tools headers UAPI: Sync linux/prctl.h with the kernel sources
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/kfence.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
58  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
59  *      D. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
63  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
64  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
65  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
66  *   page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
120 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
121 #else
122 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
123 #endif
124 #endif
125
126 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
127 {
128         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
129 }
130
131 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
132 {
133         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
134                 p += s->red_left_pad;
135
136         return p;
137 }
138
139 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
140 {
141 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
142         return !kmem_cache_debug(s);
143 #else
144         return false;
145 #endif
146 }
147
148 /*
149  * Issues still to be resolved:
150  *
151  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
152  *
153  * - Variable sizing of the per node arrays
154  */
155
156 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
157 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /*
240  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
241  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
242  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
243  * Protected by slab_mutex.
244  */
245 static nodemask_t slab_nodes;
246
247 /********************************************************************
248  *                      Core slab cache functions
249  *******************************************************************/
250
251 /*
252  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
253  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
254  * random number.
255  */
256 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
257                                  unsigned long ptr_addr)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
260         /*
261          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
262          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
263          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
264          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
265          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
266          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
267          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
268          * freepointer to be restored incorrectly.
269          */
270         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
271                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
272 #else
273         return ptr;
274 #endif
275 }
276
277 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
278 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
279                                          void *ptr_addr)
280 {
281         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
282                             (unsigned long)ptr_addr);
283 }
284
285 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
286 {
287         object = kasan_reset_tag(object);
288         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
289 }
290
291 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         prefetch(object + s->offset);
294 }
295
296 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
297 {
298         unsigned long freepointer_addr;
299         void *p;
300
301         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
302                 return get_freepointer(s, object);
303
304         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
305         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
306         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
307 }
308
309 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
310 {
311         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312
313 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
314         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
315 #endif
316
317         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
318         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
319 }
320
321 /* Loop over all objects in a slab */
322 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
323         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
324                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
325                 __p += (__s)->size)
326
327 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
328 {
329         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
330 }
331
332 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
333                 unsigned int size)
334 {
335         struct kmem_cache_order_objects x = {
336                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
337         };
338
339         return x;
340 }
341
342 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
343 {
344         return x.x >> OO_SHIFT;
345 }
346
347 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
348 {
349         return x.x & OO_MASK;
350 }
351
352 /*
353  * Per slab locking using the pagelock
354  */
355 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
356 {
357         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
358         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
359 }
360
361 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
362 {
363         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
364         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
365 }
366
367 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
368 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
369                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
370                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
371                 const char *n)
372 {
373         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
374 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
375     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
376         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
377                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
378                                    freelist_old, counters_old,
379                                    freelist_new, counters_new))
380                         return true;
381         } else
382 #endif
383         {
384                 slab_lock(page);
385                 if (page->freelist == freelist_old &&
386                                         page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return true;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return false;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                                    freelist_old, counters_old,
415                                    freelist_new, counters_new))
416                         return true;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old &&
425                                         page->counters == counters_old) {
426                         page->freelist = freelist_new;
427                         page->counters = counters_new;
428                         slab_unlock(page);
429                         local_irq_restore(flags);
430                         return true;
431                 }
432                 slab_unlock(page);
433                 local_irq_restore(flags);
434         }
435
436         cpu_relax();
437         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
438
439 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
440         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
441 #endif
442
443         return false;
444 }
445
446 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
447 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
448 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
449
450 /*
451  * Determine a map of object in use on a page.
452  *
453  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
454  * not vanish from under us.
455  */
456 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
457         __acquires(&object_map_lock)
458 {
459         void *p;
460         void *addr = page_address(page);
461
462         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
463
464         spin_lock(&object_map_lock);
465
466         bitmap_zero(object_map, page->objects);
467
468         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
469                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
470
471         return object_map;
472 }
473
474 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
475 {
476         VM_BUG_ON(map != object_map);
477         spin_unlock(&object_map_lock);
478 }
479
480 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
481 {
482         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
483                 return s->size - s->red_left_pad;
484
485         return s->size;
486 }
487
488 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
489 {
490         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
491                 p -= s->red_left_pad;
492
493         return p;
494 }
495
496 /*
497  * Debug settings:
498  */
499 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
500 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
501 #else
502 static slab_flags_t slub_debug;
503 #endif
504
505 static char *slub_debug_string;
506 static int disable_higher_order_debug;
507
508 /*
509  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
510  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
511  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
512  * to tell kasan that these accesses are OK.
513  */
514 static inline void metadata_access_enable(void)
515 {
516         kasan_disable_current();
517 }
518
519 static inline void metadata_access_disable(void)
520 {
521         kasan_enable_current();
522 }
523
524 /*
525  * Object debugging
526  */
527
528 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
529 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
530                                 struct page *page, void *object)
531 {
532         void *base;
533
534         if (!object)
535                 return 1;
536
537         base = page_address(page);
538         object = kasan_reset_tag(object);
539         object = restore_red_left(s, object);
540         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
541                 (object - base) % s->size) {
542                 return 0;
543         }
544
545         return 1;
546 }
547
548 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
549                           unsigned int length)
550 {
551         metadata_access_enable();
552         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
553                         16, 1, addr, length, 1);
554         metadata_access_disable();
555 }
556
557 /*
558  * See comment in calculate_sizes().
559  */
560 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
561 {
562         return s->offset >= s->inuse;
563 }
564
565 /*
566  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
567  * not overlapping with object.
568  */
569 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
570 {
571         if (freeptr_outside_object(s))
572                 return s->inuse + sizeof(void *);
573         else
574                 return s->inuse;
575 }
576
577 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
578         enum track_item alloc)
579 {
580         struct track *p;
581
582         p = object + get_info_end(s);
583
584         return kasan_reset_tag(p + alloc);
585 }
586
587 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
588                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
589 {
590         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
591
592         if (addr) {
593 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
594                 unsigned int nr_entries;
595
596                 metadata_access_enable();
597                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
598                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
599                 metadata_access_disable();
600
601                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
602                         p->addrs[nr_entries] = 0;
603 #endif
604                 p->addr = addr;
605                 p->cpu = smp_processor_id();
606                 p->pid = current->pid;
607                 p->when = jiffies;
608         } else {
609                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
610         }
611 }
612
613 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
614 {
615         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
616                 return;
617
618         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
619         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
620 }
621
622 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
623 {
624         if (!t->addr)
625                 return;
626
627         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
628                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
629 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
630         {
631                 int i;
632                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
633                         if (t->addrs[i])
634                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
635                         else
636                                 break;
637         }
638 #endif
639 }
640
641 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
642 {
643         unsigned long pr_time = jiffies;
644         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
645                 return;
646
647         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
648         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
649 }
650
651 static void print_page_info(struct page *page)
652 {
653         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
654                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
655                page->flags, &page->flags);
656
657 }
658
659 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
660 {
661         struct va_format vaf;
662         va_list args;
663
664         va_start(args, fmt);
665         vaf.fmt = fmt;
666         vaf.va = &args;
667         pr_err("=============================================================================\n");
668         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
669         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
670
671         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
672         va_end(args);
673 }
674
675 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
676 {
677         struct va_format vaf;
678         va_list args;
679
680         va_start(args, fmt);
681         vaf.fmt = fmt;
682         vaf.va = &args;
683         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
684         va_end(args);
685 }
686
687 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
688                                void **freelist, void *nextfree)
689 {
690         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
691             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
692                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
693                 *freelist = NULL;
694                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
695                 return true;
696         }
697
698         return false;
699 }
700
701 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
702 {
703         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
704         u8 *addr = page_address(page);
705
706         print_tracking(s, p);
707
708         print_page_info(page);
709
710         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
711                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
712
713         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
714                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
715                               s->red_left_pad);
716         else if (p > addr + 16)
717                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
718
719         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
720                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
721         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
722                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
723                         s->inuse - s->object_size);
724
725         off = get_info_end(s);
726
727         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
728                 off += 2 * sizeof(struct track);
729
730         off += kasan_metadata_size(s);
731
732         if (off != size_from_object(s))
733                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
734                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
735                               size_from_object(s) - off);
736
737         dump_stack();
738 }
739
740 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
741                         u8 *object, char *reason)
742 {
743         slab_bug(s, "%s", reason);
744         print_trailer(s, page, object);
745 }
746
747 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
748                         const char *fmt, ...)
749 {
750         va_list args;
751         char buf[100];
752
753         va_start(args, fmt);
754         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
755         va_end(args);
756         slab_bug(s, "%s", buf);
757         print_page_info(page);
758         dump_stack();
759 }
760
761 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
762 {
763         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
764
765         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
766                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
767
768         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
769                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
770                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
771         }
772
773         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
774                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
775 }
776
777 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
778                                                 void *from, void *to)
779 {
780         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
781         memset(from, data, to - from);
782 }
783
784 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
785                         u8 *object, char *what,
786                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
787 {
788         u8 *fault;
789         u8 *end;
790         u8 *addr = page_address(page);
791
792         metadata_access_enable();
793         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
794         metadata_access_disable();
795         if (!fault)
796                 return 1;
797
798         end = start + bytes;
799         while (end > fault && end[-1] == value)
800                 end--;
801
802         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
803         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
804                                         fault, end - 1, fault - addr,
805                                         fault[0], value);
806         print_trailer(s, page, object);
807
808         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
809         return 0;
810 }
811
812 /*
813  * Object layout:
814  *
815  * object address
816  *      Bytes of the object to be managed.
817  *      If the freepointer may overlay the object then the free
818  *      pointer is at the middle of the object.
819  *
820  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
821  *      0xa5 (POISON_END)
822  *
823  * object + s->object_size
824  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
825  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
826  *      object_size == inuse.
827  *
828  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
829  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
830  *
831  * object + s->inuse
832  *      Meta data starts here.
833  *
834  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
835  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
836  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
837  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
838  *              before the word boundary.
839  *
840  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
841  *
842  * object + s->size
843  *      Nothing is used beyond s->size.
844  *
845  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
846  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
847  * may be used with merged slabcaches.
848  */
849
850 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
851 {
852         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
853
854         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
855                 /* We also have user information there */
856                 off += 2 * sizeof(struct track);
857
858         off += kasan_metadata_size(s);
859
860         if (size_from_object(s) == off)
861                 return 1;
862
863         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
864                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
865 }
866
867 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
868 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
869 {
870         u8 *start;
871         u8 *fault;
872         u8 *end;
873         u8 *pad;
874         int length;
875         int remainder;
876
877         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
878                 return 1;
879
880         start = page_address(page);
881         length = page_size(page);
882         end = start + length;
883         remainder = length % s->size;
884         if (!remainder)
885                 return 1;
886
887         pad = end - remainder;
888         metadata_access_enable();
889         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
890         metadata_access_disable();
891         if (!fault)
892                 return 1;
893         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
894                 end--;
895
896         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
897                         fault, end - 1, fault - start);
898         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
899
900         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
901         return 0;
902 }
903
904 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
905                                         void *object, u8 val)
906 {
907         u8 *p = object;
908         u8 *endobject = object + s->object_size;
909
910         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
911                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
912                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
913                         return 0;
914
915                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
916                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
917                         return 0;
918         } else {
919                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
920                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
921                                 endobject, POISON_INUSE,
922                                 s->inuse - s->object_size);
923                 }
924         }
925
926         if (s->flags & SLAB_POISON) {
927                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
928                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
929                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
930                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
931                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
932                         return 0;
933                 /*
934                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
935                  */
936                 check_pad_bytes(s, page, p);
937         }
938
939         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
940                 /*
941                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
942                  * freepointer while object is allocated.
943                  */
944                 return 1;
945
946         /* Check free pointer validity */
947         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
948                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
949                 /*
950                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
951                  * of the free objects in this slab. May cause
952                  * another error because the object count is now wrong.
953                  */
954                 set_freepointer(s, p, NULL);
955                 return 0;
956         }
957         return 1;
958 }
959
960 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
961 {
962         int maxobj;
963
964         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
965
966         if (!PageSlab(page)) {
967                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
968                 return 0;
969         }
970
971         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
972         if (page->objects > maxobj) {
973                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
974                         page->objects, maxobj);
975                 return 0;
976         }
977         if (page->inuse > page->objects) {
978                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
979                         page->inuse, page->objects);
980                 return 0;
981         }
982         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
983         slab_pad_check(s, page);
984         return 1;
985 }
986
987 /*
988  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
989  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
990  */
991 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
992 {
993         int nr = 0;
994         void *fp;
995         void *object = NULL;
996         int max_objects;
997
998         fp = page->freelist;
999         while (fp && nr <= page->objects) {
1000                 if (fp == search)
1001                         return 1;
1002                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1003                         if (object) {
1004                                 object_err(s, page, object,
1005                                         "Freechain corrupt");
1006                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1007                         } else {
1008                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1009                                 page->freelist = NULL;
1010                                 page->inuse = page->objects;
1011                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1012                                 return 0;
1013                         }
1014                         break;
1015                 }
1016                 object = fp;
1017                 fp = get_freepointer(s, object);
1018                 nr++;
1019         }
1020
1021         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1022         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1023                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1024
1025         if (page->objects != max_objects) {
1026                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1027                          page->objects, max_objects);
1028                 page->objects = max_objects;
1029                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1030         }
1031         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1032                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1033                          page->inuse, page->objects - nr);
1034                 page->inuse = page->objects - nr;
1035                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1036         }
1037         return search == NULL;
1038 }
1039
1040 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1041                                                                 int alloc)
1042 {
1043         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1044                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1045                         s->name,
1046                         alloc ? "alloc" : "free",
1047                         object, page->inuse,
1048                         page->freelist);
1049
1050                 if (!alloc)
1051                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1052                                         s->object_size);
1053
1054                 dump_stack();
1055         }
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1060  */
1061 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1062         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1063 {
1064         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1065                 return;
1066
1067         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1068         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1069 }
1070
1071 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1072 {
1073         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1074                 return;
1075
1076         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1077         list_del(&page->slab_list);
1078 }
1079
1080 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1081 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1082 {
1083         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1084
1085         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1086 }
1087
1088 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1089 {
1090         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1091 }
1092
1093 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1094 {
1095         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1096
1097         /*
1098          * May be called early in order to allocate a slab for the
1099          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1100          * dilemma by deferring the increment of the count during
1101          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1102          */
1103         if (likely(n)) {
1104                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1105                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1106         }
1107 }
1108 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1109 {
1110         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1111
1112         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1113         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1114 }
1115
1116 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1117 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1118                                                                 void *object)
1119 {
1120         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1121                 return;
1122
1123         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1124         init_tracking(s, object);
1125 }
1126
1127 static
1128 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1129 {
1130         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1131                 return;
1132
1133         metadata_access_enable();
1134         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1135         metadata_access_disable();
1136 }
1137
1138 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1139                                         struct page *page, void *object)
1140 {
1141         if (!check_slab(s, page))
1142                 return 0;
1143
1144         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1145                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1146                 return 0;
1147         }
1148
1149         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1150                 return 0;
1151
1152         return 1;
1153 }
1154
1155 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1156                                         struct page *page,
1157                                         void *object, unsigned long addr)
1158 {
1159         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1160                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1161                         goto bad;
1162         }
1163
1164         /* Success perform special debug activities for allocs */
1165         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1166                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1167         trace(s, page, object, 1);
1168         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1169         return 1;
1170
1171 bad:
1172         if (PageSlab(page)) {
1173                 /*
1174                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1175                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1176                  * as used avoids touching the remaining objects.
1177                  */
1178                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1179                 page->inuse = page->objects;
1180                 page->freelist = NULL;
1181         }
1182         return 0;
1183 }
1184
1185 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1186                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1187 {
1188         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1189                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1190                 return 0;
1191         }
1192
1193         if (on_freelist(s, page, object)) {
1194                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1195                 return 0;
1196         }
1197
1198         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1199                 return 0;
1200
1201         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1202                 if (!PageSlab(page)) {
1203                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1204                                  object);
1205                 } else if (!page->slab_cache) {
1206                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1207                                object);
1208                         dump_stack();
1209                 } else
1210                         object_err(s, page, object,
1211                                         "page slab pointer corrupt.");
1212                 return 0;
1213         }
1214         return 1;
1215 }
1216
1217 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1218 static noinline int free_debug_processing(
1219         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1220         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1221         unsigned long addr)
1222 {
1223         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1224         void *object = head;
1225         int cnt = 0;
1226         unsigned long flags;
1227         int ret = 0;
1228
1229         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1230         slab_lock(page);
1231
1232         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1233                 if (!check_slab(s, page))
1234                         goto out;
1235         }
1236
1237 next_object:
1238         cnt++;
1239
1240         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1241                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1242                         goto out;
1243         }
1244
1245         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1246                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1247         trace(s, page, object, 0);
1248         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1249         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1250
1251         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1252         if (object != tail) {
1253                 object = get_freepointer(s, object);
1254                 goto next_object;
1255         }
1256         ret = 1;
1257
1258 out:
1259         if (cnt != bulk_cnt)
1260                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1261                          bulk_cnt, cnt);
1262
1263         slab_unlock(page);
1264         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1265         if (!ret)
1266                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1272  *
1273  * @str:    start of block
1274  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1275  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1276  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1277  *
1278  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1279  */
1280 static char *
1281 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1282 {
1283         bool higher_order_disable = false;
1284
1285         /* Skip any completely empty blocks */
1286         while (*str && *str == ';')
1287                 str++;
1288
1289         if (*str == ',') {
1290                 /*
1291                  * No options but restriction on slabs. This means full
1292                  * debugging for slabs matching a pattern.
1293                  */
1294                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1295                 goto check_slabs;
1296         }
1297         *flags = 0;
1298
1299         /* Determine which debug features should be switched on */
1300         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1301                 switch (tolower(*str)) {
1302                 case '-':
1303                         *flags = 0;
1304                         break;
1305                 case 'f':
1306                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1307                         break;
1308                 case 'z':
1309                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1310                         break;
1311                 case 'p':
1312                         *flags |= SLAB_POISON;
1313                         break;
1314                 case 'u':
1315                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1316                         break;
1317                 case 't':
1318                         *flags |= SLAB_TRACE;
1319                         break;
1320                 case 'a':
1321                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1322                         break;
1323                 case 'o':
1324                         /*
1325                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1326                          * order would increase as a result.
1327                          */
1328                         higher_order_disable = true;
1329                         break;
1330                 default:
1331                         if (init)
1332                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1333                 }
1334         }
1335 check_slabs:
1336         if (*str == ',')
1337                 *slabs = ++str;
1338         else
1339                 *slabs = NULL;
1340
1341         /* Skip over the slab list */
1342         while (*str && *str != ';')
1343                 str++;
1344
1345         /* Skip any completely empty blocks */
1346         while (*str && *str == ';')
1347                 str++;
1348
1349         if (init && higher_order_disable)
1350                 disable_higher_order_debug = 1;
1351
1352         if (*str)
1353                 return str;
1354         else
1355                 return NULL;
1356 }
1357
1358 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1359 {
1360         slab_flags_t flags;
1361         char *saved_str;
1362         char *slab_list;
1363         bool global_slub_debug_changed = false;
1364         bool slab_list_specified = false;
1365
1366         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1367         if (*str++ != '=' || !*str)
1368                 /*
1369                  * No options specified. Switch on full debugging.
1370                  */
1371                 goto out;
1372
1373         saved_str = str;
1374         while (str) {
1375                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1376
1377                 if (!slab_list) {
1378                         slub_debug = flags;
1379                         global_slub_debug_changed = true;
1380                 } else {
1381                         slab_list_specified = true;
1382                 }
1383         }
1384
1385         /*
1386          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1387          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1388          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1389          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1390          */
1391         if (slab_list_specified) {
1392                 if (!global_slub_debug_changed)
1393                         slub_debug = 0;
1394                 slub_debug_string = saved_str;
1395         }
1396 out:
1397         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1398                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1399         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1400              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1401             (slub_debug & SLAB_POISON))
1402                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1403         return 1;
1404 }
1405
1406 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1407
1408 /*
1409  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1410  * @object_size:        the size of an object without meta data
1411  * @flags:              flags to set
1412  * @name:               name of the cache
1413  *
1414  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1415  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1416  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1417  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1418  */
1419 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1420         slab_flags_t flags, const char *name)
1421 {
1422         char *iter;
1423         size_t len;
1424         char *next_block;
1425         slab_flags_t block_flags;
1426         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1427
1428         /*
1429          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1430          * don't store user (stack trace) information by default,
1431          * but let the user enable it via the command line below.
1432          */
1433         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1434                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1435
1436         len = strlen(name);
1437         next_block = slub_debug_string;
1438         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1439         while (next_block) {
1440                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1441                 if (!iter)
1442                         continue;
1443                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1444                 while (*iter) {
1445                         char *end, *glob;
1446                         size_t cmplen;
1447
1448                         end = strchrnul(iter, ',');
1449                         if (next_block && next_block < end)
1450                                 end = next_block - 1;
1451
1452                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1453                         if (glob)
1454                                 cmplen = glob - iter;
1455                         else
1456                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1457
1458                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1459                                 flags |= block_flags;
1460                                 return flags;
1461                         }
1462
1463                         if (!*end || *end == ';')
1464                                 break;
1465                         iter = end + 1;
1466                 }
1467         }
1468
1469         return flags | slub_debug_local;
1470 }
1471 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1472 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1473                         struct page *page, void *object) {}
1474 static inline
1475 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1476
1477 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1478         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1479
1480 static inline int free_debug_processing(
1481         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1482         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1483         unsigned long addr) { return 0; }
1484
1485 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1486                         { return 1; }
1487 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1488                         void *object, u8 val) { return 1; }
1489 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1490                                         struct page *page) {}
1491 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1492                                         struct page *page) {}
1493 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1494         slab_flags_t flags, const char *name)
1495 {
1496         return flags;
1497 }
1498 #define slub_debug 0
1499
1500 #define disable_higher_order_debug 0
1501
1502 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1503                                                         { return 0; }
1504 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1505                                                         { return 0; }
1506 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1507                                                         int objects) {}
1508 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1509                                                         int objects) {}
1510
1511 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1512                                void **freelist, void *nextfree)
1513 {
1514         return false;
1515 }
1516 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1517
1518 /*
1519  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1520  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1521  */
1522 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1523 {
1524         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1525         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1526         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1527         return ptr;
1528 }
1529
1530 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1531 {
1532         kmemleak_free(x);
1533         kasan_kfree_large(x);
1534 }
1535
1536 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1537                                                 void *x, bool init)
1538 {
1539         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1540
1541         /*
1542          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1543          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1544          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1545          */
1546 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1547         {
1548                 unsigned long flags;
1549
1550                 local_irq_save(flags);
1551                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1552                 local_irq_restore(flags);
1553         }
1554 #endif
1555         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1556                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1557
1558         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1559         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1560                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1561                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1562
1563         /*
1564          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1565          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1566          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1567          *
1568          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1569          * but don't touch the SLAB redzone.
1570          */
1571         if (init) {
1572                 int rsize;
1573
1574                 if (!kasan_has_integrated_init())
1575                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1576                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1577                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1578                        s->size - s->inuse - rsize);
1579         }
1580         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1581         return kasan_slab_free(s, x, init);
1582 }
1583
1584 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1585                                            void **head, void **tail)
1586 {
1587
1588         void *object;
1589         void *next = *head;
1590         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1591
1592         if (is_kfence_address(next)) {
1593                 slab_free_hook(s, next, false);
1594                 return true;
1595         }
1596
1597         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1598         *head = NULL;
1599         *tail = NULL;
1600
1601         do {
1602                 object = next;
1603                 next = get_freepointer(s, object);
1604
1605                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1606                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1607                         /* Move object to the new freelist */
1608                         set_freepointer(s, object, *head);
1609                         *head = object;
1610                         if (!*tail)
1611                                 *tail = object;
1612                 }
1613         } while (object != old_tail);
1614
1615         if (*head == *tail)
1616                 *tail = NULL;
1617
1618         return *head != NULL;
1619 }
1620
1621 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1622                                 void *object)
1623 {
1624         setup_object_debug(s, page, object);
1625         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1626         if (unlikely(s->ctor)) {
1627                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1628                 s->ctor(object);
1629                 kasan_poison_object_data(s, object);
1630         }
1631         return object;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Slab allocation and freeing
1636  */
1637 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1638                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1639 {
1640         struct page *page;
1641         unsigned int order = oo_order(oo);
1642
1643         if (node == NUMA_NO_NODE)
1644                 page = alloc_pages(flags, order);
1645         else
1646                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1647
1648         return page;
1649 }
1650
1651 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1652 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1653 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1654 {
1655         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1656         int err;
1657
1658         /* Bailout if already initialised */
1659         if (s->random_seq)
1660                 return 0;
1661
1662         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1663         if (err) {
1664                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1665                         s->name);
1666                 return err;
1667         }
1668
1669         /* Transform to an offset on the set of pages */
1670         if (s->random_seq) {
1671                 unsigned int i;
1672
1673                 for (i = 0; i < count; i++)
1674                         s->random_seq[i] *= s->size;
1675         }
1676         return 0;
1677 }
1678
1679 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1680 static void __init init_freelist_randomization(void)
1681 {
1682         struct kmem_cache *s;
1683
1684         mutex_lock(&slab_mutex);
1685
1686         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1687                 init_cache_random_seq(s);
1688
1689         mutex_unlock(&slab_mutex);
1690 }
1691
1692 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1693 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1694                                 unsigned long *pos, void *start,
1695                                 unsigned long page_limit,
1696                                 unsigned long freelist_count)
1697 {
1698         unsigned int idx;
1699
1700         /*
1701          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1702          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1703          */
1704         do {
1705                 idx = s->random_seq[*pos];
1706                 *pos += 1;
1707                 if (*pos >= freelist_count)
1708                         *pos = 0;
1709         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1710
1711         return (char *)start + idx;
1712 }
1713
1714 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1715 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1716 {
1717         void *start;
1718         void *cur;
1719         void *next;
1720         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1721
1722         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1723                 return false;
1724
1725         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1726         pos = get_random_int() % freelist_count;
1727
1728         page_limit = page->objects * s->size;
1729         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1730
1731         /* First entry is used as the base of the freelist */
1732         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1733                                 freelist_count);
1734         cur = setup_object(s, page, cur);
1735         page->freelist = cur;
1736
1737         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1738                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1739                         freelist_count);
1740                 next = setup_object(s, page, next);
1741                 set_freepointer(s, cur, next);
1742                 cur = next;
1743         }
1744         set_freepointer(s, cur, NULL);
1745
1746         return true;
1747 }
1748 #else
1749 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1750 {
1751         return 0;
1752 }
1753 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1754 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1755 {
1756         return false;
1757 }
1758 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1759
1760 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1761 {
1762         struct page *page;
1763         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1764         gfp_t alloc_gfp;
1765         void *start, *p, *next;
1766         int idx;
1767         bool shuffle;
1768
1769         flags &= gfp_allowed_mask;
1770
1771         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1772                 local_irq_enable();
1773
1774         flags |= s->allocflags;
1775
1776         /*
1777          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1778          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1779          */
1780         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1781         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1782                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1783
1784         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1785         if (unlikely(!page)) {
1786                 oo = s->min;
1787                 alloc_gfp = flags;
1788                 /*
1789                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1790                  * Try a lower order alloc if possible
1791                  */
1792                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1793                 if (unlikely(!page))
1794                         goto out;
1795                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1796         }
1797
1798         page->objects = oo_objects(oo);
1799
1800         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1801
1802         page->slab_cache = s;
1803         __SetPageSlab(page);
1804         if (page_is_pfmemalloc(page))
1805                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1806
1807         kasan_poison_slab(page);
1808
1809         start = page_address(page);
1810
1811         setup_page_debug(s, page, start);
1812
1813         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1814
1815         if (!shuffle) {
1816                 start = fixup_red_left(s, start);
1817                 start = setup_object(s, page, start);
1818                 page->freelist = start;
1819                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1820                         next = p + s->size;
1821                         next = setup_object(s, page, next);
1822                         set_freepointer(s, p, next);
1823                         p = next;
1824                 }
1825                 set_freepointer(s, p, NULL);
1826         }
1827
1828         page->inuse = page->objects;
1829         page->frozen = 1;
1830
1831 out:
1832         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1833                 local_irq_disable();
1834         if (!page)
1835                 return NULL;
1836
1837         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1838
1839         return page;
1840 }
1841
1842 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1843 {
1844         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1845                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1846
1847         return allocate_slab(s,
1848                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1849 }
1850
1851 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1852 {
1853         int order = compound_order(page);
1854         int pages = 1 << order;
1855
1856         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1857                 void *p;
1858
1859                 slab_pad_check(s, page);
1860                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1861                                                 page->objects)
1862                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1863         }
1864
1865         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1866         __ClearPageSlab(page);
1867         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1868         page->slab_cache = NULL;
1869         if (current->reclaim_state)
1870                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1871         unaccount_slab_page(page, order, s);
1872         __free_pages(page, order);
1873 }
1874
1875 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1876 {
1877         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1878
1879         __free_slab(page->slab_cache, page);
1880 }
1881
1882 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1883 {
1884         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1885                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1886         } else
1887                 __free_slab(s, page);
1888 }
1889
1890 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1891 {
1892         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1893         free_slab(s, page);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Management of partially allocated slabs.
1898  */
1899 static inline void
1900 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1901 {
1902         n->nr_partial++;
1903         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1904                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1905         else
1906                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1907 }
1908
1909 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1910                                 struct page *page, int tail)
1911 {
1912         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1913         __add_partial(n, page, tail);
1914 }
1915
1916 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1917                                         struct page *page)
1918 {
1919         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1920         list_del(&page->slab_list);
1921         n->nr_partial--;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1926  * return the pointer to the freelist.
1927  *
1928  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1929  */
1930 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1931                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1932                 int mode, int *objects)
1933 {
1934         void *freelist;
1935         unsigned long counters;
1936         struct page new;
1937
1938         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1939
1940         /*
1941          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1942          * The old freelist is the list of objects for the
1943          * per cpu allocation list.
1944          */
1945         freelist = page->freelist;
1946         counters = page->counters;
1947         new.counters = counters;
1948         *objects = new.objects - new.inuse;
1949         if (mode) {
1950                 new.inuse = page->objects;
1951                 new.freelist = NULL;
1952         } else {
1953                 new.freelist = freelist;
1954         }
1955
1956         VM_BUG_ON(new.frozen);
1957         new.frozen = 1;
1958
1959         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1960                         freelist, counters,
1961                         new.freelist, new.counters,
1962                         "acquire_slab"))
1963                 return NULL;
1964
1965         remove_partial(n, page);
1966         WARN_ON(!freelist);
1967         return freelist;
1968 }
1969
1970 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1971 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1972
1973 /*
1974  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1975  */
1976 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1977                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1978 {
1979         struct page *page, *page2;
1980         void *object = NULL;
1981         unsigned int available = 0;
1982         int objects;
1983
1984         /*
1985          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1986          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1987          * partial slab and there is none available then get_partial()
1988          * will return NULL.
1989          */
1990         if (!n || !n->nr_partial)
1991                 return NULL;
1992
1993         spin_lock(&n->list_lock);
1994         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1995                 void *t;
1996
1997                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1998                         continue;
1999
2000                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2001                 if (!t)
2002                         break;
2003
2004                 available += objects;
2005                 if (!object) {
2006                         c->page = page;
2007                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2008                         object = t;
2009                 } else {
2010                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2011                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2012                 }
2013                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2014                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2015                         break;
2016
2017         }
2018         spin_unlock(&n->list_lock);
2019         return object;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2024  */
2025 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2026                 struct kmem_cache_cpu *c)
2027 {
2028 #ifdef CONFIG_NUMA
2029         struct zonelist *zonelist;
2030         struct zoneref *z;
2031         struct zone *zone;
2032         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2033         void *object;
2034         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2035
2036         /*
2037          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2038          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2039          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2040          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2041          *
2042          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2043          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2044          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2045          * from other nodes and filled up.
2046          *
2047          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2048          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2049          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2050          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2051          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2052          * with available objects.
2053          */
2054         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2055                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2056                 return NULL;
2057
2058         do {
2059                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2060                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2061                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2062                         struct kmem_cache_node *n;
2063
2064                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2065
2066                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2067                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2068                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2069                                 if (object) {
2070                                         /*
2071                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2072                                          * here - if mems_allowed was updated in
2073                                          * parallel, that was a harmless race
2074                                          * between allocation and the cpuset
2075                                          * update
2076                                          */
2077                                         return object;
2078                                 }
2079                         }
2080                 }
2081         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2082 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2083         return NULL;
2084 }
2085
2086 /*
2087  * Get a partial page, lock it and return it.
2088  */
2089 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2090                 struct kmem_cache_cpu *c)
2091 {
2092         void *object;
2093         int searchnode = node;
2094
2095         if (node == NUMA_NO_NODE)
2096                 searchnode = numa_mem_id();
2097
2098         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2099         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2100                 return object;
2101
2102         return get_any_partial(s, flags, c);
2103 }
2104
2105 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2106 /*
2107  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2108  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2109  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2110  */
2111 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2112 #else
2113 /*
2114  * No preemption supported therefore also no need to check for
2115  * different cpus.
2116  */
2117 #define TID_STEP 1
2118 #endif
2119
2120 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2121 {
2122         return tid + TID_STEP;
2123 }
2124
2125 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2126 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2127 {
2128         return tid % TID_STEP;
2129 }
2130
2131 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2132 {
2133         return tid / TID_STEP;
2134 }
2135 #endif
2136
2137 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2138 {
2139         return cpu;
2140 }
2141
2142 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2143                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2144 {
2145 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2146         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2147
2148         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2149
2150 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2151         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2152                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2153                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2154         else
2155 #endif
2156         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2157                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2158                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2159         else
2160                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2161                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2162 #endif
2163         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2164 }
2165
2166 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2167 {
2168         int cpu;
2169
2170         for_each_possible_cpu(cpu)
2171                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Remove the cpu slab
2176  */
2177 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2178                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2179 {
2180         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2181         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2182         int lock = 0, free_delta = 0;
2183         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2184         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2185         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2186         struct page new;
2187         struct page old;
2188
2189         if (page->freelist) {
2190                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2191                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2192         }
2193
2194         /*
2195          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2196          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2197          */
2198         freelist_tail = NULL;
2199         freelist_iter = freelist;
2200         while (freelist_iter) {
2201                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2202
2203                 /*
2204                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2205                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2206                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2207                  */
2208                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2209                         break;
2210
2211                 freelist_tail = freelist_iter;
2212                 free_delta++;
2213
2214                 freelist_iter = nextfree;
2215         }
2216
2217         /*
2218          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2219          * freelist to the head of page's freelist.
2220          *
2221          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2222          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2223          *
2224          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2225          * with the count. If there is a mismatch then the page
2226          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2227          *
2228          * Then we restart the process which may have to remove
2229          * the page from the list that we just put it on again
2230          * because the number of objects in the slab may have
2231          * changed.
2232          */
2233 redo:
2234
2235         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2236         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2237         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2238
2239         /* Determine target state of the slab */
2240         new.counters = old.counters;
2241         if (freelist_tail) {
2242                 new.inuse -= free_delta;
2243                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2244                 new.freelist = freelist;
2245         } else
2246                 new.freelist = old.freelist;
2247
2248         new.frozen = 0;
2249
2250         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2251                 m = M_FREE;
2252         else if (new.freelist) {
2253                 m = M_PARTIAL;
2254                 if (!lock) {
2255                         lock = 1;
2256                         /*
2257                          * Taking the spinlock removes the possibility
2258                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2259                          * is frozen
2260                          */
2261                         spin_lock(&n->list_lock);
2262                 }
2263         } else {
2264                 m = M_FULL;
2265                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2266                         lock = 1;
2267                         /*
2268                          * This also ensures that the scanning of full
2269                          * slabs from diagnostic functions will not see
2270                          * any frozen slabs.
2271                          */
2272                         spin_lock(&n->list_lock);
2273                 }
2274         }
2275
2276         if (l != m) {
2277                 if (l == M_PARTIAL)
2278                         remove_partial(n, page);
2279                 else if (l == M_FULL)
2280                         remove_full(s, n, page);
2281
2282                 if (m == M_PARTIAL)
2283                         add_partial(n, page, tail);
2284                 else if (m == M_FULL)
2285                         add_full(s, n, page);
2286         }
2287
2288         l = m;
2289         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2290                                 old.freelist, old.counters,
2291                                 new.freelist, new.counters,
2292                                 "unfreezing slab"))
2293                 goto redo;
2294
2295         if (lock)
2296                 spin_unlock(&n->list_lock);
2297
2298         if (m == M_PARTIAL)
2299                 stat(s, tail);
2300         else if (m == M_FULL)
2301                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2302         else if (m == M_FREE) {
2303                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2304                 discard_slab(s, page);
2305                 stat(s, FREE_SLAB);
2306         }
2307
2308         c->page = NULL;
2309         c->freelist = NULL;
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2314  *
2315  * This function must be called with interrupts disabled
2316  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2317  * to guarantee no concurrent accesses).
2318  */
2319 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2320                 struct kmem_cache_cpu *c)
2321 {
2322 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2323         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2324         struct page *page, *discard_page = NULL;
2325
2326         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2327                 struct page new;
2328                 struct page old;
2329
2330                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2331
2332                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2333                 if (n != n2) {
2334                         if (n)
2335                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2336
2337                         n = n2;
2338                         spin_lock(&n->list_lock);
2339                 }
2340
2341                 do {
2342
2343                         old.freelist = page->freelist;
2344                         old.counters = page->counters;
2345                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2346
2347                         new.counters = old.counters;
2348                         new.freelist = old.freelist;
2349
2350                         new.frozen = 0;
2351
2352                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2353                                 old.freelist, old.counters,
2354                                 new.freelist, new.counters,
2355                                 "unfreezing slab"));
2356
2357                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2358                         page->next = discard_page;
2359                         discard_page = page;
2360                 } else {
2361                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2362                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2363                 }
2364         }
2365
2366         if (n)
2367                 spin_unlock(&n->list_lock);
2368
2369         while (discard_page) {
2370                 page = discard_page;
2371                 discard_page = discard_page->next;
2372
2373                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2374                 discard_slab(s, page);
2375                 stat(s, FREE_SLAB);
2376         }
2377 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2382  * partial page slot if available.
2383  *
2384  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2385  * per node partial list.
2386  */
2387 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2388 {
2389 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2390         struct page *oldpage;
2391         int pages;
2392         int pobjects;
2393
2394         preempt_disable();
2395         do {
2396                 pages = 0;
2397                 pobjects = 0;
2398                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2399
2400                 if (oldpage) {
2401                         pobjects = oldpage->pobjects;
2402                         pages = oldpage->pages;
2403                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2404                                 unsigned long flags;
2405                                 /*
2406                                  * partial array is full. Move the existing
2407                                  * set to the per node partial list.
2408                                  */
2409                                 local_irq_save(flags);
2410                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2411                                 local_irq_restore(flags);
2412                                 oldpage = NULL;
2413                                 pobjects = 0;
2414                                 pages = 0;
2415                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2416                         }
2417                 }
2418
2419                 pages++;
2420                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2421
2422                 page->pages = pages;
2423                 page->pobjects = pobjects;
2424                 page->next = oldpage;
2425
2426         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2427                                                                 != oldpage);
2428         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2429                 unsigned long flags;
2430
2431                 local_irq_save(flags);
2432                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2433                 local_irq_restore(flags);
2434         }
2435         preempt_enable();
2436 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2437 }
2438
2439 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2440 {
2441         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2442         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2443
2444         c->tid = next_tid(c->tid);
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Flush cpu slab.
2449  *
2450  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2451  */
2452 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2453 {
2454         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2455
2456         if (c->page)
2457                 flush_slab(s, c);
2458
2459         unfreeze_partials(s, c);
2460 }
2461
2462 static void flush_cpu_slab(void *d)
2463 {
2464         struct kmem_cache *s = d;
2465
2466         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2467 }
2468
2469 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2470 {
2471         struct kmem_cache *s = info;
2472         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2473
2474         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2475 }
2476
2477 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2478 {
2479         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2484  * necessary.
2485  */
2486 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2487 {
2488         struct kmem_cache *s;
2489         unsigned long flags;
2490
2491         mutex_lock(&slab_mutex);
2492         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2493                 local_irq_save(flags);
2494                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2495                 local_irq_restore(flags);
2496         }
2497         mutex_unlock(&slab_mutex);
2498         return 0;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2503  * locality expectations.
2504  */
2505 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2506 {
2507 #ifdef CONFIG_NUMA
2508         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2509                 return 0;
2510 #endif
2511         return 1;
2512 }
2513
2514 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2515 static int count_free(struct page *page)
2516 {
2517         return page->objects - page->inuse;
2518 }
2519
2520 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2521 {
2522         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2523 }
2524 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2525
2526 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2527 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2528                                         int (*get_count)(struct page *))
2529 {
2530         unsigned long flags;
2531         unsigned long x = 0;
2532         struct page *page;
2533
2534         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2535         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2536                 x += get_count(page);
2537         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2538         return x;
2539 }
2540 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2541
2542 static noinline void
2543 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2544 {
2545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2546         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2547                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2548         int node;
2549         struct kmem_cache_node *n;
2550
2551         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2552                 return;
2553
2554         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2555                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2556         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2557                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2558                 oo_order(s->min));
2559
2560         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2561                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2562                         s->name);
2563
2564         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2565                 unsigned long nr_slabs;
2566                 unsigned long nr_objs;
2567                 unsigned long nr_free;
2568
2569                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2570                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2571                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2572
2573                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2574                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2575         }
2576 #endif
2577 }
2578
2579 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2580                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2581 {
2582         void *freelist;
2583         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2584         struct page *page;
2585
2586         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2587
2588         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2589
2590         if (freelist)
2591                 return freelist;
2592
2593         page = new_slab(s, flags, node);
2594         if (page) {
2595                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2596                 if (c->page)
2597                         flush_slab(s, c);
2598
2599                 /*
2600                  * No other reference to the page yet so we can
2601                  * muck around with it freely without cmpxchg
2602                  */
2603                 freelist = page->freelist;
2604                 page->freelist = NULL;
2605
2606                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2607                 c->page = page;
2608                 *pc = c;
2609         }
2610
2611         return freelist;
2612 }
2613
2614 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2615 {
2616         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2617                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2618
2619         return true;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2624  * per cpu freelist or deactivate the page.
2625  *
2626  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2627  *
2628  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2629  *
2630  * This function must be called with interrupt disabled.
2631  */
2632 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2633 {
2634         struct page new;
2635         unsigned long counters;
2636         void *freelist;
2637
2638         do {
2639                 freelist = page->freelist;
2640                 counters = page->counters;
2641
2642                 new.counters = counters;
2643                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2644
2645                 new.inuse = page->objects;
2646                 new.frozen = freelist != NULL;
2647
2648         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2649                 freelist, counters,
2650                 NULL, new.counters,
2651                 "get_freelist"));
2652
2653         return freelist;
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2658  * debugging duties.
2659  *
2660  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2661  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2662  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2663  *
2664  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2665  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2666  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2667  *
2668  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2669  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2670  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2671  *
2672  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2673  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2674  */
2675 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2676                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2677 {
2678         void *freelist;
2679         struct page *page;
2680
2681         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2682
2683         page = c->page;
2684         if (!page) {
2685                 /*
2686                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2687                  * ignore the node constraint
2688                  */
2689                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2690                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2691                         node = NUMA_NO_NODE;
2692                 goto new_slab;
2693         }
2694 redo:
2695
2696         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2697                 /*
2698                  * same as above but node_match() being false already
2699                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2700                  */
2701                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2702                         node = NUMA_NO_NODE;
2703                         goto redo;
2704                 } else {
2705                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2706                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2707                         goto new_slab;
2708                 }
2709         }
2710
2711         /*
2712          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2713          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2714          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2715          */
2716         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2717                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2718                 goto new_slab;
2719         }
2720
2721         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2722         freelist = c->freelist;
2723         if (freelist)
2724                 goto load_freelist;
2725
2726         freelist = get_freelist(s, page);
2727
2728         if (!freelist) {
2729                 c->page = NULL;
2730                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2731                 goto new_slab;
2732         }
2733
2734         stat(s, ALLOC_REFILL);
2735
2736 load_freelist:
2737         /*
2738          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2739          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2740          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2741          */
2742         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2743         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2744         c->tid = next_tid(c->tid);
2745         return freelist;
2746
2747 new_slab:
2748
2749         if (slub_percpu_partial(c)) {
2750                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2751                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2752                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2753                 goto redo;
2754         }
2755
2756         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2757
2758         if (unlikely(!freelist)) {
2759                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2760                 return NULL;
2761         }
2762
2763         page = c->page;
2764         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2765                 goto load_freelist;
2766
2767         /* Only entered in the debug case */
2768         if (kmem_cache_debug(s) &&
2769                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2770                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2771
2772         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2773         return freelist;
2774 }
2775
2776 /*
2777  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2778  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2779  */
2780 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2781                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2782 {
2783         void *p;
2784         unsigned long flags;
2785
2786         local_irq_save(flags);
2787 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2788         /*
2789          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2790          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2791          * pointer.
2792          */
2793         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2794 #endif
2795
2796         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2797         local_irq_restore(flags);
2798         return p;
2799 }
2800
2801 /*
2802  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2803  * zeroing out freelist pointer.
2804  */
2805 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2806                                                    void *obj)
2807 {
2808         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2809                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2810                         0, sizeof(void *));
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2815  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2816  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2817  *
2818  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2819  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2820  *
2821  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2822  */
2823 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2824                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2825 {
2826         void *object;
2827         struct kmem_cache_cpu *c;
2828         struct page *page;
2829         unsigned long tid;
2830         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2831         bool init = false;
2832
2833         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2834         if (!s)
2835                 return NULL;
2836
2837         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2838         if (unlikely(object))
2839                 goto out;
2840
2841 redo:
2842         /*
2843          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2844          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2845          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2846          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2847          *
2848          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2849          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2850          * to check if it is matched or not.
2851          */
2852         do {
2853                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2854                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2855         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2856                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2857
2858         /*
2859          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2860          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2861          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2862          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2863          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2864          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2865          */
2866         barrier();
2867
2868         /*
2869          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2870          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2871          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2872          * linked list in between.
2873          */
2874
2875         object = c->freelist;
2876         page = c->page;
2877         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2878                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2879         } else {
2880                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2881
2882                 /*
2883                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2884                  * operation and if we are on the right processor.
2885                  *
2886                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2887                  * semantics!)
2888                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2889                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2890                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2891                  *
2892                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2893                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2894                  * other cpus.
2895                  */
2896                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2897                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2898                                 object, tid,
2899                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2900
2901                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2902                         goto redo;
2903                 }
2904                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2905                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2906         }
2907
2908         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2909         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2910
2911 out:
2912         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2913
2914         return object;
2915 }
2916
2917 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2918                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2919 {
2920         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2921 }
2922
2923 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2924 {
2925         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2926
2927         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2928                                 s->size, gfpflags);
2929
2930         return ret;
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2933
2934 #ifdef CONFIG_TRACING
2935 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2936 {
2937         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2938         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2939         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2940         return ret;
2941 }
2942 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2943 #endif
2944
2945 #ifdef CONFIG_NUMA
2946 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2947 {
2948         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2949
2950         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2951                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2952
2953         return ret;
2954 }
2955 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2956
2957 #ifdef CONFIG_TRACING
2958 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2959                                     gfp_t gfpflags,
2960                                     int node, size_t size)
2961 {
2962         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
2963
2964         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2965                            size, s->size, gfpflags, node);
2966
2967         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2968         return ret;
2969 }
2970 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2971 #endif
2972 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2973
2974 /*
2975  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2976  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2977  *
2978  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2979  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2980  * handling required then we can return immediately.
2981  */
2982 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2983                         void *head, void *tail, int cnt,
2984                         unsigned long addr)
2985
2986 {
2987         void *prior;
2988         int was_frozen;
2989         struct page new;
2990         unsigned long counters;
2991         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2992         unsigned long flags;
2993
2994         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2995
2996         if (kfence_free(head))
2997                 return;
2998
2999         if (kmem_cache_debug(s) &&
3000             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3001                 return;
3002
3003         do {
3004                 if (unlikely(n)) {
3005                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3006                         n = NULL;
3007                 }
3008                 prior = page->freelist;
3009                 counters = page->counters;
3010                 set_freepointer(s, tail, prior);
3011                 new.counters = counters;
3012                 was_frozen = new.frozen;
3013                 new.inuse -= cnt;
3014                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3015
3016                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3017
3018                                 /*
3019                                  * Slab was on no list before and will be
3020                                  * partially empty
3021                                  * We can defer the list move and instead
3022                                  * freeze it.
3023                                  */
3024                                 new.frozen = 1;
3025
3026                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3027
3028                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3029                                 /*
3030                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3031                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3032                                  * drop the list_lock without any processing.
3033                                  *
3034                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3035                                  * other processors updating the list of slabs.
3036                                  */
3037                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3038
3039                         }
3040                 }
3041
3042         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3043                 prior, counters,
3044                 head, new.counters,
3045                 "__slab_free"));
3046
3047         if (likely(!n)) {
3048
3049                 if (likely(was_frozen)) {
3050                         /*
3051                          * The list lock was not taken therefore no list
3052                          * activity can be necessary.
3053                          */
3054                         stat(s, FREE_FROZEN);
3055                 } else if (new.frozen) {
3056                         /*
3057                          * If we just froze the page then put it onto the
3058                          * per cpu partial list.
3059                          */
3060                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3061                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3062                 }
3063
3064                 return;
3065         }
3066
3067         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3068                 goto slab_empty;
3069
3070         /*
3071          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3072          * then add it.
3073          */
3074         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3075                 remove_full(s, n, page);
3076                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3077                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3078         }
3079         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3080         return;
3081
3082 slab_empty:
3083         if (prior) {
3084                 /*
3085                  * Slab on the partial list.
3086                  */
3087                 remove_partial(n, page);
3088                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3089         } else {
3090                 /* Slab must be on the full list */
3091                 remove_full(s, n, page);
3092         }
3093
3094         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3095         stat(s, FREE_SLAB);
3096         discard_slab(s, page);
3097 }
3098
3099 /*
3100  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3101  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3102  *
3103  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3104  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3105  * the item before.
3106  *
3107  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3108  * with all sorts of special processing.
3109  *
3110  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3111  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3112  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3113  */
3114 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3115                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3116                                 int cnt, unsigned long addr)
3117 {
3118         void *tail_obj = tail ? : head;
3119         struct kmem_cache_cpu *c;
3120         unsigned long tid;
3121
3122         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3123 redo:
3124         /*
3125          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3126          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3127          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3128          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3129          */
3130         do {
3131                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3132                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3133         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3134                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3135
3136         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3137         barrier();
3138
3139         if (likely(page == c->page)) {
3140                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3141
3142                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3143
3144                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3145                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3146                                 freelist, tid,
3147                                 head, next_tid(tid)))) {
3148
3149                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3150                         goto redo;
3151                 }
3152                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3153         } else
3154                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3155
3156 }
3157
3158 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3159                                       void *head, void *tail, int cnt,
3160                                       unsigned long addr)
3161 {
3162         /*
3163          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3164          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3165          */
3166         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3167                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3168 }
3169
3170 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3171 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3172 {
3173         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3174 }
3175 #endif
3176
3177 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3178 {
3179         s = cache_from_obj(s, x);
3180         if (!s)
3181                 return;
3182         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3183         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3186
3187 struct detached_freelist {
3188         struct page *page;
3189         void *tail;
3190         void *freelist;
3191         int cnt;
3192         struct kmem_cache *s;
3193 };
3194
3195 /*
3196  * This function progressively scans the array with free objects (with
3197  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3198  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3199  * page/objects.  This can happen without any need for
3200  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3201  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3202  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3203  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3204  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3205  * to performance reasons.
3206  */
3207 static inline
3208 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3209                             void **p, struct detached_freelist *df)
3210 {
3211         size_t first_skipped_index = 0;
3212         int lookahead = 3;
3213         void *object;
3214         struct page *page;
3215
3216         /* Always re-init detached_freelist */
3217         df->page = NULL;
3218
3219         do {
3220                 object = p[--size];
3221                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3222         } while (!object && size);
3223
3224         if (!object)
3225                 return 0;
3226
3227         page = virt_to_head_page(object);
3228         if (!s) {
3229                 /* Handle kalloc'ed objects */
3230                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3231                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3232                         kfree_hook(object);
3233                         __free_pages(page, compound_order(page));
3234                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3235                         return size;
3236                 }
3237                 /* Derive kmem_cache from object */
3238                 df->s = page->slab_cache;
3239         } else {
3240                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3241         }
3242
3243         if (is_kfence_address(object)) {
3244                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3245                 __kfence_free(object);
3246                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3247                 return size;
3248         }
3249
3250         /* Start new detached freelist */
3251         df->page = page;
3252         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3253         df->tail = object;
3254         df->freelist = object;
3255         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3256         df->cnt = 1;
3257
3258         while (size) {
3259                 object = p[--size];
3260                 if (!object)
3261                         continue; /* Skip processed objects */
3262
3263                 /* df->page is always set at this point */
3264                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3265                         /* Opportunity build freelist */
3266                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3267                         df->freelist = object;
3268                         df->cnt++;
3269                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3270
3271                         continue;
3272                 }
3273
3274                 /* Limit look ahead search */
3275                 if (!--lookahead)
3276                         break;
3277
3278                 if (!first_skipped_index)
3279                         first_skipped_index = size + 1;
3280         }
3281
3282         return first_skipped_index;
3283 }
3284
3285 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3286 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3287 {
3288         if (WARN_ON(!size))
3289                 return;
3290
3291         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3292         do {
3293                 struct detached_freelist df;
3294
3295                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3296                 if (!df.page)
3297                         continue;
3298
3299                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3300         } while (likely(size));
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3303
3304 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3305 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3306                           void **p)
3307 {
3308         struct kmem_cache_cpu *c;
3309         int i;
3310         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3311
3312         /* memcg and kmem_cache debug support */
3313         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3314         if (unlikely(!s))
3315                 return false;
3316         /*
3317          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3318          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3319          * handlers invoking normal fastpath.
3320          */
3321         local_irq_disable();
3322         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3323
3324         for (i = 0; i < size; i++) {
3325                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3326
3327                 if (unlikely(object)) {
3328                         p[i] = object;
3329                         continue;
3330                 }
3331
3332                 object = c->freelist;
3333                 if (unlikely(!object)) {
3334                         /*
3335                          * We may have removed an object from c->freelist using
3336                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3337                          * c->tid has not been bumped yet.
3338                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3339                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3340                          */
3341                         c->tid = next_tid(c->tid);
3342
3343                         /*
3344                          * Invoking slow path likely have side-effect
3345                          * of re-populating per CPU c->freelist
3346                          */
3347                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3348                                             _RET_IP_, c);
3349                         if (unlikely(!p[i]))
3350                                 goto error;
3351
3352                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3353                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3354
3355                         continue; /* goto for-loop */
3356                 }
3357                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3358                 p[i] = object;
3359                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3360         }
3361         c->tid = next_tid(c->tid);
3362         local_irq_enable();
3363
3364         /*
3365          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3366          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3367          */
3368         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3369                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3370         return i;
3371 error:
3372         local_irq_enable();
3373         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3374         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3375         return 0;
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3378
3379
3380 /*
3381  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3382  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3383  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3384  * another.
3385  *
3386  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3387  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3388  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3389  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3390  * locking overhead.
3391  */
3392
3393 /*
3394  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3395  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3396  * and increases the number of allocations possible without having to
3397  * take the list_lock.
3398  */
3399 static unsigned int slub_min_order;
3400 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3401 static unsigned int slub_min_objects;
3402
3403 /*
3404  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3405  *
3406  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3407  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3408  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3409  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3410  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3411  * would be wasted.
3412  *
3413  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3414  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3415  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3416  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3417  *
3418  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3419  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3420  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3421  * of space in favor of a small page order.
3422  *
3423  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3424  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3425  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3426  * the smallest order which will fit the object.
3427  */
3428 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3429                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3430                 unsigned int fract_leftover)
3431 {
3432         unsigned int min_order = slub_min_order;
3433         unsigned int order;
3434
3435         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3436                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3437
3438         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3439                         order <= max_order; order++) {
3440
3441                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3442                 unsigned int rem;
3443
3444                 rem = slab_size % size;
3445
3446                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3447                         break;
3448         }
3449
3450         return order;
3451 }
3452
3453 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3454 {
3455         unsigned int order;
3456         unsigned int min_objects;
3457         unsigned int max_objects;
3458         unsigned int nr_cpus;
3459
3460         /*
3461          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3462          * works by first attempting to generate a layout with
3463          * the best configuration and backing off gradually.
3464          *
3465          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3466          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3467          */
3468         min_objects = slub_min_objects;
3469         if (!min_objects) {
3470                 /*
3471                  * Some architectures will only update present cpus when
3472                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3473                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3474                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3475                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3476                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3477                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3478                  */
3479                 nr_cpus = num_present_cpus();
3480                 if (nr_cpus <= 1)
3481                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3482                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3483         }
3484         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3485         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3486
3487         while (min_objects > 1) {
3488                 unsigned int fraction;
3489
3490                 fraction = 16;
3491                 while (fraction >= 4) {
3492                         order = slab_order(size, min_objects,
3493                                         slub_max_order, fraction);
3494                         if (order <= slub_max_order)
3495                                 return order;
3496                         fraction /= 2;
3497                 }
3498                 min_objects--;
3499         }
3500
3501         /*
3502          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3503          * lets see if we can place a single object there.
3504          */
3505         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3506         if (order <= slub_max_order)
3507                 return order;
3508
3509         /*
3510          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3511          */
3512         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3513         if (order < MAX_ORDER)
3514                 return order;
3515         return -ENOSYS;
3516 }
3517
3518 static void
3519 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3520 {
3521         n->nr_partial = 0;
3522         spin_lock_init(&n->list_lock);
3523         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3524 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3525         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3526         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3527         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3528 #endif
3529 }
3530
3531 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3532 {
3533         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3534                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3535
3536         /*
3537          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3538          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3539          */
3540         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3541                                      2 * sizeof(void *));
3542
3543         if (!s->cpu_slab)
3544                 return 0;
3545
3546         init_kmem_cache_cpus(s);
3547
3548         return 1;
3549 }
3550
3551 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3552
3553 /*
3554  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3555  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3556  * possible.
3557  *
3558  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3559  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3560  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3561  */
3562 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3563 {
3564         struct page *page;
3565         struct kmem_cache_node *n;
3566
3567         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3568
3569         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3570
3571         BUG_ON(!page);
3572         if (page_to_nid(page) != node) {
3573                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3574                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3575         }
3576
3577         n = page->freelist;
3578         BUG_ON(!n);
3579 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3580         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3581         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3582 #endif
3583         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3584         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3585         page->inuse = 1;
3586         page->frozen = 0;
3587         kmem_cache_node->node[node] = n;
3588         init_kmem_cache_node(n);
3589         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3590
3591         /*
3592          * No locks need to be taken here as it has just been
3593          * initialized and there is no concurrent access.
3594          */
3595         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3596 }
3597
3598 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3599 {
3600         int node;
3601         struct kmem_cache_node *n;
3602
3603         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3604                 s->node[node] = NULL;
3605                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3606         }
3607 }
3608
3609 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3610 {
3611         cache_random_seq_destroy(s);
3612         free_percpu(s->cpu_slab);
3613         free_kmem_cache_nodes(s);
3614 }
3615
3616 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3617 {
3618         int node;
3619
3620         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3621                 struct kmem_cache_node *n;
3622
3623                 if (slab_state == DOWN) {
3624                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3625                         continue;
3626                 }
3627                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3628                                                 GFP_KERNEL, node);
3629
3630                 if (!n) {
3631                         free_kmem_cache_nodes(s);
3632                         return 0;
3633                 }
3634
3635                 init_kmem_cache_node(n);
3636                 s->node[node] = n;
3637         }
3638         return 1;
3639 }
3640
3641 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3642 {
3643         if (min < MIN_PARTIAL)
3644                 min = MIN_PARTIAL;
3645         else if (min > MAX_PARTIAL)
3646                 min = MAX_PARTIAL;
3647         s->min_partial = min;
3648 }
3649
3650 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3651 {
3652 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3653         /*
3654          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3655          * per cpu partial lists of a processor.
3656          *
3657          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3658          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3659          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3660          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3661          *
3662          * This setting also determines
3663          *
3664          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3665          *    per node list when we reach the limit.
3666          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3667          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3668          *    50% to keep some capacity around for frees.
3669          */
3670         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3671                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3672         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3673                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3674         else if (s->size >= 1024)
3675                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3676         else if (s->size >= 256)
3677                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3678         else
3679                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3680 #endif
3681 }
3682
3683 /*
3684  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3685  * a slab object.
3686  */
3687 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3688 {
3689         slab_flags_t flags = s->flags;
3690         unsigned int size = s->object_size;
3691         unsigned int freepointer_area;
3692         unsigned int order;
3693
3694         /*
3695          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3696          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3697          * the possible location of the free pointer.
3698          */
3699         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3700         /*
3701          * This is the area of the object where a freepointer can be
3702          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3703          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3704          * s->offset must be limited within this for the general case.
3705          */
3706         freepointer_area = size;
3707
3708 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3709         /*
3710          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3711          * the slab may touch the object after free or before allocation
3712          * then we should never poison the object itself.
3713          */
3714         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3715                         !s->ctor)
3716                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3717         else
3718                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3719
3720
3721         /*
3722          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3723          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3724          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3725          */
3726         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3727                 size += sizeof(void *);
3728 #endif
3729
3730         /*
3731          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3732          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3733          */
3734         s->inuse = size;
3735
3736         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3737                 s->ctor)) {
3738                 /*
3739                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3740                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3741                  * kmem_cache_free.
3742                  *
3743                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3744                  * destructor or are poisoning the objects.
3745                  *
3746                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3747                  * pointer is outside of the object is used in the
3748                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3749                  * longer true, the function needs to be modified.
3750                  */
3751                 s->offset = size;
3752                 size += sizeof(void *);
3753         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3754                 /*
3755                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3756                  * it away from the edges of the object to avoid small
3757                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3758                  */
3759                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3760         }
3761
3762 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3763         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3764                 /*
3765                  * Need to store information about allocs and frees after
3766                  * the object.
3767                  */
3768                 size += 2 * sizeof(struct track);
3769 #endif
3770
3771         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3772 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3773         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3774                 /*
3775                  * Add some empty padding so that we can catch
3776                  * overwrites from earlier objects rather than let
3777                  * tracking information or the free pointer be
3778                  * corrupted if a user writes before the start
3779                  * of the object.
3780                  */
3781                 size += sizeof(void *);
3782
3783                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3784                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3785                 size += s->red_left_pad;
3786         }
3787 #endif
3788
3789         /*
3790          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3791          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3792          * each object to conform to the alignment.
3793          */
3794         size = ALIGN(size, s->align);
3795         s->size = size;
3796         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3797         if (forced_order >= 0)
3798                 order = forced_order;
3799         else
3800                 order = calculate_order(size);
3801
3802         if ((int)order < 0)
3803                 return 0;
3804
3805         s->allocflags = 0;
3806         if (order)
3807                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3808
3809         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3810                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3811
3812         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3813                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3814
3815         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3816                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3817
3818         /*
3819          * Determine the number of objects per slab
3820          */
3821         s->oo = oo_make(order, size);
3822         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3823         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3824                 s->max = s->oo;
3825
3826         return !!oo_objects(s->oo);
3827 }
3828
3829 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3830 {
3831 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3832         /*
3833          * If no slub_debug was enabled globally, the static key is not yet
3834          * enabled by setup_slub_debug(). Enable it if the cache is being
3835          * created with any of the debugging flags passed explicitly.
3836          */
3837         if (flags & SLAB_DEBUG_FLAGS)
3838                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
3839 #endif
3840         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3841 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3842         s->random = get_random_long();
3843 #endif
3844
3845         if (!calculate_sizes(s, -1))
3846                 goto error;
3847         if (disable_higher_order_debug) {
3848                 /*
3849                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3850                  * order increased.
3851                  */
3852                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3853                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3854                         s->offset = 0;
3855                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3856                                 goto error;
3857                 }
3858         }
3859
3860 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3861     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3862         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3863                 /* Enable fast mode */
3864                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3865 #endif
3866
3867         /*
3868          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3869          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3870          */
3871         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3872
3873         set_cpu_partial(s);
3874
3875 #ifdef CONFIG_NUMA
3876         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3877 #endif
3878
3879         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3880         if (slab_state >= UP) {
3881                 if (init_cache_random_seq(s))
3882                         goto error;
3883         }
3884
3885         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3886                 goto error;
3887
3888         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3889                 return 0;
3890
3891         free_kmem_cache_nodes(s);
3892 error:
3893         return -EINVAL;
3894 }
3895
3896 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3897                               const char *text)
3898 {
3899 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3900         void *addr = page_address(page);
3901         unsigned long *map;
3902         void *p;
3903
3904         slab_err(s, page, text, s->name);
3905         slab_lock(page);
3906
3907         map = get_map(s, page);
3908         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3909
3910                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3911                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3912                         print_tracking(s, p);
3913                 }
3914         }
3915         put_map(map);
3916         slab_unlock(page);
3917 #endif
3918 }
3919
3920 /*
3921  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3922  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3923  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3924  */
3925 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3926 {
3927         LIST_HEAD(discard);
3928         struct page *page, *h;
3929
3930         BUG_ON(irqs_disabled());
3931         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3932         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3933                 if (!page->inuse) {
3934                         remove_partial(n, page);
3935                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3936                 } else {
3937                         list_slab_objects(s, page,
3938                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3939                 }
3940         }
3941         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3942
3943         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3944                 discard_slab(s, page);
3945 }
3946
3947 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3948 {
3949         int node;
3950         struct kmem_cache_node *n;
3951
3952         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3953                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3954                         return false;
3955         return true;
3956 }
3957
3958 /*
3959  * Release all resources used by a slab cache.
3960  */
3961 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3962 {
3963         int node;
3964         struct kmem_cache_node *n;
3965
3966         flush_all(s);
3967         /* Attempt to free all objects */
3968         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3969                 free_partial(s, n);
3970                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3971                         return 1;
3972         }
3973         return 0;
3974 }
3975
3976 #ifdef CONFIG_PRINTK
3977 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
3978 {
3979         void *base;
3980         int __maybe_unused i;
3981         unsigned int objnr;
3982         void *objp;
3983         void *objp0;
3984         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
3985         struct track __maybe_unused *trackp;
3986
3987         kpp->kp_ptr = object;
3988         kpp->kp_page = page;
3989         kpp->kp_slab_cache = s;
3990         base = page_address(page);
3991         objp0 = kasan_reset_tag(object);
3992 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3993         objp = restore_red_left(s, objp0);
3994 #else
3995         objp = objp0;
3996 #endif
3997         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
3998         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
3999         objp = base + s->size * objnr;
4000         kpp->kp_objp = objp;
4001         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4002             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4003                 return;
4004 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4005         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4006         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4007 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4008         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4009                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4010                 if (!kpp->kp_stack[i])
4011                         break;
4012         }
4013 #endif
4014 #endif
4015 }
4016 #endif
4017
4018 /********************************************************************
4019  *              Kmalloc subsystem
4020  *******************************************************************/
4021
4022 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4023 {
4024         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4025
4026         return 1;
4027 }
4028
4029 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4030
4031 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4032 {
4033         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4034         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4035
4036         return 1;
4037 }
4038
4039 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4040
4041 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4042 {
4043         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4044
4045         return 1;
4046 }
4047
4048 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4049
4050 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4051 {
4052         struct kmem_cache *s;
4053         void *ret;
4054
4055         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4056                 return kmalloc_large(size, flags);
4057
4058         s = kmalloc_slab(size, flags);
4059
4060         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4061                 return s;
4062
4063         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4064
4065         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4066
4067         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4068
4069         return ret;
4070 }
4071 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4072
4073 #ifdef CONFIG_NUMA
4074 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4075 {
4076         struct page *page;
4077         void *ptr = NULL;
4078         unsigned int order = get_order(size);
4079
4080         flags |= __GFP_COMP;
4081         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4082         if (page) {
4083                 ptr = page_address(page);
4084                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4085                                       PAGE_SIZE << order);
4086         }
4087
4088         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4089 }
4090
4091 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4092 {
4093         struct kmem_cache *s;
4094         void *ret;
4095
4096         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4097                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4098
4099                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4100                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4101                                    flags, node);
4102
4103                 return ret;
4104         }
4105
4106         s = kmalloc_slab(size, flags);
4107
4108         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4109                 return s;
4110
4111         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4112
4113         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4114
4115         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4116
4117         return ret;
4118 }
4119 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4120 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4121
4122 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4123 /*
4124  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4125  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4126  * cache's usercopy region.
4127  *
4128  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4129  * to indicate an error.
4130  */
4131 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4132                          bool to_user)
4133 {
4134         struct kmem_cache *s;
4135         unsigned int offset;
4136         size_t object_size;
4137         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4138
4139         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4140
4141         /* Find object and usable object size. */
4142         s = page->slab_cache;
4143
4144         /* Reject impossible pointers. */
4145         if (ptr < page_address(page))
4146                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4147                                to_user, 0, n);
4148
4149         /* Find offset within object. */
4150         if (is_kfence)
4151                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4152         else
4153                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4154
4155         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4156         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4157                 if (offset < s->red_left_pad)
4158                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4159                                        s->name, to_user, offset, n);
4160                 offset -= s->red_left_pad;
4161         }
4162
4163         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4164         if (offset >= s->useroffset &&
4165             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4166             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4167                 return;
4168
4169         /*
4170          * If the copy is still within the allocated object, produce
4171          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4172          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4173          * whitelists.
4174          */
4175         object_size = slab_ksize(s);
4176         if (usercopy_fallback &&
4177             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4178                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4179                 return;
4180         }
4181
4182         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4183 }
4184 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4185
4186 size_t __ksize(const void *object)
4187 {
4188         struct page *page;
4189
4190         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4191                 return 0;
4192
4193         page = virt_to_head_page(object);
4194
4195         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4196                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4197                 return page_size(page);
4198         }
4199
4200         return slab_ksize(page->slab_cache);
4201 }
4202 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4203
4204 void kfree(const void *x)
4205 {
4206         struct page *page;
4207         void *object = (void *)x;
4208
4209         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4210
4211         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4212                 return;
4213
4214         page = virt_to_head_page(x);
4215         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4216                 unsigned int order = compound_order(page);
4217
4218                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4219                 kfree_hook(object);
4220                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4221                                       -(PAGE_SIZE << order));
4222                 __free_pages(page, order);
4223                 return;
4224         }
4225         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4226 }
4227 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4228
4229 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4230
4231 /*
4232  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4233  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4234  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4235  *
4236  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4237  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4238  * are freed in them.
4239  */
4240 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4241 {
4242         int node;
4243         int i;
4244         struct kmem_cache_node *n;
4245         struct page *page;
4246         struct page *t;
4247         struct list_head discard;
4248         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4249         unsigned long flags;
4250         int ret = 0;
4251
4252         flush_all(s);
4253         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4254                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4255                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4256                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4257
4258                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4259
4260                 /*
4261                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4262                  *
4263                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4264                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4265                  */
4266                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4267                         int free = page->objects - page->inuse;
4268
4269                         /* Do not reread page->inuse */
4270                         barrier();
4271
4272                         /* We do not keep full slabs on the list */
4273                         BUG_ON(free <= 0);
4274
4275                         if (free == page->objects) {
4276                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4277                                 n->nr_partial--;
4278                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4279                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4280                 }
4281
4282                 /*
4283                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4284                  * partial list.
4285                  */
4286                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4287                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4288
4289                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4290
4291                 /* Release empty slabs */
4292                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4293                         discard_slab(s, page);
4294
4295                 if (slabs_node(s, node))
4296                         ret = 1;
4297         }
4298
4299         return ret;
4300 }
4301
4302 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4303 {
4304         struct kmem_cache *s;
4305
4306         mutex_lock(&slab_mutex);
4307         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4308                 __kmem_cache_shrink(s);
4309         mutex_unlock(&slab_mutex);
4310
4311         return 0;
4312 }
4313
4314 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4315 {
4316         struct memory_notify *marg = arg;
4317         int offline_node;
4318
4319         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4320
4321         /*
4322          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4323          * for it yet.
4324          */
4325         if (offline_node < 0)
4326                 return;
4327
4328         mutex_lock(&slab_mutex);
4329         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4330         /*
4331          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4332          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4333          * slab_mutex.
4334          */
4335         mutex_unlock(&slab_mutex);
4336 }
4337
4338 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4339 {
4340         struct kmem_cache_node *n;
4341         struct kmem_cache *s;
4342         struct memory_notify *marg = arg;
4343         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4344         int ret = 0;
4345
4346         /*
4347          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4348          * already created. Nothing to do.
4349          */
4350         if (nid < 0)
4351                 return 0;
4352
4353         /*
4354          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4355          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4356          * online.
4357          */
4358         mutex_lock(&slab_mutex);
4359         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4360                 /*
4361                  * The structure may already exist if the node was previously
4362                  * onlined and offlined.
4363                  */
4364                 if (get_node(s, nid))
4365                         continue;
4366                 /*
4367                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4368                  *      since memory is not yet available from the node that
4369                  *      is brought up.
4370                  */
4371                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4372                 if (!n) {
4373                         ret = -ENOMEM;
4374                         goto out;
4375                 }
4376                 init_kmem_cache_node(n);
4377                 s->node[nid] = n;
4378         }
4379         /*
4380          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4381          * initialized for the new node.
4382          */
4383         node_set(nid, slab_nodes);
4384 out:
4385         mutex_unlock(&slab_mutex);
4386         return ret;
4387 }
4388
4389 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4390                                 unsigned long action, void *arg)
4391 {
4392         int ret = 0;
4393
4394         switch (action) {
4395         case MEM_GOING_ONLINE:
4396                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4397                 break;
4398         case MEM_GOING_OFFLINE:
4399                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4400                 break;
4401         case MEM_OFFLINE:
4402         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4403                 slab_mem_offline_callback(arg);
4404                 break;
4405         case MEM_ONLINE:
4406         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4407                 break;
4408         }
4409         if (ret)
4410                 ret = notifier_from_errno(ret);
4411         else
4412                 ret = NOTIFY_OK;
4413         return ret;
4414 }
4415
4416 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4417         .notifier_call = slab_memory_callback,
4418         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4419 };
4420
4421 /********************************************************************
4422  *                      Basic setup of slabs
4423  *******************************************************************/
4424
4425 /*
4426  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4427  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4428  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4429  */
4430
4431 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4432 {
4433         int node;
4434         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4435         struct kmem_cache_node *n;
4436
4437         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4438
4439         /*
4440          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4441          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4442          * IPIs around.
4443          */
4444         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4445         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4446                 struct page *p;
4447
4448                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4449                         p->slab_cache = s;
4450
4451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4452                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4453                         p->slab_cache = s;
4454 #endif
4455         }
4456         list_add(&s->list, &slab_caches);
4457         return s;
4458 }
4459
4460 void __init kmem_cache_init(void)
4461 {
4462         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4463                 boot_kmem_cache_node;
4464         int node;
4465
4466         if (debug_guardpage_minorder())
4467                 slub_max_order = 0;
4468
4469         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4470         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4471
4472         /*
4473          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4474          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4475          */
4476         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4477                 node_set(node, slab_nodes);
4478
4479         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4480                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4481
4482         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4483
4484         /* Able to allocate the per node structures */
4485         slab_state = PARTIAL;
4486
4487         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4488                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4489                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4490                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4491
4492         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4493         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4494
4495         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4496         setup_kmalloc_cache_index_table();
4497         create_kmalloc_caches(0);
4498
4499         /* Setup random freelists for each cache */
4500         init_freelist_randomization();
4501
4502         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4503                                   slub_cpu_dead);
4504
4505         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4506                 cache_line_size(),
4507                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4508                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4509 }
4510
4511 void __init kmem_cache_init_late(void)
4512 {
4513 }
4514
4515 struct kmem_cache *
4516 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4517                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4518 {
4519         struct kmem_cache *s;
4520
4521         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4522         if (s) {
4523                 s->refcount++;
4524
4525                 /*
4526                  * Adjust the object sizes so that we clear
4527                  * the complete object on kzalloc.
4528                  */
4529                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4530                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4531
4532                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4533                         s->refcount--;
4534                         s = NULL;
4535                 }
4536         }
4537
4538         return s;
4539 }
4540
4541 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4542 {
4543         int err;
4544
4545         err = kmem_cache_open(s, flags);
4546         if (err)
4547                 return err;
4548
4549         /* Mutex is not taken during early boot */
4550         if (slab_state <= UP)
4551                 return 0;
4552
4553         err = sysfs_slab_add(s);
4554         if (err)
4555                 __kmem_cache_release(s);
4556
4557         return err;
4558 }
4559
4560 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4561 {
4562         struct kmem_cache *s;
4563         void *ret;
4564
4565         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4566                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4567
4568         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4569
4570         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4571                 return s;
4572
4573         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4574
4575         /* Honor the call site pointer we received. */
4576         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4577
4578         return ret;
4579 }
4580 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4581
4582 #ifdef CONFIG_NUMA
4583 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4584                                         int node, unsigned long caller)
4585 {
4586         struct kmem_cache *s;
4587         void *ret;
4588
4589         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4590                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4591
4592                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4593                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4594                                    gfpflags, node);
4595
4596                 return ret;
4597         }
4598
4599         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4600
4601         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4602                 return s;
4603
4604         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4605
4606         /* Honor the call site pointer we received. */
4607         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4608
4609         return ret;
4610 }
4611 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4612 #endif
4613
4614 #ifdef CONFIG_SYSFS
4615 static int count_inuse(struct page *page)
4616 {
4617         return page->inuse;
4618 }
4619
4620 static int count_total(struct page *page)
4621 {
4622         return page->objects;
4623 }
4624 #endif
4625
4626 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4627 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4628 {
4629         void *p;
4630         void *addr = page_address(page);
4631         unsigned long *map;
4632
4633         slab_lock(page);
4634
4635         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4636                 goto unlock;
4637
4638         /* Now we know that a valid freelist exists */
4639         map = get_map(s, page);
4640         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4641                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4642                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4643
4644                 if (!check_object(s, page, p, val))
4645                         break;
4646         }
4647         put_map(map);
4648 unlock:
4649         slab_unlock(page);
4650 }
4651
4652 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4653                 struct kmem_cache_node *n)
4654 {
4655         unsigned long count = 0;
4656         struct page *page;
4657         unsigned long flags;
4658
4659         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4660
4661         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4662                 validate_slab(s, page);
4663                 count++;
4664         }
4665         if (count != n->nr_partial)
4666                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4667                        s->name, count, n->nr_partial);
4668
4669         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4670                 goto out;
4671
4672         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4673                 validate_slab(s, page);
4674                 count++;
4675         }
4676         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4677                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4678                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4679
4680 out:
4681         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4682         return count;
4683 }
4684
4685 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4686 {
4687         int node;
4688         unsigned long count = 0;
4689         struct kmem_cache_node *n;
4690
4691         flush_all(s);
4692         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4693                 count += validate_slab_node(s, n);
4694
4695         return count;
4696 }
4697 /*
4698  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4699  * and freed.
4700  */
4701
4702 struct location {
4703         unsigned long count;
4704         unsigned long addr;
4705         long long sum_time;
4706         long min_time;
4707         long max_time;
4708         long min_pid;
4709         long max_pid;
4710         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4711         nodemask_t nodes;
4712 };
4713
4714 struct loc_track {
4715         unsigned long max;
4716         unsigned long count;
4717         struct location *loc;
4718 };
4719
4720 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4721 {
4722         if (t->max)
4723                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4724                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4725 }
4726
4727 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4728 {
4729         struct location *l;
4730         int order;
4731
4732         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4733
4734         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4735         if (!l)
4736                 return 0;
4737
4738         if (t->count) {
4739                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4740                 free_loc_track(t);
4741         }
4742         t->max = max;
4743         t->loc = l;
4744         return 1;
4745 }
4746
4747 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4748                                 const struct track *track)
4749 {
4750         long start, end, pos;
4751         struct location *l;
4752         unsigned long caddr;
4753         unsigned long age = jiffies - track->when;
4754
4755         start = -1;
4756         end = t->count;
4757
4758         for ( ; ; ) {
4759                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4760
4761                 /*
4762                  * There is nothing at "end". If we end up there
4763                  * we need to add something to before end.
4764                  */
4765                 if (pos == end)
4766                         break;
4767
4768                 caddr = t->loc[pos].addr;
4769                 if (track->addr == caddr) {
4770
4771                         l = &t->loc[pos];
4772                         l->count++;
4773                         if (track->when) {
4774                                 l->sum_time += age;
4775                                 if (age < l->min_time)
4776                                         l->min_time = age;
4777                                 if (age > l->max_time)
4778                                         l->max_time = age;
4779
4780                                 if (track->pid < l->min_pid)
4781                                         l->min_pid = track->pid;
4782                                 if (track->pid > l->max_pid)
4783                                         l->max_pid = track->pid;
4784
4785                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4786                                                 to_cpumask(l->cpus));
4787                         }
4788                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4789                         return 1;
4790                 }
4791
4792                 if (track->addr < caddr)
4793                         end = pos;
4794                 else
4795                         start = pos;
4796         }
4797
4798         /*
4799          * Not found. Insert new tracking element.
4800          */
4801         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4802                 return 0;
4803
4804         l = t->loc + pos;
4805         if (pos < t->count)
4806                 memmove(l + 1, l,
4807                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4808         t->count++;
4809         l->count = 1;
4810         l->addr = track->addr;
4811         l->sum_time = age;
4812         l->min_time = age;
4813         l->max_time = age;
4814         l->min_pid = track->pid;
4815         l->max_pid = track->pid;
4816         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4817         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4818         nodes_clear(l->nodes);
4819         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4820         return 1;
4821 }
4822
4823 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4824                 struct page *page, enum track_item alloc)
4825 {
4826         void *addr = page_address(page);
4827         void *p;
4828         unsigned long *map;
4829
4830         map = get_map(s, page);
4831         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4832                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4833                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4834         put_map(map);
4835 }
4836
4837 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4838                           enum track_item alloc)
4839 {
4840         int len = 0;
4841         unsigned long i;
4842         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4843         int node;
4844         struct kmem_cache_node *n;
4845
4846         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4847                              GFP_KERNEL)) {
4848                 return sysfs_emit(buf, "Out of memory\n");
4849         }
4850         /* Push back cpu slabs */
4851         flush_all(s);
4852
4853         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4854                 unsigned long flags;
4855                 struct page *page;
4856
4857                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4858                         continue;
4859
4860                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4861                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4862                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4863                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4864                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4865                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4866         }
4867
4868         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4869                 struct location *l = &t.loc[i];
4870
4871                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "%7ld ", l->count);
4872
4873                 if (l->addr)
4874                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%pS", (void *)l->addr);
4875                 else
4876                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "<not-available>");
4877
4878                 if (l->sum_time != l->min_time)
4879                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld/%ld/%ld",
4880                                              l->min_time,
4881                                              (long)div_u64(l->sum_time,
4882                                                            l->count),
4883                                              l->max_time);
4884                 else
4885                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld", l->min_time);
4886
4887                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4888                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld-%ld",
4889                                              l->min_pid, l->max_pid);
4890                 else
4891                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld",
4892                                              l->min_pid);
4893
4894                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4895                     !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
4896                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " cpus=%*pbl",
4897                                              cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4898
4899                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
4900                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " nodes=%*pbl",
4901                                              nodemask_pr_args(&l->nodes));
4902
4903                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
4904         }
4905
4906         free_loc_track(&t);
4907         if (!t.count)
4908                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "No data\n");
4909
4910         return len;
4911 }
4912 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4913
4914 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4915 static void __init resiliency_test(void)
4916 {
4917         u8 *p;
4918         int type = KMALLOC_NORMAL;
4919
4920         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4921
4922         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4923         pr_err("-----------------------\n");
4924         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4925
4926         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4927         p[16] = 0x12;
4928         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4929                p + 16);
4930
4931         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4932
4933         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4934         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4935         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4936         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4937                p);
4938         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4939
4940         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4941         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4942         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4943         *p = 0x56;
4944         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4945                p);
4946         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4947         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4948
4949         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4950         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4951         kfree(p);
4952         *p = 0x78;
4953         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4954         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4955
4956         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4957         kfree(p);
4958         p[50] = 0x9a;
4959         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4960         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4961
4962         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4963         kfree(p);
4964         p[512] = 0xab;
4965         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4966         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4967 }
4968 #else
4969 #ifdef CONFIG_SYSFS
4970 static void resiliency_test(void) {};
4971 #endif
4972 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4973
4974 #ifdef CONFIG_SYSFS
4975 enum slab_stat_type {
4976         SL_ALL,                 /* All slabs */
4977         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4978         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4979         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4980         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4981 };
4982
4983 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4984 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4985 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4986 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4987 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4988
4989 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4990                                  char *buf, unsigned long flags)
4991 {
4992         unsigned long total = 0;
4993         int node;
4994         int x;
4995         unsigned long *nodes;
4996         int len = 0;
4997
4998         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4999         if (!nodes)
5000                 return -ENOMEM;
5001
5002         if (flags & SO_CPU) {
5003                 int cpu;
5004
5005                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5006                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5007                                                                cpu);
5008                         int node;
5009                         struct page *page;
5010
5011                         page = READ_ONCE(c->page);
5012                         if (!page)
5013                                 continue;
5014
5015                         node = page_to_nid(page);
5016                         if (flags & SO_TOTAL)
5017                                 x = page->objects;
5018                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5019                                 x = page->inuse;
5020                         else
5021                                 x = 1;
5022
5023                         total += x;
5024                         nodes[node] += x;
5025
5026                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
5027                         if (page) {
5028                                 node = page_to_nid(page);
5029                                 if (flags & SO_TOTAL)
5030                                         WARN_ON_ONCE(1);
5031                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5032                                         WARN_ON_ONCE(1);
5033                                 else
5034                                         x = page->pages;
5035                                 total += x;
5036                                 nodes[node] += x;
5037                         }
5038                 }
5039         }
5040
5041         /*
5042          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5043          * already held which will conflict with an existing lock order:
5044          *
5045          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5046          *
5047          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5048          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5049          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5050          */
5051
5052 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5053         if (flags & SO_ALL) {
5054                 struct kmem_cache_node *n;
5055
5056                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5057
5058                         if (flags & SO_TOTAL)
5059                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5060                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5061                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5062                                         count_partial(n, count_free);
5063                         else
5064                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5065                         total += x;
5066                         nodes[node] += x;
5067                 }
5068
5069         } else
5070 #endif
5071         if (flags & SO_PARTIAL) {
5072                 struct kmem_cache_node *n;
5073
5074                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5075                         if (flags & SO_TOTAL)
5076                                 x = count_partial(n, count_total);
5077                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5078                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5079                         else
5080                                 x = n->nr_partial;
5081                         total += x;
5082                         nodes[node] += x;
5083                 }
5084         }
5085
5086         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5087 #ifdef CONFIG_NUMA
5088         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5089                 if (nodes[node])
5090                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5091                                              node, nodes[node]);
5092         }
5093 #endif
5094         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5095         kfree(nodes);
5096
5097         return len;
5098 }
5099
5100 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5101 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5102
5103 struct slab_attribute {
5104         struct attribute attr;
5105         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5106         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5107 };
5108
5109 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5110         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5111         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5112
5113 #define SLAB_ATTR(_name) \
5114         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5115         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5116
5117 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5118 {
5119         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5120 }
5121 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5122
5123 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(align);
5128
5129 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5132 }
5133 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5134
5135 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5138 }
5139 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5140
5141 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5142 {
5143         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5144 }
5145 SLAB_ATTR_RO(order);
5146
5147 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5148 {
5149         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5150 }
5151
5152 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5153                                  size_t length)
5154 {
5155         unsigned long min;
5156         int err;
5157
5158         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5159         if (err)
5160                 return err;
5161
5162         set_min_partial(s, min);
5163         return length;
5164 }
5165 SLAB_ATTR(min_partial);
5166
5167 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5168 {
5169         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5170 }
5171
5172 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5173                                  size_t length)
5174 {
5175         unsigned int objects;
5176         int err;
5177
5178         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5179         if (err)
5180                 return err;
5181         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5182                 return -EINVAL;
5183
5184         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5185         flush_all(s);
5186         return length;
5187 }
5188 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5189
5190 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5191 {
5192         if (!s->ctor)
5193                 return 0;
5194         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5195 }
5196 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5197
5198 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5199 {
5200         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5201 }
5202 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5203
5204 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5205 {
5206         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5207 }
5208 SLAB_ATTR_RO(partial);
5209
5210 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5211 {
5212         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5213 }
5214 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5215
5216 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5217 {
5218         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5219 }
5220 SLAB_ATTR_RO(objects);
5221
5222 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5223 {
5224         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5225 }
5226 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5227
5228 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5229 {
5230         int objects = 0;
5231         int pages = 0;
5232         int cpu;
5233         int len = 0;
5234
5235         for_each_online_cpu(cpu) {
5236                 struct page *page;
5237
5238                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5239
5240                 if (page) {
5241                         pages += page->pages;
5242                         objects += page->pobjects;
5243                 }
5244         }
5245
5246         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5247
5248 #ifdef CONFIG_SMP
5249         for_each_online_cpu(cpu) {
5250                 struct page *page;
5251
5252                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5253                 if (page)
5254                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5255                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5256         }
5257 #endif
5258         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5259
5260         return len;
5261 }
5262 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5263
5264 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5265 {
5266         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5267 }
5268 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5269
5270 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5271 {
5272         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5273 }
5274 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5275
5276 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5277 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5278 {
5279         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5280 }
5281 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5282 #endif
5283
5284 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5285 {
5286         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5287 }
5288 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5289
5290 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5291 {
5292         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5293 }
5294 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5295
5296 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5297 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5298 {
5299         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5300 }
5301 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5302
5303 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5304 {
5305         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5306 }
5307 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5308
5309 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5310 {
5311         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5312 }
5313 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5314
5315 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5316 {
5317         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5318 }
5319 SLAB_ATTR_RO(trace);
5320
5321 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5322 {
5323         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5324 }
5325
5326 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5327
5328 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5329 {
5330         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5331 }
5332
5333 SLAB_ATTR_RO(poison);
5334
5335 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5336 {
5337         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5338 }
5339
5340 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5341
5342 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5343 {
5344         return 0;
5345 }
5346
5347 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5348                         const char *buf, size_t length)
5349 {
5350         int ret = -EINVAL;
5351
5352         if (buf[0] == '1') {
5353                 ret = validate_slab_cache(s);
5354                 if (ret >= 0)
5355                         ret = length;
5356         }
5357         return ret;
5358 }
5359 SLAB_ATTR(validate);
5360
5361 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5362 {
5363         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5364                 return -ENOSYS;
5365         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5366 }
5367 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5368
5369 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5370 {
5371         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5372                 return -ENOSYS;
5373         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5374 }
5375 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5376 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5377
5378 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5379 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5380 {
5381         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5382 }
5383 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5384 #endif
5385
5386 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5387 {
5388         return 0;
5389 }
5390
5391 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5392                         const char *buf, size_t length)
5393 {
5394         if (buf[0] == '1')
5395                 kmem_cache_shrink(s);
5396         else
5397                 return -EINVAL;
5398         return length;
5399 }
5400 SLAB_ATTR(shrink);
5401
5402 #ifdef CONFIG_NUMA
5403 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5404 {
5405         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5406 }
5407
5408 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5409                                 const char *buf, size_t length)
5410 {
5411         unsigned int ratio;
5412         int err;
5413
5414         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5415         if (err)
5416                 return err;
5417         if (ratio > 100)
5418                 return -ERANGE;
5419
5420         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5421
5422         return length;
5423 }
5424 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5425 #endif
5426
5427 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5428 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5429 {
5430         unsigned long sum  = 0;
5431         int cpu;
5432         int len = 0;
5433         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5434
5435         if (!data)
5436                 return -ENOMEM;
5437
5438         for_each_online_cpu(cpu) {
5439                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5440
5441                 data[cpu] = x;
5442                 sum += x;
5443         }
5444
5445         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5446
5447 #ifdef CONFIG_SMP
5448         for_each_online_cpu(cpu) {
5449                 if (data[cpu])
5450                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5451                                              cpu, data[cpu]);
5452         }
5453 #endif
5454         kfree(data);
5455         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5456
5457         return len;
5458 }
5459
5460 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5461 {
5462         int cpu;
5463
5464         for_each_online_cpu(cpu)
5465                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5466 }
5467
5468 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5469 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5470 {                                                               \
5471         return show_stat(s, buf, si);                           \
5472 }                                                               \
5473 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5474                                 const char *buf, size_t length) \
5475 {                                                               \
5476         if (buf[0] != '0')                                      \
5477                 return -EINVAL;                                 \
5478         clear_stat(s, si);                                      \
5479         return length;                                          \
5480 }                                                               \
5481 SLAB_ATTR(text);                                                \
5482
5483 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5484 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5485 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5486 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5487 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5488 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5489 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5490 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5491 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5492 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5493 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5494 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5495 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5496 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5497 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5498 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5499 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5500 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5501 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5502 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5503 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5504 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5505 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5506 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5507 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5508 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5509 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5510
5511 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5512         &slab_size_attr.attr,
5513         &object_size_attr.attr,
5514         &objs_per_slab_attr.attr,
5515         &order_attr.attr,
5516         &min_partial_attr.attr,
5517         &cpu_partial_attr.attr,
5518         &objects_attr.attr,
5519         &objects_partial_attr.attr,
5520         &partial_attr.attr,
5521         &cpu_slabs_attr.attr,
5522         &ctor_attr.attr,
5523         &aliases_attr.attr,
5524         &align_attr.attr,
5525         &hwcache_align_attr.attr,
5526         &reclaim_account_attr.attr,
5527         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5528         &shrink_attr.attr,
5529         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5530 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5531         &total_objects_attr.attr,
5532         &slabs_attr.attr,
5533         &sanity_checks_attr.attr,
5534         &trace_attr.attr,
5535         &red_zone_attr.attr,
5536         &poison_attr.attr,
5537         &store_user_attr.attr,
5538         &validate_attr.attr,
5539         &alloc_calls_attr.attr,
5540         &free_calls_attr.attr,
5541 #endif
5542 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5543         &cache_dma_attr.attr,
5544 #endif
5545 #ifdef CONFIG_NUMA
5546         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5547 #endif
5548 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5549         &alloc_fastpath_attr.attr,
5550         &alloc_slowpath_attr.attr,
5551         &free_fastpath_attr.attr,
5552         &free_slowpath_attr.attr,
5553         &free_frozen_attr.attr,
5554         &free_add_partial_attr.attr,
5555         &free_remove_partial_attr.attr,
5556         &alloc_from_partial_attr.attr,
5557         &alloc_slab_attr.attr,
5558         &alloc_refill_attr.attr,
5559         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5560         &free_slab_attr.attr,
5561         &cpuslab_flush_attr.attr,
5562         &deactivate_full_attr.attr,
5563         &deactivate_empty_attr.attr,
5564         &deactivate_to_head_attr.attr,
5565         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5566         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5567         &deactivate_bypass_attr.attr,
5568         &order_fallback_attr.attr,
5569         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5570         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5571         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5572         &cpu_partial_free_attr.attr,
5573         &cpu_partial_node_attr.attr,
5574         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5575 #endif
5576 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5577         &failslab_attr.attr,
5578 #endif
5579         &usersize_attr.attr,
5580
5581         NULL
5582 };
5583
5584 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5585         .attrs = slab_attrs,
5586 };
5587
5588 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5589                                 struct attribute *attr,
5590                                 char *buf)
5591 {
5592         struct slab_attribute *attribute;
5593         struct kmem_cache *s;
5594         int err;
5595
5596         attribute = to_slab_attr(attr);
5597         s = to_slab(kobj);
5598
5599         if (!attribute->show)
5600                 return -EIO;
5601
5602         err = attribute->show(s, buf);
5603
5604         return err;
5605 }
5606
5607 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5608                                 struct attribute *attr,
5609                                 const char *buf, size_t len)
5610 {
5611         struct slab_attribute *attribute;
5612         struct kmem_cache *s;
5613         int err;
5614
5615         attribute = to_slab_attr(attr);
5616         s = to_slab(kobj);
5617
5618         if (!attribute->store)
5619                 return -EIO;
5620
5621         err = attribute->store(s, buf, len);
5622         return err;
5623 }
5624
5625 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5626 {
5627         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5628 }
5629
5630 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5631         .show = slab_attr_show,
5632         .store = slab_attr_store,
5633 };
5634
5635 static struct kobj_type slab_ktype = {
5636         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5637         .release = kmem_cache_release,
5638 };
5639
5640 static struct kset *slab_kset;
5641
5642 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5643 {
5644         return slab_kset;
5645 }
5646
5647 #define ID_STR_LENGTH 64
5648
5649 /* Create a unique string id for a slab cache:
5650  *
5651  * Format       :[flags-]size
5652  */
5653 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5654 {
5655         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5656         char *p = name;
5657
5658         BUG_ON(!name);
5659
5660         *p++ = ':';
5661         /*
5662          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5663          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5664          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5665          * are matched during merging to guarantee that the id is
5666          * unique.
5667          */
5668         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5669                 *p++ = 'd';
5670         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5671                 *p++ = 'D';
5672         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5673                 *p++ = 'a';
5674         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5675                 *p++ = 'F';
5676         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5677                 *p++ = 'A';
5678         if (p != name + 1)
5679                 *p++ = '-';
5680         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5681
5682         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5683         return name;
5684 }
5685
5686 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5687 {
5688         int err;
5689         const char *name;
5690         struct kset *kset = cache_kset(s);
5691         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5692
5693         if (!kset) {
5694                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5695                 return 0;
5696         }
5697
5698         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5699                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5700                 unmergeable = 1;
5701
5702         if (unmergeable) {
5703                 /*
5704                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5705                  * This is typically the case for debug situations. In that
5706                  * case we can catch duplicate names easily.
5707                  */
5708                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5709                 name = s->name;
5710         } else {
5711                 /*
5712                  * Create a unique name for the slab as a target
5713                  * for the symlinks.
5714                  */
5715                 name = create_unique_id(s);
5716         }
5717
5718         s->kobj.kset = kset;
5719         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5720         if (err)
5721                 goto out;
5722
5723         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5724         if (err)
5725                 goto out_del_kobj;
5726
5727         if (!unmergeable) {
5728                 /* Setup first alias */
5729                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5730         }
5731 out:
5732         if (!unmergeable)
5733                 kfree(name);
5734         return err;
5735 out_del_kobj:
5736         kobject_del(&s->kobj);
5737         goto out;
5738 }
5739
5740 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5741 {
5742         if (slab_state >= FULL)
5743                 kobject_del(&s->kobj);
5744 }
5745
5746 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5747 {
5748         if (slab_state >= FULL)
5749                 kobject_put(&s->kobj);
5750 }
5751
5752 /*
5753  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5754  * available lest we lose that information.
5755  */
5756 struct saved_alias {
5757         struct kmem_cache *s;
5758         const char *name;
5759         struct saved_alias *next;
5760 };
5761
5762 static struct saved_alias *alias_list;
5763
5764 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5765 {
5766         struct saved_alias *al;
5767
5768         if (slab_state == FULL) {
5769                 /*
5770                  * If we have a leftover link then remove it.
5771                  */
5772                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5773                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5774         }
5775
5776         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5777         if (!al)
5778                 return -ENOMEM;
5779
5780         al->s = s;
5781         al->name = name;
5782         al->next = alias_list;
5783         alias_list = al;
5784         return 0;
5785 }
5786
5787 static int __init slab_sysfs_init(void)
5788 {
5789         struct kmem_cache *s;
5790         int err;
5791
5792         mutex_lock(&slab_mutex);
5793
5794         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5795         if (!slab_kset) {
5796                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5797                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5798                 return -ENOSYS;
5799         }
5800
5801         slab_state = FULL;
5802
5803         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5804                 err = sysfs_slab_add(s);
5805                 if (err)
5806                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5807                                s->name);
5808         }
5809
5810         while (alias_list) {
5811                 struct saved_alias *al = alias_list;
5812
5813                 alias_list = alias_list->next;
5814                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5815                 if (err)
5816                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5817                                al->name);
5818                 kfree(al);
5819         }
5820
5821         mutex_unlock(&slab_mutex);
5822         resiliency_test();
5823         return 0;
5824 }
5825
5826 __initcall(slab_sysfs_init);
5827 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5828
5829 /*
5830  * The /proc/slabinfo ABI
5831  */
5832 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5833 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5834 {
5835         unsigned long nr_slabs = 0;
5836         unsigned long nr_objs = 0;
5837         unsigned long nr_free = 0;
5838         int node;
5839         struct kmem_cache_node *n;
5840
5841         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5842                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5843                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5844                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5845         }
5846
5847         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5848         sinfo->num_objs = nr_objs;
5849         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5850         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5851         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5852         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5853 }
5854
5855 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5856 {
5857 }
5858
5859 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5860                        size_t count, loff_t *ppos)
5861 {
5862         return -EIO;
5863 }
5864 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */