733                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4734                 else
4735                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4736
4737                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4738                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4739                                 l->min_time,
4740                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4741                                 l->max_time);
4742                 } else
4743                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4744                                 l->min_time);
4745
4746                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4747                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4748                                 l->min_pid, l->max_pid);
4749                 else
4750                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4751                                 l->min_pid);
4752
4753                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4754                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4755                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4756                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4757                                          " cpus=%*pbl",
4758                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4759
4760                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4761                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4762                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4763                                          " nodes=%*pbl",
4764                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4765
4766                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4767         }
4768
4769         free_loc_track(&t);
4770         if (!t.count)
4771                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4772         return len;
4773 }
4774 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4775
4776 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4777 static void __init resiliency_test(void)
4778 {
4779         u8 *p;
4780         int type = KMALLOC_NORMAL;
4781
4782         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4783
4784         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4785         pr_err("-----------------------\n");
4786         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4787
4788         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4789         p[16] = 0x12;
4790         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4791                p + 16);
4792
4793         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4794
4795         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4796         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4797         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4798         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4799                p);
4800         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4801
4802         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4803         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4804         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4805         *p = 0x56;
4806         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4807                p);
4808         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4809         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4810
4811         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4812         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4813         kfree(p);
4814         *p = 0x78;
4815         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4816         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4817
4818         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4819         kfree(p);
4820         p[50] = 0x9a;
4821         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4822         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4823
4824         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4825         kfree(p);
4826         p[512] = 0xab;
4827         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4828         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4829 }
4830 #else
4831 #ifdef CONFIG_SYSFS
4832 static void resiliency_test(void) {};
4833 #endif
4834 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4835
4836 #ifdef CONFIG_SYSFS
4837 enum slab_stat_type {
4838         SL_ALL,                 /* All slabs */
4839         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4840         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4841         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4842         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4843 };
4844
4845 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4846 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4847 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4848 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4849 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4850
4851 #ifdef CONFIG_MEMCG
4852 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4853
4854 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4855 {
4856         int v;
4857
4858         if (get_option(&str, &v) > 0)
4859                 memcg_sysfs_enabled = v;
4860
4861         return 1;
4862 }
4863
4864 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4865 #endif
4866
4867 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4868                             char *buf, unsigned long flags)
4869 {
4870         unsigned long total = 0;
4871         int node;
4872         int x;
4873         unsigned long *nodes;
4874
4875         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4876         if (!nodes)
4877                 return -ENOMEM;
4878
4879         if (flags & SO_CPU) {
4880                 int cpu;
4881
4882                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4883                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4884                                                                cpu);
4885                         int node;
4886                         struct page *page;
4887
4888                         page = READ_ONCE(c->page);
4889                         if (!page)
4890                                 continue;
4891
4892                         node = page_to_nid(page);
4893                         if (flags & SO_TOTAL)
4894                                 x = page->objects;
4895                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4896                                 x = page->inuse;
4897                         else
4898                                 x = 1;
4899
4900                         total += x;
4901                         nodes[node] += x;
4902
4903                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4904                         if (page) {
4905                                 node = page_to_nid(page);
4906                                 if (flags & SO_TOTAL)
4907                                         WARN_ON_ONCE(1);
4908                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4909                                         WARN_ON_ONCE(1);
4910                                 else
4911                                         x = page->pages;
4912                                 total += x;
4913                                 nodes[node] += x;
4914                         }
4915                 }
4916         }
4917
4918         /*
4919          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4920          * already held which will conflict with an existing lock order:
4921          *
4922          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4923          *
4924          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4925          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4926          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4927          */
4928
4929 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4930         if (flags & SO_ALL) {
4931                 struct kmem_cache_node *n;
4932
4933                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4934
4935                         if (flags & SO_TOTAL)
4936                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4937                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4938                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4939                                         count_partial(n, count_free);
4940                         else
4941                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4942                         total += x;
4943                         nodes[node] += x;
4944                 }
4945
4946         } else
4947 #endif
4948         if (flags & SO_PARTIAL) {
4949                 struct kmem_cache_node *n;
4950
4951                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4952                         if (flags & SO_TOTAL)
4953                                 x = count_partial(n, count_total);
4954                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4955                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4956                         else
4957                                 x = n->nr_partial;
4958                         total += x;
4959                         nodes[node] += x;
4960                 }
4961         }
4962         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4963 #ifdef CONFIG_NUMA
4964         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4965                 if (nodes[node])
4966                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4967                                         node, nodes[node]);
4968 #endif
4969         kfree(nodes);
4970         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4971 }
4972
4973 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4974 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4975 {
4976         int node;
4977         struct kmem_cache_node *n;
4978
4979         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4980                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4981                         return 1;
4982
4983         return 0;
4984 }
4985 #endif
4986
4987 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4988 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4989
4990 struct slab_attribute {
4991         struct attribute attr;
4992         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4993         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4994 };
4995
4996 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4997         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4998         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4999
5000 #define SLAB_ATTR(_name) \
5001         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5002         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5003
5004 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5005 {
5006         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
5007 }
5008 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5009
5010 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5011 {
5012         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
5013 }
5014 SLAB_ATTR_RO(align);
5015
5016 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5017 {
5018         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
5019 }
5020 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5021
5022 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5023 {
5024         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5025 }
5026 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5027
5028 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
5029                                 const char *buf, size_t length)
5030 {
5031         unsigned int order;
5032         int err;
5033
5034         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
5035         if (err)
5036                 return err;
5037
5038         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
5039                 return -EINVAL;
5040
5041         calculate_sizes(s, order);
5042         return length;
5043 }
5044
5045 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5046 {
5047         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5048 }
5049 SLAB_ATTR(order);
5050
5051 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5052 {
5053         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5054 }
5055
5056 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5057                                  size_t length)
5058 {
5059         unsigned long min;
5060         int err;
5061
5062         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5063         if (err)
5064                 return err;
5065
5066         set_min_partial(s, min);
5067         return length;
5068 }
5069 SLAB_ATTR(min_partial);
5070
5071 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5072 {
5073         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5074 }
5075
5076 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5077                                  size_t length)
5078 {
5079         unsigned int objects;
5080         int err;
5081
5082         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5083         if (err)
5084                 return err;
5085         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5086                 return -EINVAL;
5087
5088         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5089         flush_all(s);
5090         return length;
5091 }
5092 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5093
5094 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5095 {
5096         if (!s->ctor)
5097                 return 0;
5098         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5099 }
5100 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5101
5102 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5103 {
5104         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5105 }
5106 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5107
5108 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5111 }
5112 SLAB_ATTR_RO(partial);
5113
5114 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5115 {
5116         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5119
5120 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5123 }
5124 SLAB_ATTR_RO(objects);
5125
5126 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5127 {
5128         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5129 }
5130 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5131
5132 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5133 {
5134         int objects = 0;
5135         int pages = 0;
5136         int cpu;
5137         int len;
5138
5139         for_each_online_cpu(cpu) {
5140                 struct page *page;
5141
5142                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5143
5144                 if (page) {
5145                         pages += page->pages;
5146                         objects += page->pobjects;
5147                 }
5148         }
5149
5150         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5151
5152 #ifdef CONFIG_SMP
5153         for_each_online_cpu(cpu) {
5154                 struct page *page;
5155
5156                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5157
5158                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5159                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5160                                 page->pobjects, page->pages);
5161         }
5162 #endif
5163         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5164 }
5165 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5166
5167 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5168 {
5169         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5170 }
5171
5172 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5173                                 const char *buf, size_t length)
5174 {
5175         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5176         if (buf[0] == '1')
5177                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5178         return length;
5179 }
5180 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5181
5182 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5183 {
5184         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5185 }
5186 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5187
5188 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5189 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5190 {
5191         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5192 }
5193 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5194 #endif
5195
5196 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5197 {
5198         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5199 }
5200 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5201
5202 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5203 {
5204         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5205 }
5206 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5207
5208 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5209 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5210 {
5211         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5212 }
5213 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5214
5215 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5216 {
5217         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5218 }
5219 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5220
5221 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5224 }
5225
5226 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5227                                 const char *buf, size_t length)
5228 {
5229         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5230         if (buf[0] == '1') {
5231                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5232                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5233         }
5234         return length;
5235 }
5236 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5237
5238 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5239 {
5240         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5241 }
5242
5243 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5244                                                         size_t length)
5245 {
5246         /*
5247          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5248          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5249          * cache into an umergeable one.
5250          */
5251         if (s->refcount > 1)
5252                 return -EINVAL;
5253
5254         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5255         if (buf[0] == '1') {
5256                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5257                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5258         }
5259         return length;
5260 }
5261 SLAB_ATTR(trace);
5262
5263 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5264 {
5265         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5266 }
5267
5268 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5269                                 const char *buf, size_t length)
5270 {
5271         if (any_slab_objects(s))
5272                 return -EBUSY;
5273
5274         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5275         if (buf[0] == '1') {
5276                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5277         }
5278         calculate_sizes(s, -1);
5279         return length;
5280 }
5281 SLAB_ATTR(red_zone);
5282
5283 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5284 {
5285         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5286 }
5287
5288 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5289                                 const char *buf, size_t length)
5290 {
5291         if (any_slab_objects(s))
5292                 return -EBUSY;
5293
5294         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5295         if (buf[0] == '1') {
5296                 s->flags |= SLAB_POISON;
5297         }
5298         calculate_sizes(s, -1);
5299         return length;
5300 }
5301 SLAB_ATTR(poison);
5302
5303 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5304 {
5305         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5306 }
5307
5308 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5309                                 const char *buf, size_t length)
5310 {
5311         if (any_slab_objects(s))
5312                 return -EBUSY;
5313
5314         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5315         if (buf[0] == '1') {
5316                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5317                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5318         }
5319         calculate_sizes(s, -1);
5320         return length;
5321 }
5322 SLAB_ATTR(store_user);
5323
5324 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5325 {
5326         return 0;
5327 }
5328
5329 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5330                         const char *buf, size_t length)
5331 {
5332         int ret = -EINVAL;
5333
5334         if (buf[0] == '1') {
5335                 ret = validate_slab_cache(s);
5336                 if (ret >= 0)
5337                         ret = length;
5338         }
5339         return ret;
5340 }
5341 SLAB_ATTR(validate);
5342
5343 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5344 {
5345         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5346                 return -ENOSYS;
5347         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5348 }
5349 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5350
5351 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5352 {
5353         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5354                 return -ENOSYS;
5355         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5356 }
5357 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5358 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5359
5360 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5361 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5362 {
5363         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5364 }
5365
5366 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5367                                                         size_t length)
5368 {
5369         if (s->refcount > 1)
5370                 return -EINVAL;
5371
5372         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5373         if (buf[0] == '1')
5374                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5375         return length;
5376 }
5377 SLAB_ATTR(failslab);
5378 #endif
5379
5380 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5381 {
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5386                         const char *buf, size_t length)
5387 {
5388         if (buf[0] == '1')
5389                 kmem_cache_shrink_all(s);
5390         else
5391                 return -EINVAL;
5392         return length;
5393 }
5394 SLAB_ATTR(shrink);
5395
5396 #ifdef CONFIG_NUMA
5397 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5398 {
5399         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5400 }
5401
5402 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5403                                 const char *buf, size_t length)
5404 {
5405         unsigned int ratio;
5406         int err;
5407
5408         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5409         if (err)
5410                 return err;
5411         if (ratio > 100)
5412                 return -ERANGE;
5413
5414         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5415
5416         return length;
5417 }
5418 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5419 #endif
5420
5421 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5422 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5423 {
5424         unsigned long sum  = 0;
5425         int cpu;
5426         int len;
5427         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5428
5429         if (!data)
5430                 return -ENOMEM;
5431
5432         for_each_online_cpu(cpu) {
5433                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5434
5435                 data[cpu] = x;
5436                 sum += x;
5437         }
5438
5439         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5440
5441 #ifdef CONFIG_SMP
5442         for_each_online_cpu(cpu) {
5443                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5444                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5445         }
5446 #endif
5447         kfree(data);
5448         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5449 }
5450
5451 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5452 {
5453         int cpu;
5454
5455         for_each_online_cpu(cpu)
5456                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5457 }
5458
5459 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5460 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5461 {                                                               \
5462         return show_stat(s, buf, si);                           \
5463 }                                                               \
5464 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5465                                 const char *buf, size_t length) \
5466 {                                                               \
5467         if (buf[0] != '0')                                      \
5468                 return -EINVAL;                                 \
5469         clear_stat(s, si);                                      \
5470         return length;                                          \
5471 }                                                               \
5472 SLAB_ATTR(text);                                                \
5473
5474 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5475 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5476 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5477 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5478 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5479 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5480 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5481 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5482 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5483 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5484 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5485 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5486 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5487 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5488 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5489 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5490 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5491 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5492 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5493 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5494 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5495 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5496 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5497 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5498 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5499 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5500 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5501
5502 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5503         &slab_size_attr.attr,
5504         &object_size_attr.attr,
5505         &objs_per_slab_attr.attr,
5506         &order_attr.attr,
5507         &min_partial_attr.attr,
5508         &cpu_partial_attr.attr,
5509         &objects_attr.attr,
5510         &objects_partial_attr.attr,
5511         &partial_attr.attr,
5512         &cpu_slabs_attr.attr,
5513         &ctor_attr.attr,
5514         &aliases_attr.attr,
5515         &align_attr.attr,
5516         &hwcache_align_attr.attr,
5517         &reclaim_account_attr.attr,
5518         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5519         &shrink_attr.attr,
5520         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5521 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5522         &total_objects_attr.attr,
5523         &slabs_attr.attr,
5524         &sanity_checks_attr.attr,
5525         &trace_attr.attr,
5526         &red_zone_attr.attr,
5527         &poison_attr.attr,
5528         &store_user_attr.attr,
5529         &validate_attr.attr,
5530         &alloc_calls_attr.attr,
5531         &free_calls_attr.attr,
5532 #endif
5533 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5534         &cache_dma_attr.attr,
5535 #endif
5536 #ifdef CONFIG_NUMA
5537         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5538 #endif
5539 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5540         &alloc_fastpath_attr.attr,
5541         &alloc_slowpath_attr.attr,
5542         &free_fastpath_attr.attr,
5543         &free_slowpath_attr.attr,
5544         &free_frozen_attr.attr,
5545         &free_add_partial_attr.attr,
5546         &free_remove_partial_attr.attr,
5547         &alloc_from_partial_attr.attr,
5548         &alloc_slab_attr.attr,
5549         &alloc_refill_attr.attr,
5550         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5551         &free_slab_attr.attr,
5552         &cpuslab_flush_attr.attr,
5553         &deactivate_full_attr.attr,
5554         &deactivate_empty_attr.attr,
5555         &deactivate_to_head_attr.attr,
5556         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5557         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5558         &deactivate_bypass_attr.attr,
5559         &order_fallback_attr.attr,
5560         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5561         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5562         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5563         &cpu_partial_free_attr.attr,
5564         &cpu_partial_node_attr.attr,
5565         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5566 #endif
5567 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5568         &failslab_attr.attr,
5569 #endif
5570         &usersize_attr.attr,
5571
5572         NULL
5573 };
5574
5575 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5576         .attrs = slab_attrs,
5577 };
5578
5579 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5580                                 struct attribute *attr,
5581                                 char *buf)
5582 {
5583         struct slab_attribute *attribute;
5584         struct kmem_cache *s;
5585         int err;
5586
5587         attribute = to_slab_attr(attr);
5588         s = to_slab(kobj);
5589
5590         if (!attribute->show)
5591                 return -EIO;
5592
5593         err = attribute->show(s, buf);
5594
5595         return err;
5596 }
5597
5598 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5599                                 struct attribute *attr,
5600                                 const char *buf, size_t len)
5601 {
5602         struct slab_attribute *attribute;
5603         struct kmem_cache *s;
5604         int err;
5605
5606         attribute = to_slab_attr(attr);
5607         s = to_slab(kobj);
5608
5609         if (!attribute->store)
5610                 return -EIO;
5611
5612         err = attribute->store(s, buf, len);
5613 #ifdef CONFIG_MEMCG
5614         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5615                 struct kmem_cache *c;
5616
5617                 mutex_lock(&slab_mutex);
5618                 if (s->max_attr_size < len)
5619                         s->max_attr_size = len;
5620
5621                 /*
5622                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5623                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5624                  * basically because not all attributes will have a well
5625                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5626                  * have permanent effects.
5627                  *
5628                  * Returning the error value of any of the children that fail
5629                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5630                  * error code won't be able to know anything about the state of
5631                  * the cache.
5632                  *
5633                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5634                  * has well defined semantics. The cache being written to
5635                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5636                  * through the descendants with best-effort propagation.
5637                  */
5638                 for_each_memcg_cache(c, s)
5639                         attribute->store(c, buf, len);
5640                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5641         }
5642 #endif
5643         return err;
5644 }
5645
5646 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5647 {
5648 #ifdef CONFIG_MEMCG
5649         int i;
5650         char *buffer = NULL;
5651         struct kmem_cache *root_cache;
5652
5653         if (is_root_cache(s))
5654                 return;
5655
5656         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5657
5658         /*
5659          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5660          * in copying default values around
5661          */
5662         if (!root_cache->max_attr_size)
5663                 return;
5664
5665         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5666                 char mbuf[64];
5667                 char *buf;
5668                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5669                 ssize_t len;
5670
5671                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5672                         continue;
5673
5674                 /*
5675                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5676                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5677                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5678                  *
5679                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5680                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5681                  * theoretically happen.
5682                  */
5683                 if (buffer)
5684                         buf = buffer;
5685                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5686                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5687                         buf = mbuf;
5688                 else {
5689                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5690                         if (WARN_ON(!buffer))
5691                                 continue;
5692                         buf = buffer;
5693                 }
5694
5695                 len = attr->show(root_cache, buf);
5696                 if (len > 0)
5697                         attr->store(s, buf, len);
5698         }
5699
5700         if (buffer)
5701                 free_page((unsigned long)buffer);
5702 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5703 }
5704
5705 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5706 {
5707         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5708 }
5709
5710 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5711         .show = slab_attr_show,
5712         .store = slab_attr_store,
5713 };
5714
5715 static struct kobj_type slab_ktype = {
5716         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5717         .release = kmem_cache_release,
5718 };
5719
5720 static struct kset *slab_kset;
5721
5722 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5723 {
5724 #ifdef CONFIG_MEMCG
5725         if (!is_root_cache(s))
5726                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5727 #endif
5728         return slab_kset;
5729 }
5730
5731 #define ID_STR_LENGTH 64
5732
5733 /* Create a unique string id for a slab cache:
5734  *
5735  * Format       :[flags-]size
5736  */
5737 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5738 {
5739         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5740         char *p = name;
5741
5742         BUG_ON(!name);
5743
5744         *p++ = ':';
5745         /*
5746          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5747          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5748          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5749          * are matched during merging to guarantee that the id is
5750          * unique.
5751          */
5752         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5753                 *p++ = 'd';
5754         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5755                 *p++ = 'D';
5756         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5757                 *p++ = 'a';
5758         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5759                 *p++ = 'F';
5760         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5761                 *p++ = 'A';
5762         if (p != name + 1)
5763                 *p++ = '-';
5764         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5765
5766         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5767         return name;
5768 }
5769
5770 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5771 {
5772         struct kmem_cache *s =
5773                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5774
5775         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5776                 /*
5777                  * For a memcg cache, this may be called during
5778                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5779                  * A cache is never shut down before deactivation is
5780                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5781                  */
5782                 goto out;
5783
5784 #ifdef CONFIG_MEMCG
5785         kset_unregister(s->memcg_kset);
5786 #endif
5787 out:
5788         kobject_put(&s->kobj);
5789 }
5790
5791 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5792 {
5793         int err;
5794         const char *name;
5795         struct kset *kset = cache_kset(s);
5796         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5797
5798         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5799
5800         if (!kset) {
5801                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5802                 return 0;
5803         }
5804
5805         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5806                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5807                 unmergeable = 1;
5808
5809         if (unmergeable) {
5810                 /*
5811                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5812                  * This is typically the case for debug situations. In that
5813                  * case we can catch duplicate names easily.
5814                  */
5815                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5816                 name = s->name;
5817         } else {
5818                 /*
5819                  * Create a unique name for the slab as a target
5820                  * for the symlinks.
5821                  */
5822                 name = create_unique_id(s);
5823         }
5824
5825         s->kobj.kset = kset;
5826         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5827         if (err) {
5828                 kobject_put(&s->kobj);
5829                 goto out;
5830         }
5831
5832         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5833         if (err)
5834                 goto out_del_kobj;
5835
5836 #ifdef CONFIG_MEMCG
5837         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5838                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5839                 if (!s->memcg_kset) {
5840                         err = -ENOMEM;
5841                         goto out_del_kobj;
5842                 }
5843         }
5844 #endif
5845
5846         if (!unmergeable) {
5847                 /* Setup first alias */
5848                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5849         }
5850 out:
5851         if (!unmergeable)
5852                 kfree(name);
5853         return err;
5854 out_del_kobj:
5855         kobject_del(&s->kobj);
5856         goto out;
5857 }
5858
5859 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5860 {
5861         if (slab_state < FULL)
5862                 /*
5863                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5864                  * cache from sysfs.
5865                  */
5866                 return;
5867
5868         kobject_get(&s->kobj);
5869         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5870 }
5871
5872 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5873 {
5874         if (slab_state >= FULL)
5875                 kobject_del(&s->kobj);
5876 }
5877
5878 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5879 {
5880         if (slab_state >= FULL)
5881                 kobject_put(&s->kobj);
5882 }
5883
5884 /*
5885  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5886  * available lest we lose that information.
5887  */
5888 struct saved_alias {
5889         struct kmem_cache *s;
5890         const char *name;
5891         struct saved_alias *next;
5892 };
5893
5894 static struct saved_alias *alias_list;
5895
5896 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5897 {
5898         struct saved_alias *al;
5899
5900         if (slab_state == FULL) {
5901                 /*
5902                  * If we have a leftover link then remove it.
5903                  */
5904                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5905                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5906         }
5907
5908         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5909         if (!al)
5910                 return -ENOMEM;
5911
5912         al->s = s;
5913         al->name = name;
5914         al->next = alias_list;
5915         alias_list = al;
5916         return 0;
5917 }
5918
5919 static int __init slab_sysfs_init(void)
5920 {
5921         struct kmem_cache *s;
5922         int err;
5923
5924         mutex_lock(&slab_mutex);
5925
5926         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5927         if (!slab_kset) {
5928                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5929                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5930                 return -ENOSYS;
5931         }
5932
5933         slab_state = FULL;
5934
5935         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5936                 err = sysfs_slab_add(s);
5937                 if (err)
5938                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5939                                s->name);
5940         }
5941
5942         while (alias_list) {
5943                 struct saved_alias *al = alias_list;
5944
5945                 alias_list = alias_list->next;
5946                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5947                 if (err)
5948                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5949                                al->name);
5950                 kfree(al);
5951         }
5952
5953         mutex_unlock(&slab_mutex);
5954         resiliency_test();
5955         return 0;
5956 }
5957
5958 __initcall(slab_sysfs_init);
5959 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5960
5961 /*
5962  * The /proc/slabinfo ABI
5963  */
5964 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5965 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5966 {
5967         unsigned long nr_slabs = 0;
5968         unsigned long nr_objs = 0;
5969         unsigned long nr_free = 0;
5970         int node;
5971         struct kmem_cache_node *n;
5972
5973         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5974                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5975                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5976                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5977         }
5978
5979         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5980         sinfo->num_objs = nr_objs;
5981         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5982         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5983         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5984         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5985 }
5986
5987 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5988 {
5989 }
5990
5991 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5992                        size_t count, loff_t *ppos)
5993 {
5994         return -EIO;
5995 }
5996 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */