Merge tag 'clang-format-for-linus-v5.13-rc6' of git://github.com/ojeda/linux
[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         object = kasan_reset_tag(object);
305         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
306         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
307         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
308 }
309
310 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
311 {
312         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
313
314 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
315         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
316 #endif
317
318         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
319         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
320 }
321
322 /* Loop over all objects in a slab */
323 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
324         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
325                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
326                 __p += (__s)->size)
327
328 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
329 {
330         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
331 }
332
333 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
334                 unsigned int size)
335 {
336         struct kmem_cache_order_objects x = {
337                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
338         };
339
340         return x;
341 }
342
343 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
344 {
345         return x.x >> OO_SHIFT;
346 }
347
348 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
349 {
350         return x.x & OO_MASK;
351 }
352
353 /*
354  * Per slab locking using the pagelock
355  */
356 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
357 {
358         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
359         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
369 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
370                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
371                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
372                 const char *n)
373 {
374         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
377         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
378                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
379                                    freelist_old, counters_old,
380                                    freelist_new, counters_new))
381                         return true;
382         } else
383 #endif
384         {
385                 slab_lock(page);
386                 if (page->freelist == freelist_old &&
387                                         page->counters == counters_old) {
388                         page->freelist = freelist_new;
389                         page->counters = counters_new;
390                         slab_unlock(page);
391                         return true;
392                 }
393                 slab_unlock(page);
394         }
395
396         cpu_relax();
397         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
398
399 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
400         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
401 #endif
402
403         return false;
404 }
405
406 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
407                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
408                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
409                 const char *n)
410 {
411 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
412     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
413         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
414                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
415                                    freelist_old, counters_old,
416                                    freelist_new, counters_new))
417                         return true;
418         } else
419 #endif
420         {
421                 unsigned long flags;
422
423                 local_irq_save(flags);
424                 slab_lock(page);
425                 if (page->freelist == freelist_old &&
426                                         page->counters == counters_old) {
427                         page->freelist = freelist_new;
428                         page->counters = counters_new;
429                         slab_unlock(page);
430                         local_irq_restore(flags);
431                         return true;
432                 }
433                 slab_unlock(page);
434                 local_irq_restore(flags);
435         }
436
437         cpu_relax();
438         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
439
440 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
441         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
442 #endif
443
444         return false;
445 }
446
447 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
448 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
449 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
450
451 /*
452  * Determine a map of object in use on a page.
453  *
454  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
455  * not vanish from under us.
456  */
457 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
458         __acquires(&object_map_lock)
459 {
460         void *p;
461         void *addr = page_address(page);
462
463         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
464
465         spin_lock(&object_map_lock);
466
467         bitmap_zero(object_map, page->objects);
468
469         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
470                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
471
472         return object_map;
473 }
474
475 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
476 {
477         VM_BUG_ON(map != object_map);
478         spin_unlock(&object_map_lock);
479 }
480
481 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
482 {
483         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
484                 return s->size - s->red_left_pad;
485
486         return s->size;
487 }
488
489 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
490 {
491         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
492                 p -= s->red_left_pad;
493
494         return p;
495 }
496
497 /*
498  * Debug settings:
499  */
500 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
501 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
502 #else
503 static slab_flags_t slub_debug;
504 #endif
505
506 static char *slub_debug_string;
507 static int disable_higher_order_debug;
508
509 /*
510  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
511  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
512  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
513  * to tell kasan that these accesses are OK.
514  */
515 static inline void metadata_access_enable(void)
516 {
517         kasan_disable_current();
518 }
519
520 static inline void metadata_access_disable(void)
521 {
522         kasan_enable_current();
523 }
524
525 /*
526  * Object debugging
527  */
528
529 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
530 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
531                                 struct page *page, void *object)
532 {
533         void *base;
534
535         if (!object)
536                 return 1;
537
538         base = page_address(page);
539         object = kasan_reset_tag(object);
540         object = restore_red_left(s, object);
541         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
542                 (object - base) % s->size) {
543                 return 0;
544         }
545
546         return 1;
547 }
548
549 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
550                           unsigned int length)
551 {
552         metadata_access_enable();
553         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
554                         16, 1, addr, length, 1);
555         metadata_access_disable();
556 }
557
558 /*
559  * See comment in calculate_sizes().
560  */
561 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
562 {
563         return s->offset >= s->inuse;
564 }
565
566 /*
567  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
568  * not overlapping with object.
569  */
570 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
571 {
572         if (freeptr_outside_object(s))
573                 return s->inuse + sizeof(void *);
574         else
575                 return s->inuse;
576 }
577
578 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
579         enum track_item alloc)
580 {
581         struct track *p;
582
583         p = object + get_info_end(s);
584
585         return kasan_reset_tag(p + alloc);
586 }
587
588 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
589                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
590 {
591         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
592
593         if (addr) {
594 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
595                 unsigned int nr_entries;
596
597                 metadata_access_enable();
598                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
599                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
600                 metadata_access_disable();
601
602                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
603                         p->addrs[nr_entries] = 0;
604 #endif
605                 p->addr = addr;
606                 p->cpu = smp_processor_id();
607                 p->pid = current->pid;
608                 p->when = jiffies;
609         } else {
610                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
611         }
612 }
613
614 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
615 {
616         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
617                 return;
618
619         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
620         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
621 }
622
623 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
624 {
625         if (!t->addr)
626                 return;
627
628         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
629                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
630 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
631         {
632                 int i;
633                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
634                         if (t->addrs[i])
635                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
636                         else
637                                 break;
638         }
639 #endif
640 }
641
642 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
643 {
644         unsigned long pr_time = jiffies;
645         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
646                 return;
647
648         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
649         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
650 }
651
652 static void print_page_info(struct page *page)
653 {
654         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
655                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
656                page->flags, &page->flags);
657
658 }
659
660 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
661 {
662         struct va_format vaf;
663         va_list args;
664
665         va_start(args, fmt);
666         vaf.fmt = fmt;
667         vaf.va = &args;
668         pr_err("=============================================================================\n");
669         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
670         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
671
672         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
673         va_end(args);
674 }
675
676 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
677 {
678         struct va_format vaf;
679         va_list args;
680
681         va_start(args, fmt);
682         vaf.fmt = fmt;
683         vaf.va = &args;
684         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
685         va_end(args);
686 }
687
688 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
689                                void **freelist, void *nextfree)
690 {
691         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
692             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
693                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
694                 *freelist = NULL;
695                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
696                 return true;
697         }
698
699         return false;
700 }
701
702 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
703 {
704         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
705         u8 *addr = page_address(page);
706
707         print_tracking(s, p);
708
709         print_page_info(page);
710
711         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
712                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
713
714         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
715                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
716                               s->red_left_pad);
717         else if (p > addr + 16)
718                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
719
720         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
721                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
722         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
723                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
724                         s->inuse - s->object_size);
725
726         off = get_info_end(s);
727
728         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
729                 off += 2 * sizeof(struct track);
730
731         off += kasan_metadata_size(s);
732
733         if (off != size_from_object(s))
734                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
735                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
736                               size_from_object(s) - off);
737
738         dump_stack();
739 }
740
741 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
742                         u8 *object, char *reason)
743 {
744         slab_bug(s, "%s", reason);
745         print_trailer(s, page, object);
746 }
747
748 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
749                         const char *fmt, ...)
750 {
751         va_list args;
752         char buf[100];
753
754         va_start(args, fmt);
755         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
756         va_end(args);
757         slab_bug(s, "%s", buf);
758         print_page_info(page);
759         dump_stack();
760 }
761
762 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
763 {
764         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
765
766         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
767                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
768
769         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
770                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
771                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
772         }
773
774         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
775                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
776 }
777
778 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
779                                                 void *from, void *to)
780 {
781         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
782         memset(from, data, to - from);
783 }
784
785 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
786                         u8 *object, char *what,
787                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
788 {
789         u8 *fault;
790         u8 *end;
791         u8 *addr = page_address(page);
792
793         metadata_access_enable();
794         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
795         metadata_access_disable();
796         if (!fault)
797                 return 1;
798
799         end = start + bytes;
800         while (end > fault && end[-1] == value)
801                 end--;
802
803         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
804         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
805                                         fault, end - 1, fault - addr,
806                                         fault[0], value);
807         print_trailer(s, page, object);
808
809         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
810         return 0;
811 }
812
813 /*
814  * Object layout:
815  *
816  * object address
817  *      Bytes of the object to be managed.
818  *      If the freepointer may overlay the object then the free
819  *      pointer is at the middle of the object.
820  *
821  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
822  *      0xa5 (POISON_END)
823  *
824  * object + s->object_size
825  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
826  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
827  *      object_size == inuse.
828  *
829  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
830  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
831  *
832  * object + s->inuse
833  *      Meta data starts here.
834  *
835  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
836  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
837  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
838  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
839  *              before the word boundary.
840  *
841  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
842  *
843  * object + s->size
844  *      Nothing is used beyond s->size.
845  *
846  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
847  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
848  * may be used with merged slabcaches.
849  */
850
851 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
852 {
853         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
854
855         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
856                 /* We also have user information there */
857                 off += 2 * sizeof(struct track);
858
859         off += kasan_metadata_size(s);
860
861         if (size_from_object(s) == off)
862                 return 1;
863
864         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
865                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
866 }
867
868 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
869 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
870 {
871         u8 *start;
872         u8 *fault;
873         u8 *end;
874         u8 *pad;
875         int length;
876         int remainder;
877
878         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
879                 return 1;
880
881         start = page_address(page);
882         length = page_size(page);
883         end = start + length;
884         remainder = length % s->size;
885         if (!remainder)
886                 return 1;
887
888         pad = end - remainder;
889         metadata_access_enable();
890         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
891         metadata_access_disable();
892         if (!fault)
893                 return 1;
894         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
895                 end--;
896
897         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
898                         fault, end - 1, fault - start);
899         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
900
901         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
902         return 0;
903 }
904
905 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
906                                         void *object, u8 val)
907 {
908         u8 *p = object;
909         u8 *endobject = object + s->object_size;
910
911         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
912                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
913                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
914                         return 0;
915
916                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
917                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
918                         return 0;
919         } else {
920                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
921                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
922                                 endobject, POISON_INUSE,
923                                 s->inuse - s->object_size);
924                 }
925         }
926
927         if (s->flags & SLAB_POISON) {
928                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
929                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
930                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
931                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
932                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
933                         return 0;
934                 /*
935                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
936                  */
937                 check_pad_bytes(s, page, p);
938         }
939
940         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
941                 /*
942                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
943                  * freepointer while object is allocated.
944                  */
945                 return 1;
946
947         /* Check free pointer validity */
948         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
949                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
950                 /*
951                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
952                  * of the free objects in this slab. May cause
953                  * another error because the object count is now wrong.
954                  */
955                 set_freepointer(s, p, NULL);
956                 return 0;
957         }
958         return 1;
959 }
960
961 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
962 {
963         int maxobj;
964
965         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
966
967         if (!PageSlab(page)) {
968                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
969                 return 0;
970         }
971
972         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
973         if (page->objects > maxobj) {
974                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
975                         page->objects, maxobj);
976                 return 0;
977         }
978         if (page->inuse > page->objects) {
979                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
980                         page->inuse, page->objects);
981                 return 0;
982         }
983         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
984         slab_pad_check(s, page);
985         return 1;
986 }
987
988 /*
989  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
990  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
991  */
992 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
993 {
994         int nr = 0;
995         void *fp;
996         void *object = NULL;
997         int max_objects;
998
999         fp = page->freelist;
1000         while (fp && nr <= page->objects) {
1001                 if (fp == search)
1002                         return 1;
1003                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1004                         if (object) {
1005                                 object_err(s, page, object,
1006                                         "Freechain corrupt");
1007                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1008                         } else {
1009                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1010                                 page->freelist = NULL;
1011                                 page->inuse = page->objects;
1012                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1013                                 return 0;
1014                         }
1015                         break;
1016                 }
1017                 object = fp;
1018                 fp = get_freepointer(s, object);
1019                 nr++;
1020         }
1021
1022         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1023         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1024                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1025
1026         if (page->objects != max_objects) {
1027                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1028                          page->objects, max_objects);
1029                 page->objects = max_objects;
1030                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1031         }
1032         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1033                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1034                          page->inuse, page->objects - nr);
1035                 page->inuse = page->objects - nr;
1036                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1037         }
1038         return search == NULL;
1039 }
1040
1041 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1042                                                                 int alloc)
1043 {
1044         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1045                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1046                         s->name,
1047                         alloc ? "alloc" : "free",
1048                         object, page->inuse,
1049                         page->freelist);
1050
1051                 if (!alloc)
1052                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1053                                         s->object_size);
1054
1055                 dump_stack();
1056         }
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1061  */
1062 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1063         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1064 {
1065         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1066                 return;
1067
1068         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1069         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1070 }
1071
1072 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1073 {
1074         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1075                 return;
1076
1077         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1078         list_del(&page->slab_list);
1079 }
1080
1081 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1082 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1083 {
1084         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1085
1086         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1087 }
1088
1089 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1090 {
1091         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1092 }
1093
1094 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1095 {
1096         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1097
1098         /*
1099          * May be called early in order to allocate a slab for the
1100          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1101          * dilemma by deferring the increment of the count during
1102          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1103          */
1104         if (likely(n)) {
1105                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1106                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1107         }
1108 }
1109 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1110 {
1111         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1112
1113         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1114         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1115 }
1116
1117 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1118 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1119                                                                 void *object)
1120 {
1121         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1122                 return;
1123
1124         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1125         init_tracking(s, object);
1126 }
1127
1128 static
1129 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1130 {
1131         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1132                 return;
1133
1134         metadata_access_enable();
1135         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1136         metadata_access_disable();
1137 }
1138
1139 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1140                                         struct page *page, void *object)
1141 {
1142         if (!check_slab(s, page))
1143                 return 0;
1144
1145         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1146                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1147                 return 0;
1148         }
1149
1150         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1151                 return 0;
1152
1153         return 1;
1154 }
1155
1156 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1157                                         struct page *page,
1158                                         void *object, unsigned long addr)
1159 {
1160         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1161                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1162                         goto bad;
1163         }
1164
1165         /* Success perform special debug activities for allocs */
1166         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1167                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1168         trace(s, page, object, 1);
1169         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1170         return 1;
1171
1172 bad:
1173         if (PageSlab(page)) {
1174                 /*
1175                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1176                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1177                  * as used avoids touching the remaining objects.
1178                  */
1179                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1180                 page->inuse = page->objects;
1181                 page->freelist = NULL;
1182         }
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1187                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1188 {
1189         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1190                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1191                 return 0;
1192         }
1193
1194         if (on_freelist(s, page, object)) {
1195                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1196                 return 0;
1197         }
1198
1199         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1200                 return 0;
1201
1202         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1203                 if (!PageSlab(page)) {
1204                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1205                                  object);
1206                 } else if (!page->slab_cache) {
1207                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1208                                object);
1209                         dump_stack();
1210                 } else
1211                         object_err(s, page, object,
1212                                         "page slab pointer corrupt.");
1213                 return 0;
1214         }
1215         return 1;
1216 }
1217
1218 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1219 static noinline int free_debug_processing(
1220         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1221         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1222         unsigned long addr)
1223 {
1224         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1225         void *object = head;
1226         int cnt = 0;
1227         unsigned long flags;
1228         int ret = 0;
1229
1230         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1231         slab_lock(page);
1232
1233         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1234                 if (!check_slab(s, page))
1235                         goto out;
1236         }
1237
1238 next_object:
1239         cnt++;
1240
1241         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1242                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1243                         goto out;
1244         }
1245
1246         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1247                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1248         trace(s, page, object, 0);
1249         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1250         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1251
1252         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1253         if (object != tail) {
1254                 object = get_freepointer(s, object);
1255                 goto next_object;
1256         }
1257         ret = 1;
1258
1259 out:
1260         if (cnt != bulk_cnt)
1261                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1262                          bulk_cnt, cnt);
1263
1264         slab_unlock(page);
1265         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1266         if (!ret)
1267                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1268         return ret;
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1273  *
1274  * @str:    start of block
1275  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1276  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1277  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1278  *
1279  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1280  */
1281 static char *
1282 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1283 {
1284         bool higher_order_disable = false;
1285
1286         /* Skip any completely empty blocks */
1287         while (*str && *str == ';')
1288                 str++;
1289
1290         if (*str == ',') {
1291                 /*
1292                  * No options but restriction on slabs. This means full
1293                  * debugging for slabs matching a pattern.
1294                  */
1295                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1296                 goto check_slabs;
1297         }
1298         *flags = 0;
1299
1300         /* Determine which debug features should be switched on */
1301         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1302                 switch (tolower(*str)) {
1303                 case '-':
1304                         *flags = 0;
1305                         break;
1306                 case 'f':
1307                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1308                         break;
1309                 case 'z':
1310                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1311                         break;
1312                 case 'p':
1313                         *flags |= SLAB_POISON;
1314                         break;
1315                 case 'u':
1316                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1317                         break;
1318                 case 't':
1319                         *flags |= SLAB_TRACE;
1320                         break;
1321                 case 'a':
1322                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1323                         break;
1324                 case 'o':
1325                         /*
1326                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1327                          * order would increase as a result.
1328                          */
1329                         higher_order_disable = true;
1330                         break;
1331                 default:
1332                         if (init)
1333                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1334                 }
1335         }
1336 check_slabs:
1337         if (*str == ',')
1338                 *slabs = ++str;
1339         else
1340                 *slabs = NULL;
1341
1342         /* Skip over the slab list */
1343         while (*str && *str != ';')
1344                 str++;
1345
1346         /* Skip any completely empty blocks */
1347         while (*str && *str == ';')
1348                 str++;
1349
1350         if (init && higher_order_disable)
1351                 disable_higher_order_debug = 1;
1352
1353         if (*str)
1354                 return str;
1355         else
1356                 return NULL;
1357 }
1358
1359 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1360 {
1361         slab_flags_t flags;
1362         char *saved_str;
1363         char *slab_list;
1364         bool global_slub_debug_changed = false;
1365         bool slab_list_specified = false;
1366
1367         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1368         if (*str++ != '=' || !*str)
1369                 /*
1370                  * No options specified. Switch on full debugging.
1371                  */
1372                 goto out;
1373
1374         saved_str = str;
1375         while (str) {
1376                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1377
1378                 if (!slab_list) {
1379                         slub_debug = flags;
1380                         global_slub_debug_changed = true;
1381                 } else {
1382                         slab_list_specified = true;
1383                 }
1384         }
1385
1386         /*
1387          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1388          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1389          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1390          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1391          */
1392         if (slab_list_specified) {
1393                 if (!global_slub_debug_changed)
1394                         slub_debug = 0;
1395                 slub_debug_string = saved_str;
1396         }
1397 out:
1398         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1399                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1400         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1401              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1402             (slub_debug & SLAB_POISON))
1403                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1404         return 1;
1405 }
1406
1407 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1408
1409 /*
1410  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1411  * @object_size:        the size of an object without meta data
1412  * @flags:              flags to set
1413  * @name:               name of the cache
1414  *
1415  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1416  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1417  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1418  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1419  */
1420 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1421         slab_flags_t flags, const char *name)
1422 {
1423         char *iter;
1424         size_t len;
1425         char *next_block;
1426         slab_flags_t block_flags;
1427         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1428
1429         /*
1430          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1431          * don't store user (stack trace) information by default,
1432          * but let the user enable it via the command line below.
1433          */
1434         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1435                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1436
1437         len = strlen(name);
1438         next_block = slub_debug_string;
1439         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1440         while (next_block) {
1441                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1442                 if (!iter)
1443                         continue;
1444                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1445                 while (*iter) {
1446                         char *end, *glob;
1447                         size_t cmplen;
1448
1449                         end = strchrnul(iter, ',');
1450                         if (next_block && next_block < end)
1451                                 end = next_block - 1;
1452
1453                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1454                         if (glob)
1455                                 cmplen = glob - iter;
1456                         else
1457                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1458
1459                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1460                                 flags |= block_flags;
1461                                 return flags;
1462                         }
1463
1464                         if (!*end || *end == ';')
1465                                 break;
1466                         iter = end + 1;
1467                 }
1468         }
1469
1470         return flags | slub_debug_local;
1471 }
1472 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1473 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1474                         struct page *page, void *object) {}
1475 static inline
1476 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1477
1478 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1479         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1480
1481 static inline int free_debug_processing(
1482         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1483         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1484         unsigned long addr) { return 0; }
1485
1486 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1487                         { return 1; }
1488 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1489                         void *object, u8 val) { return 1; }
1490 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1491                                         struct page *page) {}
1492 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1493                                         struct page *page) {}
1494 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1495         slab_flags_t flags, const char *name)
1496 {
1497         return flags;
1498 }
1499 #define slub_debug 0
1500
1501 #define disable_higher_order_debug 0
1502
1503 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1504                                                         { return 0; }
1505 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1506                                                         { return 0; }
1507 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1508                                                         int objects) {}
1509 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1510                                                         int objects) {}
1511
1512 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1513                                void **freelist, void *nextfree)
1514 {
1515         return false;
1516 }
1517 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1518
1519 /*
1520  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1521  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1522  */
1523 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1524 {
1525         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1526         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1527         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1528         return ptr;
1529 }
1530
1531 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1532 {
1533         kmemleak_free(x);
1534         kasan_kfree_large(x);
1535 }
1536
1537 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1538                                                 void *x, bool init)
1539 {
1540         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1541
1542         /*
1543          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1544          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1545          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1546          */
1547 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1548         {
1549                 unsigned long flags;
1550
1551                 local_irq_save(flags);
1552                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1553                 local_irq_restore(flags);
1554         }
1555 #endif
1556         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1557                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1558
1559         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1560         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1561                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1562                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1563
1564         /*
1565          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1566          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1567          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1568          *
1569          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1570          * but don't touch the SLAB redzone.
1571          */
1572         if (init) {
1573                 int rsize;
1574
1575                 if (!kasan_has_integrated_init())
1576                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1577                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1578                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1579                        s->size - s->inuse - rsize);
1580         }
1581         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1582         return kasan_slab_free(s, x, init);
1583 }
1584
1585 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1586                                            void **head, void **tail)
1587 {
1588
1589         void *object;
1590         void *next = *head;
1591         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1592
1593         if (is_kfence_address(next)) {
1594                 slab_free_hook(s, next, false);
1595                 return true;
1596         }
1597
1598         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1599         *head = NULL;
1600         *tail = NULL;
1601
1602         do {
1603                 object = next;
1604                 next = get_freepointer(s, object);
1605
1606                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1607                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1608                         /* Move object to the new freelist */
1609                         set_freepointer(s, object, *head);
1610                         *head = object;
1611                         if (!*tail)
1612                                 *tail = object;
1613                 }
1614         } while (object != old_tail);
1615
1616         if (*head == *tail)
1617                 *tail = NULL;
1618
1619         return *head != NULL;
1620 }
1621
1622 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1623                                 void *object)
1624 {
1625         setup_object_debug(s, page, object);
1626         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1627         if (unlikely(s->ctor)) {
1628                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1629                 s->ctor(object);
1630                 kasan_poison_object_data(s, object);
1631         }
1632         return object;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Slab allocation and freeing
1637  */
1638 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1639                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1640 {
1641         struct page *page;
1642         unsigned int order = oo_order(oo);
1643
1644         if (node == NUMA_NO_NODE)
1645                 page = alloc_pages(flags, order);
1646         else
1647                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1648
1649         return page;
1650 }
1651
1652 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1653 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1654 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1655 {
1656         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1657         int err;
1658
1659         /* Bailout if already initialised */
1660         if (s->random_seq)
1661                 return 0;
1662
1663         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1664         if (err) {
1665                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1666                         s->name);
1667                 return err;
1668         }
1669
1670         /* Transform to an offset on the set of pages */
1671         if (s->random_seq) {
1672                 unsigned int i;
1673
1674                 for (i = 0; i < count; i++)
1675                         s->random_seq[i] *= s->size;
1676         }
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1681 static void __init init_freelist_randomization(void)
1682 {
1683         struct kmem_cache *s;
1684
1685         mutex_lock(&slab_mutex);
1686
1687         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1688                 init_cache_random_seq(s);
1689
1690         mutex_unlock(&slab_mutex);
1691 }
1692
1693 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1694 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1695                                 unsigned long *pos, void *start,
1696                                 unsigned long page_limit,
1697                                 unsigned long freelist_count)
1698 {
1699         unsigned int idx;
1700
1701         /*
1702          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1703          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1704          */
1705         do {
1706                 idx = s->random_seq[*pos];
1707                 *pos += 1;
1708                 if (*pos >= freelist_count)
1709                         *pos = 0;
1710         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1711
1712         return (char *)start + idx;
1713 }
1714
1715 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1716 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1717 {
1718         void *start;
1719         void *cur;
1720         void *next;
1721         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1722
1723         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1724                 return false;
1725
1726         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1727         pos = get_random_int() % freelist_count;
1728
1729         page_limit = page->objects * s->size;
1730         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1731
1732         /* First entry is used as the base of the freelist */
1733         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1734                                 freelist_count);
1735         cur = setup_object(s, page, cur);
1736         page->freelist = cur;
1737
1738         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1739                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1740                         freelist_count);
1741                 next = setup_object(s, page, next);
1742                 set_freepointer(s, cur, next);
1743                 cur = next;
1744         }
1745         set_freepointer(s, cur, NULL);
1746
1747         return true;
1748 }
1749 #else
1750 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1751 {
1752         return 0;
1753 }
1754 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1755 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1756 {
1757         return false;
1758 }
1759 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1760
1761 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1762 {
1763         struct page *page;
1764         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1765         gfp_t alloc_gfp;
1766         void *start, *p, *next;
1767         int idx;
1768         bool shuffle;
1769
1770         flags &= gfp_allowed_mask;
1771
1772         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1773                 local_irq_enable();
1774
1775         flags |= s->allocflags;
1776
1777         /*
1778          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1779          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1780          */
1781         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1782         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1783                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1784
1785         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1786         if (unlikely(!page)) {
1787                 oo = s->min;
1788                 alloc_gfp = flags;
1789                 /*
1790                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1791                  * Try a lower order alloc if possible
1792                  */
1793                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1794                 if (unlikely(!page))
1795                         goto out;
1796                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1797         }
1798
1799         page->objects = oo_objects(oo);
1800
1801         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1802
1803         page->slab_cache = s;
1804         __SetPageSlab(page);
1805         if (page_is_pfmemalloc(page))
1806                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1807
1808         kasan_poison_slab(page);
1809
1810         start = page_address(page);
1811
1812         setup_page_debug(s, page, start);
1813
1814         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1815
1816         if (!shuffle) {
1817                 start = fixup_red_left(s, start);
1818                 start = setup_object(s, page, start);
1819                 page->freelist = start;
1820                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1821                         next = p + s->size;
1822                         next = setup_object(s, page, next);
1823                         set_freepointer(s, p, next);
1824                         p = next;
1825                 }
1826                 set_freepointer(s, p, NULL);
1827         }
1828
1829         page->inuse = page->objects;
1830         page->frozen = 1;
1831
1832 out:
1833         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1834                 local_irq_disable();
1835         if (!page)
1836                 return NULL;
1837
1838         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1839
1840         return page;
1841 }
1842
1843 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1844 {
1845         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1846                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1847
1848         return allocate_slab(s,
1849                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1850 }
1851
1852 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1853 {
1854         int order = compound_order(page);
1855         int pages = 1 << order;
1856
1857         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1858                 void *p;
1859
1860                 slab_pad_check(s, page);
1861                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1862                                                 page->objects)
1863                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1864         }
1865
1866         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1867         __ClearPageSlab(page);
1868         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1869         page->slab_cache = NULL;
1870         if (current->reclaim_state)
1871                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1872         unaccount_slab_page(page, order, s);
1873         __free_pages(page, order);
1874 }
1875
1876 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1877 {
1878         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1879
1880         __free_slab(page->slab_cache, page);
1881 }
1882
1883 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1884 {
1885         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1886                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1887         } else
1888                 __free_slab(s, page);
1889 }
1890
1891 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1892 {
1893         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1894         free_slab(s, page);
1895 }
1896
1897 /*
1898  * Management of partially allocated slabs.
1899  */
1900 static inline void
1901 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1902 {
1903         n->nr_partial++;
1904         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1905                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1906         else
1907                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1908 }
1909
1910 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1911                                 struct page *page, int tail)
1912 {
1913         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1914         __add_partial(n, page, tail);
1915 }
1916
1917 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1918                                         struct page *page)
1919 {
1920         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1921         list_del(&page->slab_list);
1922         n->nr_partial--;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1927  * return the pointer to the freelist.
1928  *
1929  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1930  */
1931 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1932                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1933                 int mode, int *objects)
1934 {
1935         void *freelist;
1936         unsigned long counters;
1937         struct page new;
1938
1939         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1940
1941         /*
1942          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1943          * The old freelist is the list of objects for the
1944          * per cpu allocation list.
1945          */
1946         freelist = page->freelist;
1947         counters = page->counters;
1948         new.counters = counters;
1949         *objects = new.objects - new.inuse;
1950         if (mode) {
1951                 new.inuse = page->objects;
1952                 new.freelist = NULL;
1953         } else {
1954                 new.freelist = freelist;
1955         }
1956
1957         VM_BUG_ON(new.frozen);
1958         new.frozen = 1;
1959
1960         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1961                         freelist, counters,
1962                         new.freelist, new.counters,
1963                         "acquire_slab"))
1964                 return NULL;
1965
1966         remove_partial(n, page);
1967         WARN_ON(!freelist);
1968         return freelist;
1969 }
1970
1971 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1972 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1973
1974 /*
1975  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1976  */
1977 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1978                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1979 {
1980         struct page *page, *page2;
1981         void *object = NULL;
1982         unsigned int available = 0;
1983         int objects;
1984
1985         /*
1986          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1987          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1988          * partial slab and there is none available then get_partial()
1989          * will return NULL.
1990          */
1991         if (!n || !n->nr_partial)
1992                 return NULL;
1993
1994         spin_lock(&n->list_lock);
1995         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1996                 void *t;
1997
1998                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1999                         continue;
2000
2001                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2002                 if (!t)
2003                         break;
2004
2005                 available += objects;
2006                 if (!object) {
2007                         c->page = page;
2008                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2009                         object = t;
2010                 } else {
2011                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2012                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2013                 }
2014                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2015                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2016                         break;
2017
2018         }
2019         spin_unlock(&n->list_lock);
2020         return object;
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2025  */
2026 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2027                 struct kmem_cache_cpu *c)
2028 {
2029 #ifdef CONFIG_NUMA
2030         struct zonelist *zonelist;
2031         struct zoneref *z;
2032         struct zone *zone;
2033         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2034         void *object;
2035         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2036
2037         /*
2038          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2039          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2040          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2041          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2042          *
2043          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2044          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2045          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2046          * from other nodes and filled up.
2047          *
2048          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2049          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2050          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2051          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2052          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2053          * with available objects.
2054          */
2055         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2056                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2057                 return NULL;
2058
2059         do {
2060                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2061                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2062                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2063                         struct kmem_cache_node *n;
2064
2065                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2066
2067                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2068                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2069                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2070                                 if (object) {
2071                                         /*
2072                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2073                                          * here - if mems_allowed was updated in
2074                                          * parallel, that was a harmless race
2075                                          * between allocation and the cpuset
2076                                          * update
2077                                          */
2078                                         return object;
2079                                 }
2080                         }
2081                 }
2082         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2083 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2084         return NULL;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Get a partial page, lock it and return it.
2089  */
2090 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2091                 struct kmem_cache_cpu *c)
2092 {
2093         void *object;
2094         int searchnode = node;
2095
2096         if (node == NUMA_NO_NODE)
2097                 searchnode = numa_mem_id();
2098
2099         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2100         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2101                 return object;
2102
2103         return get_any_partial(s, flags, c);
2104 }
2105
2106 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2107 /*
2108  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2109  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2110  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2111  */
2112 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2113 #else
2114 /*
2115  * No preemption supported therefore also no need to check for
2116  * different cpus.
2117  */
2118 #define TID_STEP 1
2119 #endif
2120
2121 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2122 {
2123         return tid + TID_STEP;
2124 }
2125
2126 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2127 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2128 {
2129         return tid % TID_STEP;
2130 }
2131
2132 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2133 {
2134         return tid / TID_STEP;
2135 }
2136 #endif
2137
2138 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2139 {
2140         return cpu;
2141 }
2142
2143 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2144                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2145 {
2146 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2147         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2148
2149         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2150
2151 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2152         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2153                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2154                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2155         else
2156 #endif
2157         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2158                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2159                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2160         else
2161                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2162                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2163 #endif
2164         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2165 }
2166
2167 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2168 {
2169         int cpu;
2170
2171         for_each_possible_cpu(cpu)
2172                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Remove the cpu slab
2177  */
2178 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2179                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2180 {
2181         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2182         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2183         int lock = 0, free_delta = 0;
2184         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2185         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2186         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2187         struct page new;
2188         struct page old;
2189
2190         if (page->freelist) {
2191                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2192                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2193         }
2194
2195         /*
2196          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2197          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2198          */
2199         freelist_tail = NULL;
2200         freelist_iter = freelist;
2201         while (freelist_iter) {
2202                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2203
2204                 /*
2205                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2206                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2207                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2208                  */
2209                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2210                         break;
2211
2212                 freelist_tail = freelist_iter;
2213                 free_delta++;
2214
2215                 freelist_iter = nextfree;
2216         }
2217
2218         /*
2219          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2220          * freelist to the head of page's freelist.
2221          *
2222          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2223          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2224          *
2225          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2226          * with the count. If there is a mismatch then the page
2227          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2228          *
2229          * Then we restart the process which may have to remove
2230          * the page from the list that we just put it on again
2231          * because the number of objects in the slab may have
2232          * changed.
2233          */
2234 redo:
2235
2236         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2237         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2238         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2239
2240         /* Determine target state of the slab */
2241         new.counters = old.counters;
2242         if (freelist_tail) {
2243                 new.inuse -= free_delta;
2244                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2245                 new.freelist = freelist;
2246         } else
2247                 new.freelist = old.freelist;
2248
2249         new.frozen = 0;
2250
2251         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2252                 m = M_FREE;
2253         else if (new.freelist) {
2254                 m = M_PARTIAL;
2255                 if (!lock) {
2256                         lock = 1;
2257                         /*
2258                          * Taking the spinlock removes the possibility
2259                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2260                          * is frozen
2261                          */
2262                         spin_lock(&n->list_lock);
2263                 }
2264         } else {
2265                 m = M_FULL;
2266                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2267                         lock = 1;
2268                         /*
2269                          * This also ensures that the scanning of full
2270                          * slabs from diagnostic functions will not see
2271                          * any frozen slabs.
2272                          */
2273                         spin_lock(&n->list_lock);
2274                 }
2275         }
2276
2277         if (l != m) {
2278                 if (l == M_PARTIAL)
2279                         remove_partial(n, page);
2280                 else if (l == M_FULL)
2281                         remove_full(s, n, page);
2282
2283                 if (m == M_PARTIAL)
2284                         add_partial(n, page, tail);
2285                 else if (m == M_FULL)
2286                         add_full(s, n, page);
2287         }
2288
2289         l = m;
2290         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2291                                 old.freelist, old.counters,
2292                                 new.freelist, new.counters,
2293                                 "unfreezing slab"))
2294                 goto redo;
2295
2296         if (lock)
2297                 spin_unlock(&n->list_lock);
2298
2299         if (m == M_PARTIAL)
2300                 stat(s, tail);
2301         else if (m == M_FULL)
2302                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2303         else if (m == M_FREE) {
2304                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2305                 discard_slab(s, page);
2306                 stat(s, FREE_SLAB);
2307         }
2308
2309         c->page = NULL;
2310         c->freelist = NULL;
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2315  *
2316  * This function must be called with interrupts disabled
2317  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2318  * to guarantee no concurrent accesses).
2319  */
2320 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2321                 struct kmem_cache_cpu *c)
2322 {
2323 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2324         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2325         struct page *page, *discard_page = NULL;
2326
2327         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2328                 struct page new;
2329                 struct page old;
2330
2331                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2332
2333                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2334                 if (n != n2) {
2335                         if (n)
2336                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2337
2338                         n = n2;
2339                         spin_lock(&n->list_lock);
2340                 }
2341
2342                 do {
2343
2344                         old.freelist = page->freelist;
2345                         old.counters = page->counters;
2346                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2347
2348                         new.counters = old.counters;
2349                         new.freelist = old.freelist;
2350
2351                         new.frozen = 0;
2352
2353                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2354                                 old.freelist, old.counters,
2355                                 new.freelist, new.counters,
2356                                 "unfreezing slab"));
2357
2358                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2359                         page->next = discard_page;
2360                         discard_page = page;
2361                 } else {
2362                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2363                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2364                 }
2365         }
2366
2367         if (n)
2368                 spin_unlock(&n->list_lock);
2369
2370         while (discard_page) {
2371                 page = discard_page;
2372                 discard_page = discard_page->next;
2373
2374                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2375                 discard_slab(s, page);
2376                 stat(s, FREE_SLAB);
2377         }
2378 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2383  * partial page slot if available.
2384  *
2385  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2386  * per node partial list.
2387  */
2388 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2389 {
2390 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2391         struct page *oldpage;
2392         int pages;
2393         int pobjects;
2394
2395         preempt_disable();
2396         do {
2397                 pages = 0;
2398                 pobjects = 0;
2399                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2400
2401                 if (oldpage) {
2402                         pobjects = oldpage->pobjects;
2403                         pages = oldpage->pages;
2404                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2405                                 unsigned long flags;
2406                                 /*
2407                                  * partial array is full. Move the existing
2408                                  * set to the per node partial list.
2409                                  */
2410                                 local_irq_save(flags);
2411                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2412                                 local_irq_restore(flags);
2413                                 oldpage = NULL;
2414                                 pobjects = 0;
2415                                 pages = 0;
2416                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2417                         }
2418                 }
2419
2420                 pages++;
2421                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2422
2423                 page->pages = pages;
2424                 page->pobjects = pobjects;
2425                 page->next = oldpage;
2426
2427         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2428                                                                 != oldpage);
2429         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2430                 unsigned long flags;
2431
2432                 local_irq_save(flags);
2433                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2434                 local_irq_restore(flags);
2435         }
2436         preempt_enable();
2437 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2438 }
2439
2440 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2441 {
2442         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2443         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2444
2445         c->tid = next_tid(c->tid);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Flush cpu slab.
2450  *
2451  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2452  */
2453 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2454 {
2455         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2456
2457         if (c->page)
2458                 flush_slab(s, c);
2459
2460         unfreeze_partials(s, c);
2461 }
2462
2463 static void flush_cpu_slab(void *d)
2464 {
2465         struct kmem_cache *s = d;
2466
2467         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2468 }
2469
2470 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2471 {
2472         struct kmem_cache *s = info;
2473         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2474
2475         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2476 }
2477
2478 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2479 {
2480         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2485  * necessary.
2486  */
2487 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2488 {
2489         struct kmem_cache *s;
2490         unsigned long flags;
2491
2492         mutex_lock(&slab_mutex);
2493         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2494                 local_irq_save(flags);
2495                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2496                 local_irq_restore(flags);
2497         }
2498         mutex_unlock(&slab_mutex);
2499         return 0;
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2504  * locality expectations.
2505  */
2506 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2507 {
2508 #ifdef CONFIG_NUMA
2509         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2510                 return 0;
2511 #endif
2512         return 1;
2513 }
2514
2515 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2516 static int count_free(struct page *page)
2517 {
2518         return page->objects - page->inuse;
2519 }
2520
2521 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2522 {
2523         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2524 }
2525 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2526
2527 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2528 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2529                                         int (*get_count)(struct page *))
2530 {
2531         unsigned long flags;
2532         unsigned long x = 0;
2533         struct page *page;
2534
2535         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2536         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2537                 x += get_count(page);
2538         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2539         return x;
2540 }
2541 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2542
2543 static noinline void
2544 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2545 {
2546 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2547         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2548                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2549         int node;
2550         struct kmem_cache_node *n;
2551
2552         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2553                 return;
2554
2555         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2556                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2557         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2558                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2559                 oo_order(s->min));
2560
2561         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2562                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2563                         s->name);
2564
2565         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2566                 unsigned long nr_slabs;
2567                 unsigned long nr_objs;
2568                 unsigned long nr_free;
2569
2570                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2571                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2572                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2573
2574                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2575                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2576         }
2577 #endif
2578 }
2579
2580 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2581                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2582 {
2583         void *freelist;
2584         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2585         struct page *page;
2586
2587         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2588
2589         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2590
2591         if (freelist)
2592                 return freelist;
2593
2594         page = new_slab(s, flags, node);
2595         if (page) {
2596                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2597                 if (c->page)
2598                         flush_slab(s, c);
2599
2600                 /*
2601                  * No other reference to the page yet so we can
2602                  * muck around with it freely without cmpxchg
2603                  */
2604                 freelist = page->freelist;
2605                 page->freelist = NULL;
2606
2607                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2608                 c->page = page;
2609                 *pc = c;
2610         }
2611
2612         return freelist;
2613 }
2614
2615 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2616 {
2617         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2618                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2619
2620         return true;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2625  * per cpu freelist or deactivate the page.
2626  *
2627  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2628  *
2629  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2630  *
2631  * This function must be called with interrupt disabled.
2632  */
2633 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2634 {
2635         struct page new;
2636         unsigned long counters;
2637         void *freelist;
2638
2639         do {
2640                 freelist = page->freelist;
2641                 counters = page->counters;
2642
2643                 new.counters = counters;
2644                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2645
2646                 new.inuse = page->objects;
2647                 new.frozen = freelist != NULL;
2648
2649         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2650                 freelist, counters,
2651                 NULL, new.counters,
2652                 "get_freelist"));
2653
2654         return freelist;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2659  * debugging duties.
2660  *
2661  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2662  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2663  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2664  *
2665  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2666  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2667  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2668  *
2669  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2670  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2671  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2672  *
2673  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2674  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2675  */
2676 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2677                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2678 {
2679         void *freelist;
2680         struct page *page;
2681
2682         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2683
2684         page = c->page;
2685         if (!page) {
2686                 /*
2687                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2688                  * ignore the node constraint
2689                  */
2690                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2691                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2692                         node = NUMA_NO_NODE;
2693                 goto new_slab;
2694         }
2695 redo:
2696
2697         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2698                 /*
2699                  * same as above but node_match() being false already
2700                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2701                  */
2702                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2703                         node = NUMA_NO_NODE;
2704                         goto redo;
2705                 } else {
2706                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2707                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2708                         goto new_slab;
2709                 }
2710         }
2711
2712         /*
2713          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2714          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2715          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2716          */
2717         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2718                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2719                 goto new_slab;
2720         }
2721
2722         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2723         freelist = c->freelist;
2724         if (freelist)
2725                 goto load_freelist;
2726
2727         freelist = get_freelist(s, page);
2728
2729         if (!freelist) {
2730                 c->page = NULL;
2731                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2732                 goto new_slab;
2733         }
2734
2735         stat(s, ALLOC_REFILL);
2736
2737 load_freelist:
2738         /*
2739          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2740          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2741          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2742          */
2743         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2744         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2745         c->tid = next_tid(c->tid);
2746         return freelist;
2747
2748 new_slab:
2749
2750         if (slub_percpu_partial(c)) {
2751                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2752                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2753                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2754                 goto redo;
2755         }
2756
2757         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2758
2759         if (unlikely(!freelist)) {
2760                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2761                 return NULL;
2762         }
2763
2764         page = c->page;
2765         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2766                 goto load_freelist;
2767
2768         /* Only entered in the debug case */
2769         if (kmem_cache_debug(s) &&
2770                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2771                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2772
2773         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2774         return freelist;
2775 }
2776
2777 /*
2778  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2779  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2780  */
2781 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2782                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2783 {
2784         void *p;
2785         unsigned long flags;
2786
2787         local_irq_save(flags);
2788 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2789         /*
2790          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2791          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2792          * pointer.
2793          */
2794         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2795 #endif
2796
2797         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2798         local_irq_restore(flags);
2799         return p;
2800 }
2801
2802 /*
2803  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2804  * zeroing out freelist pointer.
2805  */
2806 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2807                                                    void *obj)
2808 {
2809         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2810                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2811                         0, sizeof(void *));
2812 }
2813
2814 /*
2815  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2816  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2817  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2818  *
2819  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2820  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2821  *
2822  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2823  */
2824 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2825                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2826 {
2827         void *object;
2828         struct kmem_cache_cpu *c;
2829         struct page *page;
2830         unsigned long tid;
2831         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2832         bool init = false;
2833
2834         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2835         if (!s)
2836                 return NULL;
2837
2838         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2839         if (unlikely(object))
2840                 goto out;
2841
2842 redo:
2843         /*
2844          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2845          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2846          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2847          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2848          *
2849          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2850          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2851          * to check if it is matched or not.
2852          */
2853         do {
2854                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2855                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2856         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2857                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2858
2859         /*
2860          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2861          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2862          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2863          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2864          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2865          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2866          */
2867         barrier();
2868
2869         /*
2870          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2871          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2872          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2873          * linked list in between.
2874          */
2875
2876         object = c->freelist;
2877         page = c->page;
2878         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2879                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2880         } else {
2881                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2882
2883                 /*
2884                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2885                  * operation and if we are on the right processor.
2886                  *
2887                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2888                  * semantics!)
2889                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2890                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2891                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2892                  *
2893                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2894                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2895                  * other cpus.
2896                  */
2897                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2898                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2899                                 object, tid,
2900                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2901
2902                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2903                         goto redo;
2904                 }
2905                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2906                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2907         }
2908
2909         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2910         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2911
2912 out:
2913         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2914
2915         return object;
2916 }
2917
2918 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2919                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2920 {
2921         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2922 }
2923
2924 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2925 {
2926         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2927
2928         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2929                                 s->size, gfpflags);
2930
2931         return ret;
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2934
2935 #ifdef CONFIG_TRACING
2936 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2937 {
2938         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2939         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2940         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2941         return ret;
2942 }
2943 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2944 #endif
2945
2946 #ifdef CONFIG_NUMA
2947 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2948 {
2949         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2950
2951         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2952                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2953
2954         return ret;
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2957
2958 #ifdef CONFIG_TRACING
2959 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2960                                     gfp_t gfpflags,
2961                                     int node, size_t size)
2962 {
2963         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
2964
2965         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2966                            size, s->size, gfpflags, node);
2967
2968         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2969         return ret;
2970 }
2971 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2972 #endif
2973 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2974
2975 /*
2976  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2977  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2978  *
2979  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2980  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2981  * handling required then we can return immediately.
2982  */
2983 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2984                         void *head, void *tail, int cnt,
2985                         unsigned long addr)
2986
2987 {
2988         void *prior;
2989         int was_frozen;
2990         struct page new;
2991         unsigned long counters;
2992         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2993         unsigned long flags;
2994
2995         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2996
2997         if (kfence_free(head))
2998                 return;
2999
3000         if (kmem_cache_debug(s) &&
3001             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3002                 return;
3003
3004         do {
3005                 if (unlikely(n)) {
3006                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3007                         n = NULL;
3008                 }
3009                 prior = page->freelist;
3010                 counters = page->counters;
3011                 set_freepointer(s, tail, prior);
3012                 new.counters = counters;
3013                 was_frozen = new.frozen;
3014                 new.inuse -= cnt;
3015                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3016
3017                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3018
3019                                 /*
3020                                  * Slab was on no list before and will be
3021                                  * partially empty
3022                                  * We can defer the list move and instead
3023                                  * freeze it.
3024                                  */
3025                                 new.frozen = 1;
3026
3027                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3028
3029                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3030                                 /*
3031                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3032                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3033                                  * drop the list_lock without any processing.
3034                                  *
3035                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3036                                  * other processors updating the list of slabs.
3037                                  */
3038                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3039
3040                         }
3041                 }
3042
3043         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3044                 prior, counters,
3045                 head, new.counters,
3046                 "__slab_free"));
3047
3048         if (likely(!n)) {
3049
3050                 if (likely(was_frozen)) {
3051                         /*
3052                          * The list lock was not taken therefore no list
3053                          * activity can be necessary.
3054                          */
3055                         stat(s, FREE_FROZEN);
3056                 } else if (new.frozen) {
3057                         /*
3058                          * If we just froze the page then put it onto the
3059                          * per cpu partial list.
3060                          */
3061                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3062                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3063                 }
3064
3065                 return;
3066         }
3067
3068         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3069                 goto slab_empty;
3070
3071         /*
3072          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3073          * then add it.
3074          */
3075         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3076                 remove_full(s, n, page);
3077                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3078                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3079         }
3080         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3081         return;
3082
3083 slab_empty:
3084         if (prior) {
3085                 /*
3086                  * Slab on the partial list.
3087                  */
3088                 remove_partial(n, page);
3089                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3090         } else {
3091                 /* Slab must be on the full list */
3092                 remove_full(s, n, page);
3093         }
3094
3095         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3096         stat(s, FREE_SLAB);
3097         discard_slab(s, page);
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3102  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3103  *
3104  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3105  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3106  * the item before.
3107  *
3108  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3109  * with all sorts of special processing.
3110  *
3111  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3112  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3113  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3114  */
3115 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3116                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3117                                 int cnt, unsigned long addr)
3118 {
3119         void *tail_obj = tail ? : head;
3120         struct kmem_cache_cpu *c;
3121         unsigned long tid;
3122
3123         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3124 redo:
3125         /*
3126          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3127          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3128          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3129          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3130          */
3131         do {
3132                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3133                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3134         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3135                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3136
3137         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3138         barrier();
3139
3140         if (likely(page == c->page)) {
3141                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3142
3143                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3144
3145                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3146                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3147                                 freelist, tid,
3148                                 head, next_tid(tid)))) {
3149
3150                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3151                         goto redo;
3152                 }
3153                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3154         } else
3155                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3156
3157 }
3158
3159 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3160                                       void *head, void *tail, int cnt,
3161                                       unsigned long addr)
3162 {
3163         /*
3164          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3165          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3166          */
3167         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3168                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3169 }
3170
3171 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3172 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3173 {
3174         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3175 }
3176 #endif
3177
3178 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3179 {
3180         s = cache_from_obj(s, x);
3181         if (!s)
3182                 return;
3183         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3184         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3185 }
3186 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3187
3188 struct detached_freelist {
3189         struct page *page;
3190         void *tail;
3191         void *freelist;
3192         int cnt;
3193         struct kmem_cache *s;
3194 };
3195
3196 /*
3197  * This function progressively scans the array with free objects (with
3198  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3199  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3200  * page/objects.  This can happen without any need for
3201  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3202  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3203  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3204  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3205  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3206  * to performance reasons.
3207  */
3208 static inline
3209 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3210                             void **p, struct detached_freelist *df)
3211 {
3212         size_t first_skipped_index = 0;
3213         int lookahead = 3;
3214         void *object;
3215         struct page *page;
3216
3217         /* Always re-init detached_freelist */
3218         df->page = NULL;
3219
3220         do {
3221                 object = p[--size];
3222                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3223         } while (!object && size);
3224
3225         if (!object)
3226                 return 0;
3227
3228         page = virt_to_head_page(object);
3229         if (!s) {
3230                 /* Handle kalloc'ed objects */
3231                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3232                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3233                         kfree_hook(object);
3234                         __free_pages(page, compound_order(page));
3235                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3236                         return size;
3237                 }
3238                 /* Derive kmem_cache from object */
3239                 df->s = page->slab_cache;
3240         } else {
3241                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3242         }
3243
3244         if (is_kfence_address(object)) {
3245                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3246                 __kfence_free(object);
3247                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3248                 return size;
3249         }
3250
3251         /* Start new detached freelist */
3252         df->page = page;
3253         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3254         df->tail = object;
3255         df->freelist = object;
3256         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3257         df->cnt = 1;
3258
3259         while (size) {
3260                 object = p[--size];
3261                 if (!object)
3262                         continue; /* Skip processed objects */
3263
3264                 /* df->page is always set at this point */
3265                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3266                         /* Opportunity build freelist */
3267                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3268                         df->freelist = object;
3269                         df->cnt++;
3270                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3271
3272                         continue;
3273                 }
3274
3275                 /* Limit look ahead search */
3276                 if (!--lookahead)
3277                         break;
3278
3279                 if (!first_skipped_index)
3280                         first_skipped_index = size + 1;
3281         }
3282
3283         return first_skipped_index;
3284 }
3285
3286 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3287 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3288 {
3289         if (WARN_ON(!size))
3290                 return;
3291
3292         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3293         do {
3294                 struct detached_freelist df;
3295
3296                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3297                 if (!df.page)
3298                         continue;
3299
3300                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3301         } while (likely(size));
3302 }
3303 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3304
3305 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3306 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3307                           void **p)
3308 {
3309         struct kmem_cache_cpu *c;
3310         int i;
3311         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3312
3313         /* memcg and kmem_cache debug support */
3314         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3315         if (unlikely(!s))
3316                 return false;
3317         /*
3318          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3319          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3320          * handlers invoking normal fastpath.
3321          */
3322         local_irq_disable();
3323         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3324
3325         for (i = 0; i < size; i++) {
3326                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3327
3328                 if (unlikely(object)) {
3329                         p[i] = object;
3330                         continue;
3331                 }
3332
3333                 object = c->freelist;
3334                 if (unlikely(!object)) {
3335                         /*
3336                          * We may have removed an object from c->freelist using
3337                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3338                          * c->tid has not been bumped yet.
3339                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3340                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3341                          */
3342                         c->tid = next_tid(c->tid);
3343
3344                         /*
3345                          * Invoking slow path likely have side-effect
3346                          * of re-populating per CPU c->freelist
3347                          */
3348                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3349                                             _RET_IP_, c);
3350                         if (unlikely(!p[i]))
3351                                 goto error;
3352
3353                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3354                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3355
3356                         continue; /* goto for-loop */
3357                 }
3358                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3359                 p[i] = object;
3360                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3361         }
3362         c->tid = next_tid(c->tid);
3363         local_irq_enable();
3364
3365         /*
3366          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3367          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3368          */
3369         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3370                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3371         return i;
3372 error:
3373         local_irq_enable();
3374         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3375         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3376         return 0;
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3379
3380
3381 /*
3382  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3383  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3384  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3385  * another.
3386  *
3387  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3388  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3389  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3390  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3391  * locking overhead.
3392  */
3393
3394 /*
3395  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3396  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3397  * and increases the number of allocations possible without having to
3398  * take the list_lock.
3399  */
3400 static unsigned int slub_min_order;
3401 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3402 static unsigned int slub_min_objects;
3403
3404 /*
3405  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3406  *
3407  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3408  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3409  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3410  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3411  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3412  * would be wasted.
3413  *
3414  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3415  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3416  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3417  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3418  *
3419  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3420  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3421  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3422  * of space in favor of a small page order.
3423  *
3424  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3425  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3426  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3427  * the smallest order which will fit the object.
3428  */
3429 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3430                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3431                 unsigned int fract_leftover)
3432 {
3433         unsigned int min_order = slub_min_order;
3434         unsigned int order;
3435
3436         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3437                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3438
3439         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3440                         order <= max_order; order++) {
3441
3442                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3443                 unsigned int rem;
3444
3445                 rem = slab_size % size;
3446
3447                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3448                         break;
3449         }
3450
3451         return order;
3452 }
3453
3454 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3455 {
3456         unsigned int order;
3457         unsigned int min_objects;
3458         unsigned int max_objects;
3459         unsigned int nr_cpus;
3460
3461         /*
3462          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3463          * works by first attempting to generate a layout with
3464          * the best configuration and backing off gradually.
3465          *
3466          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3467          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3468          */
3469         min_objects = slub_min_objects;
3470         if (!min_objects) {
3471                 /*
3472                  * Some architectures will only update present cpus when
3473                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3474                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3475                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3476                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3477                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3478                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3479                  */
3480                 nr_cpus = num_present_cpus();
3481                 if (nr_cpus <= 1)
3482                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3483                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3484         }
3485         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3486         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3487
3488         while (min_objects > 1) {
3489                 unsigned int fraction;
3490
3491                 fraction = 16;
3492                 while (fraction >= 4) {
3493                         order = slab_order(size, min_objects,
3494                                         slub_max_order, fraction);
3495                         if (order <= slub_max_order)
3496                                 return order;
3497                         fraction /= 2;
3498                 }
3499                 min_objects--;
3500         }
3501
3502         /*
3503          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3504          * lets see if we can place a single object there.
3505          */
3506         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3507         if (order <= slub_max_order)
3508                 return order;
3509
3510         /*
3511          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3512          */
3513         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3514         if (order < MAX_ORDER)
3515                 return order;
3516         return -ENOSYS;
3517 }
3518
3519 static void
3520 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3521 {
3522         n->nr_partial = 0;
3523         spin_lock_init(&n->list_lock);
3524         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3525 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3526         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3527         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3528         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3529 #endif
3530 }
3531
3532 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3533 {
3534         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3535                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3536
3537         /*
3538          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3539          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3540          */
3541         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3542                                      2 * sizeof(void *));
3543
3544         if (!s->cpu_slab)
3545                 return 0;
3546
3547         init_kmem_cache_cpus(s);
3548
3549         return 1;
3550 }
3551
3552 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3553
3554 /*
3555  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3556  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3557  * possible.
3558  *
3559  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3560  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3561  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3562  */
3563 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3564 {
3565         struct page *page;
3566         struct kmem_cache_node *n;
3567
3568         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3569
3570         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3571
3572         BUG_ON(!page);
3573         if (page_to_nid(page) != node) {
3574                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3575                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3576         }
3577
3578         n = page->freelist;
3579         BUG_ON(!n);
3580 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3581         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3582         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3583 #endif
3584         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3585         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3586         page->inuse = 1;
3587         page->frozen = 0;
3588         kmem_cache_node->node[node] = n;
3589         init_kmem_cache_node(n);
3590         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3591
3592         /*
3593          * No locks need to be taken here as it has just been
3594          * initialized and there is no concurrent access.
3595          */
3596         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3597 }
3598
3599 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3600 {
3601         int node;
3602         struct kmem_cache_node *n;
3603
3604         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3605                 s->node[node] = NULL;
3606                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3607         }
3608 }
3609
3610 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3611 {
3612         cache_random_seq_destroy(s);
3613         free_percpu(s->cpu_slab);
3614         free_kmem_cache_nodes(s);
3615 }
3616
3617 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3618 {
3619         int node;
3620
3621         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3622                 struct kmem_cache_node *n;
3623
3624                 if (slab_state == DOWN) {
3625                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3626                         continue;
3627                 }
3628                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3629                                                 GFP_KERNEL, node);
3630
3631                 if (!n) {
3632                         free_kmem_cache_nodes(s);
3633                         return 0;
3634                 }
3635
3636                 init_kmem_cache_node(n);
3637                 s->node[node] = n;
3638         }
3639         return 1;
3640 }
3641
3642 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3643 {
3644         if (min < MIN_PARTIAL)
3645                 min = MIN_PARTIAL;
3646         else if (min > MAX_PARTIAL)
3647                 min = MAX_PARTIAL;
3648         s->min_partial = min;
3649 }
3650
3651 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3652 {
3653 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3654         /*
3655          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3656          * per cpu partial lists of a processor.
3657          *
3658          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3659          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3660          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3661          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3662          *
3663          * This setting also determines
3664          *
3665          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3666          *    per node list when we reach the limit.
3667          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3668          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3669          *    50% to keep some capacity around for frees.
3670          */
3671         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3672                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3673         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3674                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3675         else if (s->size >= 1024)
3676                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3677         else if (s->size >= 256)
3678                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3679         else
3680                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3681 #endif
3682 }
3683
3684 /*
3685  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3686  * a slab object.
3687  */
3688 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3689 {
3690         slab_flags_t flags = s->flags;
3691         unsigned int size = s->object_size;
3692         unsigned int freepointer_area;
3693         unsigned int order;
3694
3695         /*
3696          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3697          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3698          * the possible location of the free pointer.
3699          */
3700         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3701         /*
3702          * This is the area of the object where a freepointer can be
3703          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3704          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3705          * s->offset must be limited within this for the general case.
3706          */
3707         freepointer_area = size;
3708
3709 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3710         /*
3711          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3712          * the slab may touch the object after free or before allocation
3713          * then we should never poison the object itself.
3714          */
3715         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3716                         !s->ctor)
3717                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3718         else
3719                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3720
3721
3722         /*
3723          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3724          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3725          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3726          */
3727         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3728                 size += sizeof(void *);
3729 #endif
3730
3731         /*
3732          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3733          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3734          */
3735         s->inuse = size;
3736
3737         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3738                 s->ctor)) {
3739                 /*
3740                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3741                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3742                  * kmem_cache_free.
3743                  *
3744                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3745                  * destructor or are poisoning the objects.
3746                  *
3747                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3748                  * pointer is outside of the object is used in the
3749                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3750                  * longer true, the function needs to be modified.
3751                  */
3752                 s->offset = size;
3753                 size += sizeof(void *);
3754         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3755                 /*
3756                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3757                  * it away from the edges of the object to avoid small
3758                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3759                  */
3760                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3761         }
3762
3763 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3764         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3765                 /*
3766                  * Need to store information about allocs and frees after
3767                  * the object.
3768                  */
3769                 size += 2 * sizeof(struct track);
3770 #endif
3771
3772         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3773 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3774         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3775                 /*
3776                  * Add some empty padding so that we can catch
3777                  * overwrites from earlier objects rather than let
3778                  * tracking information or the free pointer be
3779                  * corrupted if a user writes before the start
3780                  * of the object.
3781                  */
3782                 size += sizeof(void *);
3783
3784                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3785                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3786                 size += s->red_left_pad;
3787         }
3788 #endif
3789
3790         /*
3791          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3792          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3793          * each object to conform to the alignment.
3794          */
3795         size = ALIGN(size, s->align);
3796         s->size = size;
3797         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3798         if (forced_order >= 0)
3799                 order = forced_order;
3800         else
3801                 order = calculate_order(size);
3802
3803         if ((int)order < 0)
3804                 return 0;
3805
3806         s->allocflags = 0;
3807         if (order)
3808                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3809
3810         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3811                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3812
3813         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3814                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3815
3816         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3817                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3818
3819         /*
3820          * Determine the number of objects per slab
3821          */
3822         s->oo = oo_make(order, size);
3823         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3824         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3825                 s->max = s->oo;
3826
3827         return !!oo_objects(s->oo);
3828 }
3829
3830 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3831 {
3832         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3833 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3834         s->random = get_random_long();
3835 #endif
3836
3837         if (!calculate_sizes(s, -1))
3838                 goto error;
3839         if (disable_higher_order_debug) {
3840                 /*
3841                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3842                  * order increased.
3843                  */
3844                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3845                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3846                         s->offset = 0;
3847                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3848                                 goto error;
3849                 }
3850         }
3851
3852 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3853     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3854         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3855                 /* Enable fast mode */
3856                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3857 #endif
3858
3859         /*
3860          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3861          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3862          */
3863         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3864
3865         set_cpu_partial(s);
3866
3867 #ifdef CONFIG_NUMA
3868         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3869 #endif
3870
3871         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3872         if (slab_state >= UP) {
3873                 if (init_cache_random_seq(s))
3874                         goto error;
3875         }
3876
3877         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3878                 goto error;
3879
3880         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3881                 return 0;
3882
3883         free_kmem_cache_nodes(s);
3884 error:
3885         return -EINVAL;
3886 }
3887
3888 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3889                               const char *text)
3890 {
3891 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3892         void *addr = page_address(page);
3893         unsigned long *map;
3894         void *p;
3895
3896         slab_err(s, page, text, s->name);
3897         slab_lock(page);
3898
3899         map = get_map(s, page);
3900         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3901
3902                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3903                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3904                         print_tracking(s, p);
3905                 }
3906         }
3907         put_map(map);
3908         slab_unlock(page);
3909 #endif
3910 }
3911
3912 /*
3913  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3914  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3915  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3916  */
3917 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3918 {
3919         LIST_HEAD(discard);
3920         struct page *page, *h;
3921
3922         BUG_ON(irqs_disabled());
3923         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3924         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3925                 if (!page->inuse) {
3926                         remove_partial(n, page);
3927                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3928                 } else {
3929                         list_slab_objects(s, page,
3930                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3931                 }
3932         }
3933         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3934
3935         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3936                 discard_slab(s, page);
3937 }
3938
3939 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3940 {
3941         int node;
3942         struct kmem_cache_node *n;
3943
3944         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3945                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3946                         return false;
3947         return true;
3948 }
3949
3950 /*
3951  * Release all resources used by a slab cache.
3952  */
3953 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3954 {
3955         int node;
3956         struct kmem_cache_node *n;
3957
3958         flush_all(s);
3959         /* Attempt to free all objects */
3960         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3961                 free_partial(s, n);
3962                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3963                         return 1;
3964         }
3965         return 0;
3966 }
3967
3968 #ifdef CONFIG_PRINTK
3969 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
3970 {
3971         void *base;
3972         int __maybe_unused i;
3973         unsigned int objnr;
3974         void *objp;
3975         void *objp0;
3976         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
3977         struct track __maybe_unused *trackp;
3978
3979         kpp->kp_ptr = object;
3980         kpp->kp_page = page;
3981         kpp->kp_slab_cache = s;
3982         base = page_address(page);
3983         objp0 = kasan_reset_tag(object);
3984 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3985         objp = restore_red_left(s, objp0);
3986 #else
3987         objp = objp0;
3988 #endif
3989         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
3990         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
3991         objp = base + s->size * objnr;
3992         kpp->kp_objp = objp;
3993         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
3994             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3995                 return;
3996 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3997         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
3998         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
3999 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4000         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4001                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4002                 if (!kpp->kp_stack[i])
4003                         break;
4004         }
4005 #endif
4006 #endif
4007 }
4008 #endif
4009
4010 /********************************************************************
4011  *              Kmalloc subsystem
4012  *******************************************************************/
4013
4014 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4015 {
4016         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4017
4018         return 1;
4019 }
4020
4021 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4022
4023 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4024 {
4025         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4026         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4027
4028         return 1;
4029 }
4030
4031 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4032
4033 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4034 {
4035         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4036
4037         return 1;
4038 }
4039
4040 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4041
4042 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4043 {
4044         struct kmem_cache *s;
4045         void *ret;
4046
4047         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4048                 return kmalloc_large(size, flags);
4049
4050         s = kmalloc_slab(size, flags);
4051
4052         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4053                 return s;
4054
4055         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4056
4057         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4058
4059         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4060
4061         return ret;
4062 }
4063 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4064
4065 #ifdef CONFIG_NUMA
4066 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4067 {
4068         struct page *page;
4069         void *ptr = NULL;
4070         unsigned int order = get_order(size);
4071
4072         flags |= __GFP_COMP;
4073         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4074         if (page) {
4075                 ptr = page_address(page);
4076                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4077                                       PAGE_SIZE << order);
4078         }
4079
4080         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4081 }
4082
4083 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4084 {
4085         struct kmem_cache *s;
4086         void *ret;
4087
4088         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4089                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4090
4091                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4092                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4093                                    flags, node);
4094
4095                 return ret;
4096         }
4097
4098         s = kmalloc_slab(size, flags);
4099
4100         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4101                 return s;
4102
4103         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4104
4105         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4106
4107         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4108
4109         return ret;
4110 }
4111 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4112 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4113
4114 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4115 /*
4116  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4117  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4118  * cache's usercopy region.
4119  *
4120  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4121  * to indicate an error.
4122  */
4123 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4124                          bool to_user)
4125 {
4126         struct kmem_cache *s;
4127         unsigned int offset;
4128         size_t object_size;
4129         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4130
4131         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4132
4133         /* Find object and usable object size. */
4134         s = page->slab_cache;
4135
4136         /* Reject impossible pointers. */
4137         if (ptr < page_address(page))
4138                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4139                                to_user, 0, n);
4140
4141         /* Find offset within object. */
4142         if (is_kfence)
4143                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4144         else
4145                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4146
4147         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4148         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4149                 if (offset < s->red_left_pad)
4150                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4151                                        s->name, to_user, offset, n);
4152                 offset -= s->red_left_pad;
4153         }
4154
4155         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4156         if (offset >= s->useroffset &&
4157             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4158             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4159                 return;
4160
4161         /*
4162          * If the copy is still within the allocated object, produce
4163          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4164          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4165          * whitelists.
4166          */
4167         object_size = slab_ksize(s);
4168         if (usercopy_fallback &&
4169             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4170                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4171                 return;
4172         }
4173
4174         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4175 }
4176 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4177
4178 size_t __ksize(const void *object)
4179 {
4180         struct page *page;
4181
4182         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4183                 return 0;
4184
4185         page = virt_to_head_page(object);
4186
4187         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4188                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4189                 return page_size(page);
4190         }
4191
4192         return slab_ksize(page->slab_cache);
4193 }
4194 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4195
4196 void kfree(const void *x)
4197 {
4198         struct page *page;
4199         void *object = (void *)x;
4200
4201         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4202
4203         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4204                 return;
4205
4206         page = virt_to_head_page(x);
4207         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4208                 unsigned int order = compound_order(page);
4209
4210                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4211                 kfree_hook(object);
4212                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4213                                       -(PAGE_SIZE << order));
4214                 __free_pages(page, order);
4215                 return;
4216         }
4217         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4218 }
4219 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4220
4221 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4222
4223 /*
4224  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4225  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4226  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4227  *
4228  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4229  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4230  * are freed in them.
4231  */
4232 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4233 {
4234         int node;
4235         int i;
4236         struct kmem_cache_node *n;
4237         struct page *page;
4238         struct page *t;
4239         struct list_head discard;
4240         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4241         unsigned long flags;
4242         int ret = 0;
4243
4244         flush_all(s);
4245         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4246                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4247                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4248                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4249
4250                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4251
4252                 /*
4253                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4254                  *
4255                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4256                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4257                  */
4258                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4259                         int free = page->objects - page->inuse;
4260
4261                         /* Do not reread page->inuse */
4262                         barrier();
4263
4264                         /* We do not keep full slabs on the list */
4265                         BUG_ON(free <= 0);
4266
4267                         if (free == page->objects) {
4268                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4269                                 n->nr_partial--;
4270                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4271                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4272                 }
4273
4274                 /*
4275                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4276                  * partial list.
4277                  */
4278                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4279                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4280
4281                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4282
4283                 /* Release empty slabs */
4284                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4285                         discard_slab(s, page);
4286
4287                 if (slabs_node(s, node))
4288                         ret = 1;
4289         }
4290
4291         return ret;
4292 }
4293
4294 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4295 {
4296         struct kmem_cache *s;
4297
4298         mutex_lock(&slab_mutex);
4299         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4300                 __kmem_cache_shrink(s);
4301         mutex_unlock(&slab_mutex);
4302
4303         return 0;
4304 }
4305
4306 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4307 {
4308         struct memory_notify *marg = arg;
4309         int offline_node;
4310
4311         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4312
4313         /*
4314          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4315          * for it yet.
4316          */
4317         if (offline_node < 0)
4318                 return;
4319
4320         mutex_lock(&slab_mutex);
4321         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4322         /*
4323          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4324          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4325          * slab_mutex.
4326          */
4327         mutex_unlock(&slab_mutex);
4328 }
4329
4330 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4331 {
4332         struct kmem_cache_node *n;
4333         struct kmem_cache *s;
4334         struct memory_notify *marg = arg;
4335         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4336         int ret = 0;
4337
4338         /*
4339          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4340          * already created. Nothing to do.
4341          */
4342         if (nid < 0)
4343                 return 0;
4344
4345         /*
4346          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4347          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4348          * online.
4349          */
4350         mutex_lock(&slab_mutex);
4351         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4352                 /*
4353                  * The structure may already exist if the node was previously
4354                  * onlined and offlined.
4355                  */
4356                 if (get_node(s, nid))
4357                         continue;
4358                 /*
4359                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4360                  *      since memory is not yet available from the node that
4361                  *      is brought up.
4362                  */
4363                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4364                 if (!n) {
4365                         ret = -ENOMEM;
4366                         goto out;
4367                 }
4368                 init_kmem_cache_node(n);
4369                 s->node[nid] = n;
4370         }
4371         /*
4372          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4373          * initialized for the new node.
4374          */
4375         node_set(nid, slab_nodes);
4376 out:
4377         mutex_unlock(&slab_mutex);
4378         return ret;
4379 }
4380
4381 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4382                                 unsigned long action, void *arg)
4383 {
4384         int ret = 0;
4385
4386         switch (action) {
4387         case MEM_GOING_ONLINE:
4388                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4389                 break;
4390         case MEM_GOING_OFFLINE:
4391                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4392                 break;
4393         case MEM_OFFLINE:
4394         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4395                 slab_mem_offline_callback(arg);
4396                 break;
4397         case MEM_ONLINE:
4398         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4399                 break;
4400         }
4401         if (ret)
4402                 ret = notifier_from_errno(ret);
4403         else
4404                 ret = NOTIFY_OK;
4405         return ret;
4406 }
4407
4408 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4409         .notifier_call = slab_memory_callback,
4410         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4411 };
4412
4413 /********************************************************************
4414  *                      Basic setup of slabs
4415  *******************************************************************/
4416
4417 /*
4418  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4419  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4420  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4421  */
4422
4423 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4424 {
4425         int node;
4426         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4427         struct kmem_cache_node *n;
4428
4429         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4430
4431         /*
4432          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4433          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4434          * IPIs around.
4435          */
4436         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4437         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4438                 struct page *p;
4439
4440                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4441                         p->slab_cache = s;
4442
4443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4444                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4445                         p->slab_cache = s;
4446 #endif
4447         }
4448         list_add(&s->list, &slab_caches);
4449         return s;
4450 }
4451
4452 void __init kmem_cache_init(void)
4453 {
4454         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4455                 boot_kmem_cache_node;
4456         int node;
4457
4458         if (debug_guardpage_minorder())
4459                 slub_max_order = 0;
4460
4461         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4462         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4463
4464         /*
4465          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4466          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4467          */
4468         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4469                 node_set(node, slab_nodes);
4470
4471         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4472                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4473
4474         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4475
4476         /* Able to allocate the per node structures */
4477         slab_state = PARTIAL;
4478
4479         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4480                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4481                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4482                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4483
4484         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4485         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4486
4487         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4488         setup_kmalloc_cache_index_table();
4489         create_kmalloc_caches(0);
4490
4491         /* Setup random freelists for each cache */
4492         init_freelist_randomization();
4493
4494         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4495                                   slub_cpu_dead);
4496
4497         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4498                 cache_line_size(),
4499                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4500                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4501 }
4502
4503 void __init kmem_cache_init_late(void)
4504 {
4505 }
4506
4507 struct kmem_cache *
4508 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4509                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4510 {
4511         struct kmem_cache *s;
4512
4513         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4514         if (s) {
4515                 s->refcount++;
4516
4517                 /*
4518                  * Adjust the object sizes so that we clear
4519                  * the complete object on kzalloc.
4520                  */
4521                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4522                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4523
4524                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4525                         s->refcount--;
4526                         s = NULL;
4527                 }
4528         }
4529
4530         return s;
4531 }
4532
4533 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4534 {
4535         int err;
4536
4537         err = kmem_cache_open(s, flags);
4538         if (err)
4539                 return err;
4540
4541         /* Mutex is not taken during early boot */
4542         if (slab_state <= UP)
4543                 return 0;
4544
4545         err = sysfs_slab_add(s);
4546         if (err)
4547                 __kmem_cache_release(s);
4548
4549         return err;
4550 }
4551
4552 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4553 {
4554         struct kmem_cache *s;
4555         void *ret;
4556
4557         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4558                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4559
4560         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4561
4562         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4563                 return s;
4564
4565         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4566
4567         /* Honor the call site pointer we received. */
4568         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4569
4570         return ret;
4571 }
4572 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4573
4574 #ifdef CONFIG_NUMA
4575 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4576                                         int node, unsigned long caller)
4577 {
4578         struct kmem_cache *s;
4579         void *ret;
4580
4581         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4582                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4583
4584                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4585                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4586                                    gfpflags, node);
4587
4588                 return ret;
4589         }
4590
4591         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4592
4593         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4594                 return s;
4595
4596         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4597
4598         /* Honor the call site pointer we received. */
4599         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4600
4601         return ret;
4602 }
4603 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4604 #endif
4605
4606 #ifdef CONFIG_SYSFS
4607 static int count_inuse(struct page *page)
4608 {
4609         return page->inuse;
4610 }
4611
4612 static int count_total(struct page *page)
4613 {
4614         return page->objects;
4615 }
4616 #endif
4617
4618 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4619 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4620 {
4621         void *p;
4622         void *addr = page_address(page);
4623         unsigned long *map;
4624
4625         slab_lock(page);
4626
4627         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4628                 goto unlock;
4629
4630         /* Now we know that a valid freelist exists */
4631         map = get_map(s, page);
4632         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4633                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4634                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4635
4636                 if (!check_object(s, page, p, val))
4637                         break;
4638         }
4639         put_map(map);
4640 unlock:
4641         slab_unlock(page);
4642 }
4643
4644 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4645                 struct kmem_cache_node *n)
4646 {
4647         unsigned long count = 0;
4648         struct page *page;
4649         unsigned long flags;
4650
4651         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4652
4653         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4654                 validate_slab(s, page);
4655                 count++;
4656         }
4657         if (count != n->nr_partial)
4658                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4659                        s->name, count, n->nr_partial);
4660
4661         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4662                 goto out;
4663
4664         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4665                 validate_slab(s, page);
4666                 count++;
4667         }
4668         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4669                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4670                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4671
4672 out:
4673         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4674         return count;
4675 }
4676
4677 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4678 {
4679         int node;
4680         unsigned long count = 0;
4681         struct kmem_cache_node *n;
4682
4683         flush_all(s);
4684         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4685                 count += validate_slab_node(s, n);
4686
4687         return count;
4688 }
4689 /*
4690  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4691  * and freed.
4692  */
4693
4694 struct location {
4695         unsigned long count;
4696         unsigned long addr;
4697         long long sum_time;
4698         long min_time;
4699         long max_time;
4700         long min_pid;
4701         long max_pid;
4702         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4703         nodemask_t nodes;
4704 };
4705
4706 struct loc_track {
4707         unsigned long max;
4708         unsigned long count;
4709         struct location *loc;
4710 };
4711
4712 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4713 {
4714         if (t->max)
4715                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4716                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4717 }
4718
4719 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4720 {
4721         struct location *l;
4722         int order;
4723
4724         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4725
4726         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4727         if (!l)
4728                 return 0;
4729
4730         if (t->count) {
4731                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4732                 free_loc_track(t);
4733         }
4734         t->max = max;
4735         t->loc = l;
4736         return 1;
4737 }
4738
4739 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4740                                 const struct track *track)
4741 {
4742         long start, end, pos;
4743         struct location *l;
4744         unsigned long caddr;
4745         unsigned long age = jiffies - track->when;
4746
4747         start = -1;
4748         end = t->count;
4749
4750         for ( ; ; ) {
4751                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4752
4753                 /*
4754                  * There is nothing at "end". If we end up there
4755                  * we need to add something to before end.
4756                  */
4757                 if (pos == end)
4758                         break;
4759
4760                 caddr = t->loc[pos].addr;
4761                 if (track->addr == caddr) {
4762
4763                         l = &t->loc[pos];
4764                         l->count++;
4765                         if (track->when) {
4766                                 l->sum_time += age;
4767                                 if (age < l->min_time)
4768                                         l->min_time = age;
4769                                 if (age > l->max_time)
4770                                         l->max_time = age;
4771
4772                                 if (track->pid < l->min_pid)
4773                                         l->min_pid = track->pid;
4774                                 if (track->pid > l->max_pid)
4775                                         l->max_pid = track->pid;
4776
4777                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4778                                                 to_cpumask(l->cpus));
4779                         }
4780                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4781                         return 1;
4782                 }
4783
4784                 if (track->addr < caddr)
4785                         end = pos;
4786                 else
4787                         start = pos;
4788         }
4789
4790         /*
4791          * Not found. Insert new tracking element.
4792          */
4793         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4794                 return 0;
4795
4796         l = t->loc + pos;
4797         if (pos < t->count)
4798                 memmove(l + 1, l,
4799                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4800         t->count++;
4801         l->count = 1;
4802         l->addr = track->addr;
4803         l->sum_time = age;
4804         l->min_time = age;
4805         l->max_time = age;
4806         l->min_pid = track->pid;
4807         l->max_pid = track->pid;
4808         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4809         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4810         nodes_clear(l->nodes);
4811         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4812         return 1;
4813 }
4814
4815 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4816                 struct page *page, enum track_item alloc)
4817 {
4818         void *addr = page_address(page);
4819         void *p;
4820         unsigned long *map;
4821
4822         map = get_map(s, page);
4823         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4824                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4825                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4826         put_map(map);
4827 }
4828
4829 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4830                           enum track_item alloc)
4831 {
4832         int len = 0;
4833         unsigned long i;
4834         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4835         int node;
4836         struct kmem_cache_node *n;
4837
4838         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4839                              GFP_KERNEL)) {
4840                 return sysfs_emit(buf, "Out of memory\n");
4841         }
4842         /* Push back cpu slabs */
4843         flush_all(s);
4844
4845         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4846                 unsigned long flags;
4847                 struct page *page;
4848
4849                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4850                         continue;
4851
4852                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4853                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4854                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4855                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4856                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4857                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4858         }
4859
4860         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4861                 struct location *l = &t.loc[i];
4862
4863                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "%7ld ", l->count);
4864
4865                 if (l->addr)
4866                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%pS", (void *)l->addr);
4867                 else
4868                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "<not-available>");
4869
4870                 if (l->sum_time != l->min_time)
4871                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld/%ld/%ld",
4872                                              l->min_time,
4873                                              (long)div_u64(l->sum_time,
4874                                                            l->count),
4875                                              l->max_time);
4876                 else
4877                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld", l->min_time);
4878
4879                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4880                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld-%ld",
4881                                              l->min_pid, l->max_pid);
4882                 else
4883                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld",
4884                                              l->min_pid);
4885
4886                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4887                     !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
4888                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " cpus=%*pbl",
4889                                              cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4890
4891                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
4892                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " nodes=%*pbl",
4893                                              nodemask_pr_args(&l->nodes));
4894
4895                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
4896         }
4897
4898         free_loc_track(&t);
4899         if (!t.count)
4900                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "No data\n");
4901
4902         return len;
4903 }
4904 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4905
4906 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4907 static void __init resiliency_test(void)
4908 {
4909         u8 *p;
4910         int type = KMALLOC_NORMAL;
4911
4912         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4913
4914         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4915         pr_err("-----------------------\n");
4916         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4917
4918         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4919         p[16] = 0x12;
4920         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4921                p + 16);
4922
4923         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4924
4925         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4926         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4927         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4928         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4929                p);
4930         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4931
4932         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4933         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4934         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4935         *p = 0x56;
4936         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4937                p);
4938         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4939         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4940
4941         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4942         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4943         kfree(p);
4944         *p = 0x78;
4945         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4946         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4947
4948         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4949         kfree(p);
4950         p[50] = 0x9a;
4951         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4952         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4953
4954         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4955         kfree(p);
4956         p[512] = 0xab;
4957         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4958         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4959 }
4960 #else
4961 #ifdef CONFIG_SYSFS
4962 static void resiliency_test(void) {};
4963 #endif
4964 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4965
4966 #ifdef CONFIG_SYSFS
4967 enum slab_stat_type {
4968         SL_ALL,                 /* All slabs */
4969         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4970         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4971         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4972         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4973 };
4974
4975 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4976 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4977 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4978 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4979 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4980
4981 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4982                                  char *buf, unsigned long flags)
4983 {
4984         unsigned long total = 0;
4985         int node;
4986         int x;
4987         unsigned long *nodes;
4988         int len = 0;
4989
4990         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4991         if (!nodes)
4992                 return -ENOMEM;
4993
4994         if (flags & SO_CPU) {
4995                 int cpu;
4996
4997                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4998                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4999                                                                cpu);
5000                         int node;
5001                         struct page *page;
5002
5003                         page = READ_ONCE(c->page);
5004                         if (!page)
5005                                 continue;
5006
5007                         node = page_to_nid(page);
5008                         if (flags & SO_TOTAL)
5009                                 x = page->objects;
5010                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5011                                 x = page->inuse;
5012                         else
5013                                 x = 1;
5014
5015                         total += x;
5016                         nodes[node] += x;
5017
5018                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
5019                         if (page) {
5020                                 node = page_to_nid(page);
5021                                 if (flags & SO_TOTAL)
5022                                         WARN_ON_ONCE(1);
5023                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5024                                         WARN_ON_ONCE(1);
5025                                 else
5026                                         x = page->pages;
5027                                 total += x;
5028                                 nodes[node] += x;
5029                         }
5030                 }
5031         }
5032
5033         /*
5034          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5035          * already held which will conflict with an existing lock order:
5036          *
5037          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5038          *
5039          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5040          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5041          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5042          */
5043
5044 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5045         if (flags & SO_ALL) {
5046                 struct kmem_cache_node *n;
5047
5048                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5049
5050                         if (flags & SO_TOTAL)
5051                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5052                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5053                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5054                                         count_partial(n, count_free);
5055                         else
5056                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5057                         total += x;
5058                         nodes[node] += x;
5059                 }
5060
5061         } else
5062 #endif
5063         if (flags & SO_PARTIAL) {
5064                 struct kmem_cache_node *n;
5065
5066                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5067                         if (flags & SO_TOTAL)
5068                                 x = count_partial(n, count_total);
5069                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5070                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5071                         else
5072                                 x = n->nr_partial;
5073                         total += x;
5074                         nodes[node] += x;
5075                 }
5076         }
5077
5078         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5079 #ifdef CONFIG_NUMA
5080         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5081                 if (nodes[node])
5082                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5083                                              node, nodes[node]);
5084         }
5085 #endif
5086         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5087         kfree(nodes);
5088
5089         return len;
5090 }
5091
5092 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5093 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5094
5095 struct slab_attribute {
5096         struct attribute attr;
5097         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5098         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5099 };
5100
5101 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5102         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5103         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5104
5105 #define SLAB_ATTR(_name) \
5106         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5107         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5108
5109 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5110 {
5111         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5112 }
5113 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5114
5115 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5116 {
5117         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5118 }
5119 SLAB_ATTR_RO(align);
5120
5121 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5122 {
5123         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5124 }
5125 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5126
5127 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5128 {
5129         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5130 }
5131 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5132
5133 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5134 {
5135         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5136 }
5137 SLAB_ATTR_RO(order);
5138
5139 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5140 {
5141         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5142 }
5143
5144 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5145                                  size_t length)
5146 {
5147         unsigned long min;
5148         int err;
5149
5150         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5151         if (err)
5152                 return err;
5153
5154         set_min_partial(s, min);
5155         return length;
5156 }
5157 SLAB_ATTR(min_partial);
5158
5159 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5160 {
5161         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5162 }
5163
5164 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5165                                  size_t length)
5166 {
5167         unsigned int objects;
5168         int err;
5169
5170         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5171         if (err)
5172                 return err;
5173         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5174                 return -EINVAL;
5175
5176         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5177         flush_all(s);
5178         return length;
5179 }
5180 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5181
5182 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5183 {
5184         if (!s->ctor)
5185                 return 0;
5186         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5187 }
5188 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5189
5190 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5191 {
5192         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5193 }
5194 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5195
5196 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5197 {
5198         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5199 }
5200 SLAB_ATTR_RO(partial);
5201
5202 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5203 {
5204         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5205 }
5206 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5207
5208 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5209 {
5210         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5211 }
5212 SLAB_ATTR_RO(objects);
5213
5214 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5215 {
5216         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5217 }
5218 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5219
5220 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5221 {
5222         int objects = 0;
5223         int pages = 0;
5224         int cpu;
5225         int len = 0;
5226
5227         for_each_online_cpu(cpu) {
5228                 struct page *page;
5229
5230                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5231
5232                 if (page) {
5233                         pages += page->pages;
5234                         objects += page->pobjects;
5235                 }
5236         }
5237
5238         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5239
5240 #ifdef CONFIG_SMP
5241         for_each_online_cpu(cpu) {
5242                 struct page *page;
5243
5244                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5245                 if (page)
5246                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5247                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5248         }
5249 #endif
5250         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5251
5252         return len;
5253 }
5254 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5255
5256 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5257 {
5258         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5259 }
5260 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5261
5262 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5263 {
5264         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5265 }
5266 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5267
5268 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5269 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5270 {
5271         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5272 }
5273 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5274 #endif
5275
5276 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5277 {
5278         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5279 }
5280 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5281
5282 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5283 {
5284         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5285 }
5286 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5287
5288 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5289 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5290 {
5291         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5292 }
5293 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5294
5295 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5296 {
5297         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5298 }
5299 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5300
5301 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5302 {
5303         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5304 }
5305 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5306
5307 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5308 {
5309         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5310 }
5311 SLAB_ATTR_RO(trace);
5312
5313 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5314 {
5315         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5316 }
5317
5318 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5319
5320 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5321 {
5322         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5323 }
5324
5325 SLAB_ATTR_RO(poison);
5326
5327 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5328 {
5329         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5330 }
5331
5332 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5333
5334 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5335 {
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5340                         const char *buf, size_t length)
5341 {
5342         int ret = -EINVAL;
5343
5344         if (buf[0] == '1') {
5345                 ret = validate_slab_cache(s);
5346                 if (ret >= 0)
5347                         ret = length;
5348         }
5349         return ret;
5350 }
5351 SLAB_ATTR(validate);
5352
5353 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5354 {
5355         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5356                 return -ENOSYS;
5357         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5358 }
5359 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5360
5361 static ssize_t free_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_FREE);
5366 }
5367 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5368 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5369
5370 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5371 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5372 {
5373         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5374 }
5375 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5376 #endif
5377
5378 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5379 {
5380         return 0;
5381 }
5382
5383 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5384                         const char *buf, size_t length)
5385 {
5386         if (buf[0] == '1')
5387                 kmem_cache_shrink(s);
5388         else
5389                 return -EINVAL;
5390         return length;
5391 }
5392 SLAB_ATTR(shrink);
5393
5394 #ifdef CONFIG_NUMA
5395 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5396 {
5397         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5398 }
5399
5400 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5401                                 const char *buf, size_t length)
5402 {
5403         unsigned int ratio;
5404         int err;
5405
5406         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5407         if (err)
5408                 return err;
5409         if (ratio > 100)
5410                 return -ERANGE;
5411
5412         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5413
5414         return length;
5415 }
5416 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5417 #endif
5418
5419 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5420 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5421 {
5422         unsigned long sum  = 0;
5423         int cpu;
5424         int len = 0;
5425         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5426
5427         if (!data)
5428                 return -ENOMEM;
5429
5430         for_each_online_cpu(cpu) {
5431                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5432
5433                 data[cpu] = x;
5434                 sum += x;
5435         }
5436
5437         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5438
5439 #ifdef CONFIG_SMP
5440         for_each_online_cpu(cpu) {
5441                 if (data[cpu])
5442                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5443                                              cpu, data[cpu]);
5444         }
5445 #endif
5446         kfree(data);
5447         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5448
5449         return len;
5450 }
5451
5452 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5453 {
5454         int cpu;
5455
5456         for_each_online_cpu(cpu)
5457                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5458 }
5459
5460 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5461 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5462 {                                                               \
5463         return show_stat(s, buf, si);                           \
5464 }                                                               \
5465 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5466                                 const char *buf, size_t length) \
5467 {                                                               \
5468         if (buf[0] != '0')                                      \
5469                 return -EINVAL;                                 \
5470         clear_stat(s, si);                                      \
5471         return length;                                          \
5472 }                                                               \
5473 SLAB_ATTR(text);                                                \
5474
5475 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5476 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5477 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5478 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5479 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5480 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5481 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5482 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5483 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5484 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5485 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5486 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5487 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5488 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5489 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5490 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5491 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5492 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5493 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5494 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5495 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5496 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5497 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5498 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5499 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5500 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5501 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5502
5503 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5504         &slab_size_attr.attr,
5505         &object_size_attr.attr,
5506         &objs_per_slab_attr.attr,
5507         &order_attr.attr,
5508         &min_partial_attr.attr,
5509         &cpu_partial_attr.attr,
5510         &objects_attr.attr,
5511         &objects_partial_attr.attr,
5512         &partial_attr.attr,
5513         &cpu_slabs_attr.attr,
5514         &ctor_attr.attr,
5515         &aliases_attr.attr,
5516         &align_attr.attr,
5517         &hwcache_align_attr.attr,
5518         &reclaim_account_attr.attr,
5519         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5520         &shrink_attr.attr,
5521         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5522 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5523         &total_objects_attr.attr,
5524         &slabs_attr.attr,
5525         &sanity_checks_attr.attr,
5526         &trace_attr.attr,
5527         &red_zone_attr.attr,
5528         &poison_attr.attr,
5529         &store_user_attr.attr,
5530         &validate_attr.attr,
5531         &alloc_calls_attr.attr,
5532         &free_calls_attr.attr,
5533 #endif
5534 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5535         &cache_dma_attr.attr,
5536 #endif
5537 #ifdef CONFIG_NUMA
5538         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5539 #endif
5540 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5541         &alloc_fastpath_attr.attr,
5542         &alloc_slowpath_attr.attr,
5543         &free_fastpath_attr.attr,
5544         &free_slowpath_attr.attr,
5545         &free_frozen_attr.attr,
5546         &free_add_partial_attr.attr,
5547         &free_remove_partial_attr.attr,
5548         &alloc_from_partial_attr.attr,
5549         &alloc_slab_attr.attr,
5550         &alloc_refill_attr.attr,
5551         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5552         &free_slab_attr.attr,
5553         &cpuslab_flush_attr.attr,
5554         &deactivate_full_attr.attr,
5555         &deactivate_empty_attr.attr,
5556         &deactivate_to_head_attr.attr,
5557         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5558         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5559         &deactivate_bypass_attr.attr,
5560         &order_fallback_attr.attr,
5561         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5562         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5563         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5564         &cpu_partial_free_attr.attr,
5565         &cpu_partial_node_attr.attr,
5566         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5567 #endif
5568 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5569         &failslab_attr.attr,
5570 #endif
5571         &usersize_attr.attr,
5572
5573         NULL
5574 };
5575
5576 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5577         .attrs = slab_attrs,
5578 };
5579
5580 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5581                                 struct attribute *attr,
5582                                 char *buf)
5583 {
5584         struct slab_attribute *attribute;
5585         struct kmem_cache *s;
5586         int err;
5587
5588         attribute = to_slab_attr(attr);
5589         s = to_slab(kobj);
5590
5591         if (!attribute->show)
5592                 return -EIO;
5593
5594         err = attribute->show(s, buf);
5595
5596         return err;
5597 }
5598
5599 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5600                                 struct attribute *attr,
5601                                 const char *buf, size_t len)
5602 {
5603         struct slab_attribute *attribute;
5604         struct kmem_cache *s;
5605         int err;
5606
5607         attribute = to_slab_attr(attr);
5608         s = to_slab(kobj);
5609
5610         if (!attribute->store)
5611                 return -EIO;
5612
5613         err = attribute->store(s, buf, len);
5614         return err;
5615 }
5616
5617 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5618 {
5619         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5620 }
5621
5622 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5623         .show = slab_attr_show,
5624         .store = slab_attr_store,
5625 };
5626
5627 static struct kobj_type slab_ktype = {
5628         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5629         .release = kmem_cache_release,
5630 };
5631
5632 static struct kset *slab_kset;
5633
5634 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5635 {
5636         return slab_kset;
5637 }
5638
5639 #define ID_STR_LENGTH 64
5640
5641 /* Create a unique string id for a slab cache:
5642  *
5643  * Format       :[flags-]size
5644  */
5645 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5646 {
5647         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5648         char *p = name;
5649
5650         BUG_ON(!name);
5651
5652         *p++ = ':';
5653         /*
5654          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5655          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5656          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5657          * are matched during merging to guarantee that the id is
5658          * unique.
5659          */
5660         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5661                 *p++ = 'd';
5662         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5663                 *p++ = 'D';
5664         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5665                 *p++ = 'a';
5666         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5667                 *p++ = 'F';
5668         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5669                 *p++ = 'A';
5670         if (p != name + 1)
5671                 *p++ = '-';
5672         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5673
5674         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5675         return name;
5676 }
5677
5678 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5679 {
5680         int err;
5681         const char *name;
5682         struct kset *kset = cache_kset(s);
5683         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5684
5685         if (!kset) {
5686                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5687                 return 0;
5688         }
5689
5690         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5691                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5692                 unmergeable = 1;
5693
5694         if (unmergeable) {
5695                 /*
5696                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5697                  * This is typically the case for debug situations. In that
5698                  * case we can catch duplicate names easily.
5699                  */
5700                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5701                 name = s->name;
5702         } else {
5703                 /*
5704                  * Create a unique name for the slab as a target
5705                  * for the symlinks.
5706                  */
5707                 name = create_unique_id(s);
5708         }
5709
5710         s->kobj.kset = kset;
5711         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5712         if (err)
5713                 goto out;
5714
5715         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5716         if (err)
5717                 goto out_del_kobj;
5718
5719         if (!unmergeable) {
5720                 /* Setup first alias */
5721                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5722         }
5723 out:
5724         if (!unmergeable)
5725                 kfree(name);
5726         return err;
5727 out_del_kobj:
5728         kobject_del(&s->kobj);
5729         goto out;
5730 }
5731
5732 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5733 {
5734         if (slab_state >= FULL)
5735                 kobject_del(&s->kobj);
5736 }
5737
5738 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5739 {
5740         if (slab_state >= FULL)
5741                 kobject_put(&s->kobj);
5742 }
5743
5744 /*
5745  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5746  * available lest we lose that information.
5747  */
5748 struct saved_alias {
5749         struct kmem_cache *s;
5750         const char *name;
5751         struct saved_alias *next;
5752 };
5753
5754 static struct saved_alias *alias_list;
5755
5756 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5757 {
5758         struct saved_alias *al;
5759
5760         if (slab_state == FULL) {
5761                 /*
5762                  * If we have a leftover link then remove it.
5763                  */
5764                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5765                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5766         }
5767
5768         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5769         if (!al)
5770                 return -ENOMEM;
5771
5772         al->s = s;
5773         al->name = name;
5774         al->next = alias_list;
5775         alias_list = al;
5776         return 0;
5777 }
5778
5779 static int __init slab_sysfs_init(void)
5780 {
5781         struct kmem_cache *s;
5782         int err;
5783
5784         mutex_lock(&slab_mutex);
5785
5786         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5787         if (!slab_kset) {
5788                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5789                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5790                 return -ENOSYS;
5791         }
5792
5793         slab_state = FULL;
5794
5795         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5796                 err = sysfs_slab_add(s);
5797                 if (err)
5798                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5799                                s->name);
5800         }
5801
5802         while (alias_list) {
5803                 struct saved_alias *al = alias_list;
5804
5805                 alias_list = alias_list->next;
5806                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5807                 if (err)
5808                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5809                                al->name);
5810                 kfree(al);
5811         }
5812
5813         mutex_unlock(&slab_mutex);
5814         resiliency_test();
5815         return 0;
5816 }
5817
5818 __initcall(slab_sysfs_init);
5819 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5820
5821 /*
5822  * The /proc/slabinfo ABI
5823  */
5824 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5825 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5826 {
5827         unsigned long nr_slabs = 0;
5828         unsigned long nr_objs = 0;
5829         unsigned long nr_free = 0;
5830         int node;
5831         struct kmem_cache_node *n;
5832
5833         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5834                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5835                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5836                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5837         }
5838
5839         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5840         sinfo->num_objs = nr_objs;
5841         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5842         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5843         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5844         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5845 }
5846
5847 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5848 {
5849 }
5850
5851 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5852                        size_t count, loff_t *ppos)
5853 {
5854         return -EIO;
5855 }
5856 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */