GNU Linux-libre 4.9.304-gnu1
[releases.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.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
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           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  * PageError            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 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
195 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
196
197 /*
198  * Tracking user of a slab.
199  */
200 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
201 struct track {
202         unsigned long addr;     /* Called from address */
203 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
204         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
205 #endif
206         int cpu;                /* Was running on cpu */
207         int pid;                /* Pid context */
208         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
209 };
210
211 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
212
213 #ifdef CONFIG_SYSFS
214 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
215 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
216 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         /*
228          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
229          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
230          */
231         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
240 {
241         return *(void **)(object + s->offset);
242 }
243
244 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
245 {
246         prefetch(object + s->offset);
247 }
248
249 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
250 {
251         void *p;
252
253         if (!debug_pagealloc_enabled())
254                 return get_freepointer(s, object);
255
256         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
257         return p;
258 }
259
260 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
261 {
262         *(void **)(object + s->offset) = fp;
263 }
264
265 /* Loop over all objects in a slab */
266 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
267         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
268                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
269                 __p += (__s)->size)
270
271 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
272         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
273                 __idx <= __objects; \
274                 __p += (__s)->size, __idx++)
275
276 /* Determine object index from a given position */
277 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
278 {
279         return (p - addr) / s->size;
280 }
281
282 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
283 {
284         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
285 }
286
287 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
288                 unsigned long size, int reserved)
289 {
290         struct kmem_cache_order_objects x = {
291                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
292         };
293
294         return x;
295 }
296
297 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
298 {
299         return x.x >> OO_SHIFT;
300 }
301
302 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
303 {
304         return x.x & OO_MASK;
305 }
306
307 /*
308  * Per slab locking using the pagelock
309  */
310 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
311 {
312         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
313         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
314 }
315
316 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
317 {
318         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
319         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
320 }
321
322 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
323 {
324         struct page tmp;
325         tmp.counters = counters_new;
326         /*
327          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
328          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
329          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
330          * be careful and only assign to the fields we need.
331          */
332         page->frozen  = tmp.frozen;
333         page->inuse   = tmp.inuse;
334         page->objects = tmp.objects;
335 }
336
337 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
338 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
339                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
340                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
341                 const char *n)
342 {
343         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
344 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
345     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
346         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
347                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
348                                    freelist_old, counters_old,
349                                    freelist_new, counters_new))
350                         return true;
351         } else
352 #endif
353         {
354                 slab_lock(page);
355                 if (page->freelist == freelist_old &&
356                                         page->counters == counters_old) {
357                         page->freelist = freelist_new;
358                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
359                         slab_unlock(page);
360                         return true;
361                 }
362                 slab_unlock(page);
363         }
364
365         cpu_relax();
366         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
367
368 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
369         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
370 #endif
371
372         return false;
373 }
374
375 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
381     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
382         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
383                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
384                                    freelist_old, counters_old,
385                                    freelist_new, counters_new))
386                         return true;
387         } else
388 #endif
389         {
390                 unsigned long flags;
391
392                 local_irq_save(flags);
393                 slab_lock(page);
394                 if (page->freelist == freelist_old &&
395                                         page->counters == counters_old) {
396                         page->freelist = freelist_new;
397                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
398                         slab_unlock(page);
399                         local_irq_restore(flags);
400                         return true;
401                 }
402                 slab_unlock(page);
403                 local_irq_restore(flags);
404         }
405
406         cpu_relax();
407         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
408
409 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
410         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
411 #endif
412
413         return false;
414 }
415
416 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
417 /*
418  * Determine a map of object in use on a page.
419  *
420  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
421  * not vanish from under us.
422  */
423 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
424 {
425         void *p;
426         void *addr = page_address(page);
427
428         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
429                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
430 }
431
432 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
433 {
434         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
435                 return s->size - s->red_left_pad;
436
437         return s->size;
438 }
439
440 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
441 {
442         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
443                 p -= s->red_left_pad;
444
445         return p;
446 }
447
448 /*
449  * Debug settings:
450  */
451 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
452 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
453 #else
454 static int slub_debug;
455 #endif
456
457 static char *slub_debug_slabs;
458 static int disable_higher_order_debug;
459
460 /*
461  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
462  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
463  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
464  * to tell kasan that these accesses are OK.
465  */
466 static inline void metadata_access_enable(void)
467 {
468         kasan_disable_current();
469 }
470
471 static inline void metadata_access_disable(void)
472 {
473         kasan_enable_current();
474 }
475
476 /*
477  * Object debugging
478  */
479
480 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
481 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
482                                 struct page *page, void *object)
483 {
484         void *base;
485
486         if (!object)
487                 return 1;
488
489         base = page_address(page);
490         object = restore_red_left(s, object);
491         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
492                 (object - base) % s->size) {
493                 return 0;
494         }
495
496         return 1;
497 }
498
499 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
500                           unsigned int length)
501 {
502         metadata_access_enable();
503         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
504                         length, 1);
505         metadata_access_disable();
506 }
507
508 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
509         enum track_item alloc)
510 {
511         struct track *p;
512
513         if (s->offset)
514                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
515         else
516                 p = object + s->inuse;
517
518         return p + alloc;
519 }
520
521 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
522                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
523 {
524         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
525
526         if (addr) {
527 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
528                 struct stack_trace trace;
529                 int i;
530
531                 trace.nr_entries = 0;
532                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
533                 trace.entries = p->addrs;
534                 trace.skip = 3;
535                 metadata_access_enable();
536                 save_stack_trace(&trace);
537                 metadata_access_disable();
538
539                 /* See rant in lockdep.c */
540                 if (trace.nr_entries != 0 &&
541                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
542                         trace.nr_entries--;
543
544                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
545                         p->addrs[i] = 0;
546 #endif
547                 p->addr = addr;
548                 p->cpu = smp_processor_id();
549                 p->pid = current->pid;
550                 p->when = jiffies;
551         } else
552                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
553 }
554
555 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
556 {
557         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
558                 return;
559
560         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
561         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
562 }
563
564 static void print_track(const char *s, struct track *t)
565 {
566         if (!t->addr)
567                 return;
568
569         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
570                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
571 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
572         {
573                 int i;
574                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
575                         if (t->addrs[i])
576                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
577                         else
578                                 break;
579         }
580 #endif
581 }
582
583 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
584 {
585         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
586                 return;
587
588         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
589         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
590 }
591
592 static void print_page_info(struct page *page)
593 {
594         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
595                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
596
597 }
598
599 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
600 {
601         struct va_format vaf;
602         va_list args;
603
604         va_start(args, fmt);
605         vaf.fmt = fmt;
606         vaf.va = &args;
607         pr_err("=============================================================================\n");
608         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
609         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
610
611         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
612         va_end(args);
613 }
614
615 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
616 {
617         struct va_format vaf;
618         va_list args;
619
620         va_start(args, fmt);
621         vaf.fmt = fmt;
622         vaf.va = &args;
623         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
624         va_end(args);
625 }
626
627 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
628                                void **freelist, void *nextfree)
629 {
630         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
631             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
632                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
633                 *freelist = NULL;
634                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
635                 return true;
636         }
637
638         return false;
639 }
640
641 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
642 {
643         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
644         u8 *addr = page_address(page);
645
646         print_tracking(s, p);
647
648         print_page_info(page);
649
650         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
651                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
652
653         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
654                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
655                               s->red_left_pad);
656         else if (p > addr + 16)
657                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
658
659         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
660                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
661         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
662                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
663                         s->inuse - s->object_size);
664
665         if (s->offset)
666                 off = s->offset + sizeof(void *);
667         else
668                 off = s->inuse;
669
670         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
671                 off += 2 * sizeof(struct track);
672
673         off += kasan_metadata_size(s);
674
675         if (off != size_from_object(s))
676                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
677                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
678                               size_from_object(s) - off);
679
680         dump_stack();
681 }
682
683 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
684                         u8 *object, char *reason)
685 {
686         slab_bug(s, "%s", reason);
687         print_trailer(s, page, object);
688 }
689
690 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
691                         const char *fmt, ...)
692 {
693         va_list args;
694         char buf[100];
695
696         va_start(args, fmt);
697         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
698         va_end(args);
699         slab_bug(s, "%s", buf);
700         print_page_info(page);
701         dump_stack();
702 }
703
704 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
705 {
706         u8 *p = object;
707
708         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
709                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
710
711         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
712                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
713                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
714         }
715
716         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
717                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
718 }
719
720 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
721                                                 void *from, void *to)
722 {
723         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
724         memset(from, data, to - from);
725 }
726
727 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
728                         u8 *object, char *what,
729                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
730 {
731         u8 *fault;
732         u8 *end;
733
734         metadata_access_enable();
735         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
736         metadata_access_disable();
737         if (!fault)
738                 return 1;
739
740         end = start + bytes;
741         while (end > fault && end[-1] == value)
742                 end--;
743
744         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
745         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
746                                         fault, end - 1, fault[0], value);
747         print_trailer(s, page, object);
748
749         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
750         return 0;
751 }
752
753 /*
754  * Object layout:
755  *
756  * object address
757  *      Bytes of the object to be managed.
758  *      If the freepointer may overlay the object then the free
759  *      pointer is the first word of the object.
760  *
761  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
762  *      0xa5 (POISON_END)
763  *
764  * object + s->object_size
765  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
766  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
767  *      object_size == inuse.
768  *
769  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
770  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
771  *
772  * object + s->inuse
773  *      Meta data starts here.
774  *
775  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
776  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
777  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
778  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
779  *              before the word boundary.
780  *
781  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
782  *
783  * object + s->size
784  *      Nothing is used beyond s->size.
785  *
786  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
787  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
788  * may be used with merged slabcaches.
789  */
790
791 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
792 {
793         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
794
795         if (s->offset)
796                 /* Freepointer is placed after the object. */
797                 off += sizeof(void *);
798
799         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
800                 /* We also have user information there */
801                 off += 2 * sizeof(struct track);
802
803         off += kasan_metadata_size(s);
804
805         if (size_from_object(s) == off)
806                 return 1;
807
808         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
809                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
810 }
811
812 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
813 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
814 {
815         u8 *start;
816         u8 *fault;
817         u8 *end;
818         int length;
819         int remainder;
820
821         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
822                 return 1;
823
824         start = page_address(page);
825         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
826         end = start + length;
827         remainder = length % s->size;
828         if (!remainder)
829                 return 1;
830
831         metadata_access_enable();
832         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
833         metadata_access_disable();
834         if (!fault)
835                 return 1;
836         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
837                 end--;
838
839         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
840         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
841
842         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
843         return 0;
844 }
845
846 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
847                                         void *object, u8 val)
848 {
849         u8 *p = object;
850         u8 *endobject = object + s->object_size;
851
852         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
853                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
854                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
855                         return 0;
856
857                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
858                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
859                         return 0;
860         } else {
861                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
862                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
863                                 endobject, POISON_INUSE,
864                                 s->inuse - s->object_size);
865                 }
866         }
867
868         if (s->flags & SLAB_POISON) {
869                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
870                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
871                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
872                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
873                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
874                         return 0;
875                 /*
876                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
877                  */
878                 check_pad_bytes(s, page, p);
879         }
880
881         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
882                 /*
883                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
884                  * freepointer while object is allocated.
885                  */
886                 return 1;
887
888         /* Check free pointer validity */
889         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
890                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
891                 /*
892                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
893                  * of the free objects in this slab. May cause
894                  * another error because the object count is now wrong.
895                  */
896                 set_freepointer(s, p, NULL);
897                 return 0;
898         }
899         return 1;
900 }
901
902 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
903 {
904         int maxobj;
905
906         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
907
908         if (!PageSlab(page)) {
909                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
910                 return 0;
911         }
912
913         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
914         if (page->objects > maxobj) {
915                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
916                         page->objects, maxobj);
917                 return 0;
918         }
919         if (page->inuse > page->objects) {
920                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
921                         page->inuse, page->objects);
922                 return 0;
923         }
924         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
925         slab_pad_check(s, page);
926         return 1;
927 }
928
929 /*
930  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
931  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
932  */
933 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
934 {
935         int nr = 0;
936         void *fp;
937         void *object = NULL;
938         int max_objects;
939
940         fp = page->freelist;
941         while (fp && nr <= page->objects) {
942                 if (fp == search)
943                         return 1;
944                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
945                         if (object) {
946                                 object_err(s, page, object,
947                                         "Freechain corrupt");
948                                 set_freepointer(s, object, NULL);
949                         } else {
950                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
951                                 page->freelist = NULL;
952                                 page->inuse = page->objects;
953                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
954                                 return 0;
955                         }
956                         break;
957                 }
958                 object = fp;
959                 fp = get_freepointer(s, object);
960                 nr++;
961         }
962
963         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
964         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
965                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
966
967         if (page->objects != max_objects) {
968                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
969                          page->objects, max_objects);
970                 page->objects = max_objects;
971                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
972         }
973         if (page->inuse != page->objects - nr) {
974                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
975                          page->inuse, page->objects - nr);
976                 page->inuse = page->objects - nr;
977                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
978         }
979         return search == NULL;
980 }
981
982 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
983                                                                 int alloc)
984 {
985         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
986                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
987                         s->name,
988                         alloc ? "alloc" : "free",
989                         object, page->inuse,
990                         page->freelist);
991
992                 if (!alloc)
993                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
994                                         s->object_size);
995
996                 dump_stack();
997         }
998 }
999
1000 /*
1001  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1002  */
1003 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1004         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1005 {
1006         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1007                 return;
1008
1009         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1010         list_add(&page->lru, &n->full);
1011 }
1012
1013 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1014 {
1015         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1016                 return;
1017
1018         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1019         list_del(&page->lru);
1020 }
1021
1022 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1023 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1024 {
1025         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1026
1027         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1028 }
1029
1030 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1031 {
1032         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1033 }
1034
1035 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1036 {
1037         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1038
1039         /*
1040          * May be called early in order to allocate a slab for the
1041          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1042          * dilemma by deferring the increment of the count during
1043          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1044          */
1045         if (likely(n)) {
1046                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1047                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1048         }
1049 }
1050 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1051 {
1052         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1053
1054         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1055         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1056 }
1057
1058 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1059 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1060                                                                 void *object)
1061 {
1062         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1063                 return;
1064
1065         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1066         init_tracking(s, object);
1067 }
1068
1069 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1070                                         struct page *page,
1071                                         void *object, unsigned long addr)
1072 {
1073         if (!check_slab(s, page))
1074                 return 0;
1075
1076         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1077                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1078                 return 0;
1079         }
1080
1081         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1082                 return 0;
1083
1084         return 1;
1085 }
1086
1087 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1088                                         struct page *page,
1089                                         void *object, unsigned long addr)
1090 {
1091         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1092                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1093                         goto bad;
1094         }
1095
1096         /* Success perform special debug activities for allocs */
1097         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1098                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1099         trace(s, page, object, 1);
1100         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1101         return 1;
1102
1103 bad:
1104         if (PageSlab(page)) {
1105                 /*
1106                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1107                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1108                  * as used avoids touching the remaining objects.
1109                  */
1110                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1111                 page->inuse = page->objects;
1112                 page->freelist = NULL;
1113         }
1114         return 0;
1115 }
1116
1117 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1118                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1119 {
1120         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1121                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1122                 return 0;
1123         }
1124
1125         if (on_freelist(s, page, object)) {
1126                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1127                 return 0;
1128         }
1129
1130         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1131                 return 0;
1132
1133         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1134                 if (!PageSlab(page)) {
1135                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1136                                  object);
1137                 } else if (!page->slab_cache) {
1138                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1139                                object);
1140                         dump_stack();
1141                 } else
1142                         object_err(s, page, object,
1143                                         "page slab pointer corrupt.");
1144                 return 0;
1145         }
1146         return 1;
1147 }
1148
1149 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1150 static noinline int free_debug_processing(
1151         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1152         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1153         unsigned long addr)
1154 {
1155         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1156         void *object = head;
1157         int cnt = 0;
1158         unsigned long uninitialized_var(flags);
1159         int ret = 0;
1160
1161         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1162         slab_lock(page);
1163
1164         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1165                 if (!check_slab(s, page))
1166                         goto out;
1167         }
1168
1169 next_object:
1170         cnt++;
1171
1172         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1173                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1174                         goto out;
1175         }
1176
1177         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1178                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1179         trace(s, page, object, 0);
1180         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1181         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1182
1183         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1184         if (object != tail) {
1185                 object = get_freepointer(s, object);
1186                 goto next_object;
1187         }
1188         ret = 1;
1189
1190 out:
1191         if (cnt != bulk_cnt)
1192                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1193                          bulk_cnt, cnt);
1194
1195         slab_unlock(page);
1196         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1197         if (!ret)
1198                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1203 {
1204         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1205         if (*str++ != '=' || !*str)
1206                 /*
1207                  * No options specified. Switch on full debugging.
1208                  */
1209                 goto out;
1210
1211         if (*str == ',')
1212                 /*
1213                  * No options but restriction on slabs. This means full
1214                  * debugging for slabs matching a pattern.
1215                  */
1216                 goto check_slabs;
1217
1218         slub_debug = 0;
1219         if (*str == '-')
1220                 /*
1221                  * Switch off all debugging measures.
1222                  */
1223                 goto out;
1224
1225         /*
1226          * Determine which debug features should be switched on
1227          */
1228         for (; *str && *str != ','; str++) {
1229                 switch (tolower(*str)) {
1230                 case 'f':
1231                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1232                         break;
1233                 case 'z':
1234                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1235                         break;
1236                 case 'p':
1237                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1238                         break;
1239                 case 'u':
1240                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1241                         break;
1242                 case 't':
1243                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1244                         break;
1245                 case 'a':
1246                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1247                         break;
1248                 case 'o':
1249                         /*
1250                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1251                          * order would increase as a result.
1252                          */
1253                         disable_higher_order_debug = 1;
1254                         break;
1255                 default:
1256                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1257                                *str);
1258                 }
1259         }
1260
1261 check_slabs:
1262         if (*str == ',')
1263                 slub_debug_slabs = str + 1;
1264 out:
1265         return 1;
1266 }
1267
1268 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1269
1270 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1271         unsigned long flags, const char *name,
1272         void (*ctor)(void *))
1273 {
1274         /*
1275          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1276          */
1277         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1278                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1279                 flags |= slub_debug;
1280
1281         return flags;
1282 }
1283 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1284 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1285                         struct page *page, void *object) {}
1286
1287 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1288         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1289
1290 static inline int free_debug_processing(
1291         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1292         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1293         unsigned long addr) { return 0; }
1294
1295 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1296                         { return 1; }
1297 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1298                         void *object, u8 val) { return 1; }
1299 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1300                                         struct page *page) {}
1301 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1302                                         struct page *page) {}
1303 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1304         unsigned long flags, const char *name,
1305         void (*ctor)(void *))
1306 {
1307         return flags;
1308 }
1309 #define slub_debug 0
1310
1311 #define disable_higher_order_debug 0
1312
1313 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1314                                                         { return 0; }
1315 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1316                                                         { return 0; }
1317 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1318                                                         int objects) {}
1319 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1320                                                         int objects) {}
1321
1322 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1323                                void **freelist, void *nextfree)
1324 {
1325         return false;
1326 }
1327 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1328
1329 /*
1330  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1331  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1332  */
1333 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1334 {
1335         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1336         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1337 }
1338
1339 static inline void kfree_hook(const void *x)
1340 {
1341         kmemleak_free(x);
1342         kasan_kfree_large(x);
1343 }
1344
1345 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1346 {
1347         void *freeptr;
1348
1349         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1350
1351         /*
1352          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1353          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1354          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1355          */
1356 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1357         {
1358                 unsigned long flags;
1359
1360                 local_irq_save(flags);
1361                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1362                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1363                 local_irq_restore(flags);
1364         }
1365 #endif
1366         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1367                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1368
1369         freeptr = get_freepointer(s, x);
1370         /*
1371          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1372          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1373          */
1374         kasan_slab_free(s, x);
1375         return freeptr;
1376 }
1377
1378 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1379                                            void *head, void *tail)
1380 {
1381 /*
1382  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1383  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1384  */
1385 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1386         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1387         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1388         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1389         defined(CONFIG_KASAN)
1390
1391         void *object = head;
1392         void *tail_obj = tail ? : head;
1393         void *freeptr;
1394
1395         do {
1396                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1397         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1398 #endif
1399 }
1400
1401 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1402                                 void *object)
1403 {
1404         setup_object_debug(s, page, object);
1405         kasan_init_slab_obj(s, object);
1406         if (unlikely(s->ctor)) {
1407                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1408                 s->ctor(object);
1409                 kasan_poison_object_data(s, object);
1410         }
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Slab allocation and freeing
1415  */
1416 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1417                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1418 {
1419         struct page *page;
1420         int order = oo_order(oo);
1421
1422         flags |= __GFP_NOTRACK;
1423
1424         if (node == NUMA_NO_NODE)
1425                 page = alloc_pages(flags, order);
1426         else
1427                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1428
1429         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1430                 __free_pages(page, order);
1431                 page = NULL;
1432         }
1433
1434         return page;
1435 }
1436
1437 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1438 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1439 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1440 {
1441         int err;
1442         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1443
1444         /* Bailout if already initialised */
1445         if (s->random_seq)
1446                 return 0;
1447
1448         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1449         if (err) {
1450                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1451                         s->name);
1452                 return err;
1453         }
1454
1455         /* Transform to an offset on the set of pages */
1456         if (s->random_seq) {
1457                 for (i = 0; i < count; i++)
1458                         s->random_seq[i] *= s->size;
1459         }
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1464 static void __init init_freelist_randomization(void)
1465 {
1466         struct kmem_cache *s;
1467
1468         mutex_lock(&slab_mutex);
1469
1470         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1471                 init_cache_random_seq(s);
1472
1473         mutex_unlock(&slab_mutex);
1474 }
1475
1476 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1477 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1478                                 unsigned long *pos, void *start,
1479                                 unsigned long page_limit,
1480                                 unsigned long freelist_count)
1481 {
1482         unsigned int idx;
1483
1484         /*
1485          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1486          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1487          */
1488         do {
1489                 idx = s->random_seq[*pos];
1490                 *pos += 1;
1491                 if (*pos >= freelist_count)
1492                         *pos = 0;
1493         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1494
1495         return (char *)start + idx;
1496 }
1497
1498 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1499 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1500 {
1501         void *start;
1502         void *cur;
1503         void *next;
1504         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1505
1506         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1507                 return false;
1508
1509         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1510         pos = get_random_int() % freelist_count;
1511
1512         page_limit = page->objects * s->size;
1513         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1514
1515         /* First entry is used as the base of the freelist */
1516         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1517                                 freelist_count);
1518         page->freelist = cur;
1519
1520         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1521                 setup_object(s, page, cur);
1522                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1523                         freelist_count);
1524                 set_freepointer(s, cur, next);
1525                 cur = next;
1526         }
1527         setup_object(s, page, cur);
1528         set_freepointer(s, cur, NULL);
1529
1530         return true;
1531 }
1532 #else
1533 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1534 {
1535         return 0;
1536 }
1537 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1538 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1539 {
1540         return false;
1541 }
1542 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1543
1544 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1545 {
1546         struct page *page;
1547         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1548         gfp_t alloc_gfp;
1549         void *start, *p;
1550         int idx, order;
1551         bool shuffle;
1552
1553         flags &= gfp_allowed_mask;
1554
1555         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1556                 local_irq_enable();
1557
1558         flags |= s->allocflags;
1559
1560         /*
1561          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1562          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1563          */
1564         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1565         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1566                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1567
1568         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1569         if (unlikely(!page)) {
1570                 oo = s->min;
1571                 alloc_gfp = flags;
1572                 /*
1573                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1574                  * Try a lower order alloc if possible
1575                  */
1576                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1577                 if (unlikely(!page))
1578                         goto out;
1579                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1580         }
1581
1582         if (kmemcheck_enabled &&
1583             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1584                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1585
1586                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1587
1588                 /*
1589                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1590                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1591                  */
1592                 if (s->ctor)
1593                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1594                 else
1595                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1596         }
1597
1598         page->objects = oo_objects(oo);
1599
1600         order = compound_order(page);
1601         page->slab_cache = s;
1602         __SetPageSlab(page);
1603         if (page_is_pfmemalloc(page))
1604                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1605
1606         start = page_address(page);
1607
1608         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1609                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1610
1611         kasan_poison_slab(page);
1612
1613         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1614
1615         if (!shuffle) {
1616                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1617                         setup_object(s, page, p);
1618                         if (likely(idx < page->objects))
1619                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1620                         else
1621                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1622                 }
1623                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1624         }
1625
1626         page->inuse = page->objects;
1627         page->frozen = 1;
1628
1629 out:
1630         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1631                 local_irq_disable();
1632         if (!page)
1633                 return NULL;
1634
1635         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1636                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1637                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1638                 1 << oo_order(oo));
1639
1640         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1641
1642         return page;
1643 }
1644
1645 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1646 {
1647         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1648                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1649                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1650                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1651                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1652         }
1653
1654         return allocate_slab(s,
1655                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1656 }
1657
1658 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1659 {
1660         int order = compound_order(page);
1661         int pages = 1 << order;
1662
1663         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1664                 void *p;
1665
1666                 slab_pad_check(s, page);
1667                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1668                                                 page->objects)
1669                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1670         }
1671
1672         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1673
1674         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1675                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1676                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1677                 -pages);
1678
1679         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1680         __ClearPageSlab(page);
1681
1682         page_mapcount_reset(page);
1683         if (current->reclaim_state)
1684                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1685         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1686         __free_pages(page, order);
1687 }
1688
1689 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1690         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1691
1692 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1693 {
1694         struct page *page;
1695
1696         if (need_reserve_slab_rcu)
1697                 page = virt_to_head_page(h);
1698         else
1699                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1700
1701         __free_slab(page->slab_cache, page);
1702 }
1703
1704 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1705 {
1706         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1707                 struct rcu_head *head;
1708
1709                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1710                         int order = compound_order(page);
1711                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1712
1713                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1714                         head = page_address(page) + offset;
1715                 } else {
1716                         head = &page->rcu_head;
1717                 }
1718
1719                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1720         } else
1721                 __free_slab(s, page);
1722 }
1723
1724 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1725 {
1726         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1727         free_slab(s, page);
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Management of partially allocated slabs.
1732  */
1733 static inline void
1734 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1735 {
1736         n->nr_partial++;
1737         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1738                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1739         else
1740                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1741 }
1742
1743 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1744                                 struct page *page, int tail)
1745 {
1746         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1747         __add_partial(n, page, tail);
1748 }
1749
1750 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1751                                         struct page *page)
1752 {
1753         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1754         list_del(&page->lru);
1755         n->nr_partial--;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1760  * return the pointer to the freelist.
1761  *
1762  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1763  */
1764 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1765                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1766                 int mode, int *objects)
1767 {
1768         void *freelist;
1769         unsigned long counters;
1770         struct page new;
1771
1772         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1773
1774         /*
1775          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1776          * The old freelist is the list of objects for the
1777          * per cpu allocation list.
1778          */
1779         freelist = page->freelist;
1780         counters = page->counters;
1781         new.counters = counters;
1782         *objects = new.objects - new.inuse;
1783         if (mode) {
1784                 new.inuse = page->objects;
1785                 new.freelist = NULL;
1786         } else {
1787                 new.freelist = freelist;
1788         }
1789
1790         VM_BUG_ON(new.frozen);
1791         new.frozen = 1;
1792
1793         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1794                         freelist, counters,
1795                         new.freelist, new.counters,
1796                         "acquire_slab"))
1797                 return NULL;
1798
1799         remove_partial(n, page);
1800         WARN_ON(!freelist);
1801         return freelist;
1802 }
1803
1804 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1805 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1806
1807 /*
1808  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1809  */
1810 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1811                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1812 {
1813         struct page *page, *page2;
1814         void *object = NULL;
1815         unsigned int available = 0;
1816         int objects;
1817
1818         /*
1819          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1820          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1821          * partial slab and there is none available then get_partials()
1822          * will return NULL.
1823          */
1824         if (!n || !n->nr_partial)
1825                 return NULL;
1826
1827         spin_lock(&n->list_lock);
1828         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1829                 void *t;
1830
1831                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1832                         continue;
1833
1834                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1835                 if (!t)
1836                         break;
1837
1838                 available += objects;
1839                 if (!object) {
1840                         c->page = page;
1841                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1842                         object = t;
1843                 } else {
1844                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1845                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1846                 }
1847                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1848                         || available > s->cpu_partial / 2)
1849                         break;
1850
1851         }
1852         spin_unlock(&n->list_lock);
1853         return object;
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1858  */
1859 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1860                 struct kmem_cache_cpu *c)
1861 {
1862 #ifdef CONFIG_NUMA
1863         struct zonelist *zonelist;
1864         struct zoneref *z;
1865         struct zone *zone;
1866         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1867         void *object;
1868         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1869
1870         /*
1871          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1872          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1873          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1874          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1875          *
1876          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1877          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1878          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1879          * from other nodes and filled up.
1880          *
1881          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1882          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1883          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1884          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1885          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1886          * with available objects.
1887          */
1888         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1889                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1890                 return NULL;
1891
1892         do {
1893                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1894                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1895                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1896                         struct kmem_cache_node *n;
1897
1898                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1899
1900                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1901                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1902                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1903                                 if (object) {
1904                                         /*
1905                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1906                                          * here - if mems_allowed was updated in
1907                                          * parallel, that was a harmless race
1908                                          * between allocation and the cpuset
1909                                          * update
1910                                          */
1911                                         return object;
1912                                 }
1913                         }
1914                 }
1915         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1916 #endif
1917         return NULL;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Get a partial page, lock it and return it.
1922  */
1923 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1924                 struct kmem_cache_cpu *c)
1925 {
1926         void *object;
1927         int searchnode = node;
1928
1929         if (node == NUMA_NO_NODE)
1930                 searchnode = numa_mem_id();
1931
1932         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1933         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1934                 return object;
1935
1936         return get_any_partial(s, flags, c);
1937 }
1938
1939 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1940 /*
1941  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1942  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1943  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1944  */
1945 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1946 #else
1947 /*
1948  * No preemption supported therefore also no need to check for
1949  * different cpus.
1950  */
1951 #define TID_STEP 1
1952 #endif
1953
1954 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1955 {
1956         return tid + TID_STEP;
1957 }
1958
1959 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1960 {
1961         return tid % TID_STEP;
1962 }
1963
1964 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1965 {
1966         return tid / TID_STEP;
1967 }
1968
1969 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1970 {
1971         return cpu;
1972 }
1973
1974 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1975                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1976 {
1977 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1978         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1979
1980         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1981
1982 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1983         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1984                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1985                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1986         else
1987 #endif
1988         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1989                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1990                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1991         else
1992                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1993                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1994 #endif
1995         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1996 }
1997
1998 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1999 {
2000         int cpu;
2001
2002         for_each_possible_cpu(cpu)
2003                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Remove the cpu slab
2008  */
2009 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2010                                 void *freelist)
2011 {
2012         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2013         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2014         int lock = 0;
2015         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2016         void *nextfree;
2017         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2018         struct page new;
2019         struct page old;
2020
2021         if (page->freelist) {
2022                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2023                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2024         }
2025
2026         /*
2027          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2028          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2029          * last one.
2030          *
2031          * There is no need to take the list->lock because the page
2032          * is still frozen.
2033          */
2034         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2035                 void *prior;
2036                 unsigned long counters;
2037
2038                 /*
2039                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2040                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2041                  * starting at 'freelist'.
2042                  */
2043                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2044                         break;
2045
2046                 do {
2047                         prior = page->freelist;
2048                         counters = page->counters;
2049                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2050                         new.counters = counters;
2051                         new.inuse--;
2052                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2053
2054                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2055                         prior, counters,
2056                         freelist, new.counters,
2057                         "drain percpu freelist"));
2058
2059                 freelist = nextfree;
2060         }
2061
2062         /*
2063          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2064          * list presence reflects the actual number of objects
2065          * during unfreeze.
2066          *
2067          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2068          * with the count. If there is a mismatch then the page
2069          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2070          *
2071          * Then we restart the process which may have to remove
2072          * the page from the list that we just put it on again
2073          * because the number of objects in the slab may have
2074          * changed.
2075          */
2076 redo:
2077
2078         old.freelist = page->freelist;
2079         old.counters = page->counters;
2080         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2081
2082         /* Determine target state of the slab */
2083         new.counters = old.counters;
2084         if (freelist) {
2085                 new.inuse--;
2086                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2087                 new.freelist = freelist;
2088         } else
2089                 new.freelist = old.freelist;
2090
2091         new.frozen = 0;
2092
2093         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2094                 m = M_FREE;
2095         else if (new.freelist) {
2096                 m = M_PARTIAL;
2097                 if (!lock) {
2098                         lock = 1;
2099                         /*
2100                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2101                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2102                          * is frozen
2103                          */
2104                         spin_lock(&n->list_lock);
2105                 }
2106         } else {
2107                 m = M_FULL;
2108                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2109                         lock = 1;
2110                         /*
2111                          * This also ensures that the scanning of full
2112                          * slabs from diagnostic functions will not see
2113                          * any frozen slabs.
2114                          */
2115                         spin_lock(&n->list_lock);
2116                 }
2117         }
2118
2119         if (l != m) {
2120
2121                 if (l == M_PARTIAL)
2122
2123                         remove_partial(n, page);
2124
2125                 else if (l == M_FULL)
2126
2127                         remove_full(s, n, page);
2128
2129                 if (m == M_PARTIAL) {
2130
2131                         add_partial(n, page, tail);
2132                         stat(s, tail);
2133
2134                 } else if (m == M_FULL) {
2135
2136                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2137                         add_full(s, n, page);
2138
2139                 }
2140         }
2141
2142         l = m;
2143         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2144                                 old.freelist, old.counters,
2145                                 new.freelist, new.counters,
2146                                 "unfreezing slab"))
2147                 goto redo;
2148
2149         if (lock)
2150                 spin_unlock(&n->list_lock);
2151
2152         if (m == M_FREE) {
2153                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2154                 discard_slab(s, page);
2155                 stat(s, FREE_SLAB);
2156         }
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2161  *
2162  * This function must be called with interrupts disabled
2163  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2164  * to guarantee no concurrent accesses).
2165  */
2166 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2167                 struct kmem_cache_cpu *c)
2168 {
2169 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2170         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2171         struct page *page, *discard_page = NULL;
2172
2173         while ((page = c->partial)) {
2174                 struct page new;
2175                 struct page old;
2176
2177                 c->partial = page->next;
2178
2179                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2180                 if (n != n2) {
2181                         if (n)
2182                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2183
2184                         n = n2;
2185                         spin_lock(&n->list_lock);
2186                 }
2187
2188                 do {
2189
2190                         old.freelist = page->freelist;
2191                         old.counters = page->counters;
2192                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2193
2194                         new.counters = old.counters;
2195                         new.freelist = old.freelist;
2196
2197                         new.frozen = 0;
2198
2199                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2200                                 old.freelist, old.counters,
2201                                 new.freelist, new.counters,
2202                                 "unfreezing slab"));
2203
2204                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2205                         page->next = discard_page;
2206                         discard_page = page;
2207                 } else {
2208                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2209                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2210                 }
2211         }
2212
2213         if (n)
2214                 spin_unlock(&n->list_lock);
2215
2216         while (discard_page) {
2217                 page = discard_page;
2218                 discard_page = discard_page->next;
2219
2220                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2221                 discard_slab(s, page);
2222                 stat(s, FREE_SLAB);
2223         }
2224 #endif
2225 }
2226
2227 /*
2228  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2229  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2230  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2231  * onto a random cpus partial slot.
2232  *
2233  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2234  * per node partial list.
2235  */
2236 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2237 {
2238 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2239         struct page *oldpage;
2240         int pages;
2241         int pobjects;
2242
2243         preempt_disable();
2244         do {
2245                 pages = 0;
2246                 pobjects = 0;
2247                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2248
2249                 if (oldpage) {
2250                         pobjects = oldpage->pobjects;
2251                         pages = oldpage->pages;
2252                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2253                                 unsigned long flags;
2254                                 /*
2255                                  * partial array is full. Move the existing
2256                                  * set to the per node partial list.
2257                                  */
2258                                 local_irq_save(flags);
2259                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2260                                 local_irq_restore(flags);
2261                                 oldpage = NULL;
2262                                 pobjects = 0;
2263                                 pages = 0;
2264                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2265                         }
2266                 }
2267
2268                 pages++;
2269                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2270
2271                 page->pages = pages;
2272                 page->pobjects = pobjects;
2273                 page->next = oldpage;
2274
2275         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2276                                                                 != oldpage);
2277         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2278                 unsigned long flags;
2279
2280                 local_irq_save(flags);
2281                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2282                 local_irq_restore(flags);
2283         }
2284         preempt_enable();
2285 #endif
2286 }
2287
2288 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2289 {
2290         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2291         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2292
2293         c->tid = next_tid(c->tid);
2294         c->page = NULL;
2295         c->freelist = NULL;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Flush cpu slab.
2300  *
2301  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2302  */
2303 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2304 {
2305         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2306
2307         if (likely(c)) {
2308                 if (c->page)
2309                         flush_slab(s, c);
2310
2311                 unfreeze_partials(s, c);
2312         }
2313 }
2314
2315 static void flush_cpu_slab(void *d)
2316 {
2317         struct kmem_cache *s = d;
2318
2319         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2320 }
2321
2322 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2323 {
2324         struct kmem_cache *s = info;
2325         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2326
2327         return c->page || c->partial;
2328 }
2329
2330 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2331 {
2332         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2337  * necessary.
2338  */
2339 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2340 {
2341         struct kmem_cache *s;
2342         unsigned long flags;
2343
2344         mutex_lock(&slab_mutex);
2345         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2346                 local_irq_save(flags);
2347                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2348                 local_irq_restore(flags);
2349         }
2350         mutex_unlock(&slab_mutex);
2351         return 0;
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2356  * locality expectations.
2357  */
2358 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2359 {
2360 #ifdef CONFIG_NUMA
2361         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2362                 return 0;
2363 #endif
2364         return 1;
2365 }
2366
2367 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2368 static int count_free(struct page *page)
2369 {
2370         return page->objects - page->inuse;
2371 }
2372
2373 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2374 {
2375         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2376 }
2377 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2378
2379 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2380 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2381                                         int (*get_count)(struct page *))
2382 {
2383         unsigned long flags;
2384         unsigned long x = 0;
2385         struct page *page;
2386
2387         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2388         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2389                 x += get_count(page);
2390         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2391         return x;
2392 }
2393 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2394
2395 static noinline void
2396 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2397 {
2398 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2399         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2400                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2401         int node;
2402         struct kmem_cache_node *n;
2403
2404         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2405                 return;
2406
2407         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2408                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2409         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2410                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2411                 oo_order(s->min));
2412
2413         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2414                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2415                         s->name);
2416
2417         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2418                 unsigned long nr_slabs;
2419                 unsigned long nr_objs;
2420                 unsigned long nr_free;
2421
2422                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2423                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2424                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2425
2426                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2427                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2428         }
2429 #endif
2430 }
2431
2432 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2433                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2434 {
2435         void *freelist;
2436         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2437         struct page *page;
2438
2439         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2440
2441         if (freelist)
2442                 return freelist;
2443
2444         page = new_slab(s, flags, node);
2445         if (page) {
2446                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2447                 if (c->page)
2448                         flush_slab(s, c);
2449
2450                 /*
2451                  * No other reference to the page yet so we can
2452                  * muck around with it freely without cmpxchg
2453                  */
2454                 freelist = page->freelist;
2455                 page->freelist = NULL;
2456
2457                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2458                 c->page = page;
2459                 *pc = c;
2460         } else
2461                 freelist = NULL;
2462
2463         return freelist;
2464 }
2465
2466 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2467 {
2468         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2469                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2470
2471         return true;
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2476  * per cpu freelist or deactivate the page.
2477  *
2478  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2479  *
2480  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2481  *
2482  * This function must be called with interrupt disabled.
2483  */
2484 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2485 {
2486         struct page new;
2487         unsigned long counters;
2488         void *freelist;
2489
2490         do {
2491                 freelist = page->freelist;
2492                 counters = page->counters;
2493
2494                 new.counters = counters;
2495                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2496
2497                 new.inuse = page->objects;
2498                 new.frozen = freelist != NULL;
2499
2500         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2501                 freelist, counters,
2502                 NULL, new.counters,
2503                 "get_freelist"));
2504
2505         return freelist;
2506 }
2507
2508 /*
2509  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2510  * debugging duties.
2511  *
2512  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2513  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2514  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2515  *
2516  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2517  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2518  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2519  *
2520  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2521  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2522  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2523  *
2524  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2525  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2526  */
2527 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2528                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2529 {
2530         void *freelist;
2531         struct page *page;
2532
2533         page = c->page;
2534         if (!page) {
2535                 /*
2536                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2537                  * ignore the node constraint
2538                  */
2539                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2540                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2541                         node = NUMA_NO_NODE;
2542                 goto new_slab;
2543         }
2544 redo:
2545
2546         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2547                 /*
2548                  * same as above but node_match() being false already
2549                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2550                  */
2551                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2552                         node = NUMA_NO_NODE;
2553                         goto redo;
2554                 } else {
2555                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2556                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2557                         c->page = NULL;
2558                         c->freelist = NULL;
2559                         goto new_slab;
2560                 }
2561         }
2562
2563         /*
2564          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2565          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2566          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2567          */
2568         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2569                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2570                 c->page = NULL;
2571                 c->freelist = NULL;
2572                 goto new_slab;
2573         }
2574
2575         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2576         freelist = c->freelist;
2577         if (freelist)
2578                 goto load_freelist;
2579
2580         freelist = get_freelist(s, page);
2581
2582         if (!freelist) {
2583                 c->page = NULL;
2584                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2585                 goto new_slab;
2586         }
2587
2588         stat(s, ALLOC_REFILL);
2589
2590 load_freelist:
2591         /*
2592          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2593          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2594          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2595          */
2596         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2597         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2598         c->tid = next_tid(c->tid);
2599         return freelist;
2600
2601 new_slab:
2602
2603         if (c->partial) {
2604                 page = c->page = c->partial;
2605                 c->partial = page->next;
2606                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2607                 c->freelist = NULL;
2608                 goto redo;
2609         }
2610
2611         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2612
2613         if (unlikely(!freelist)) {
2614                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2615                 return NULL;
2616         }
2617
2618         page = c->page;
2619         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2620                 goto load_freelist;
2621
2622         /* Only entered in the debug case */
2623         if (kmem_cache_debug(s) &&
2624                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2625                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2626
2627         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2628         c->page = NULL;
2629         c->freelist = NULL;
2630         return freelist;
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2635  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2636  */
2637 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2638                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2639 {
2640         void *p;
2641         unsigned long flags;
2642
2643         local_irq_save(flags);
2644 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2645         /*
2646          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2647          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2648          * pointer.
2649          */
2650         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2651 #endif
2652
2653         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2654         local_irq_restore(flags);
2655         return p;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2660  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2661  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2662  *
2663  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2664  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2665  *
2666  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2667  */
2668 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2669                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2670 {
2671         void *object;
2672         struct kmem_cache_cpu *c;
2673         struct page *page;
2674         unsigned long tid;
2675
2676         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2677         if (!s)
2678                 return NULL;
2679 redo:
2680         /*
2681          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2682          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2683          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2684          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2685          *
2686          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2687          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2688          * to check if it is matched or not.
2689          */
2690         do {
2691                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2692                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2693         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2694                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2695
2696         /*
2697          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2698          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2699          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2700          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2701          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2702          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2703          */
2704         barrier();
2705
2706         /*
2707          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2708          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2709          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2710          * linked list in between.
2711          */
2712
2713         object = c->freelist;
2714         page = c->page;
2715         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2716                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2717                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2718         } else {
2719                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2720
2721                 /*
2722                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2723                  * operation and if we are on the right processor.
2724                  *
2725                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2726                  * semantics!)
2727                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2728                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2729                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2730                  *
2731                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2732                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2733                  * other cpus.
2734                  */
2735                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2736                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2737                                 object, tid,
2738                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2739
2740                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2741                         goto redo;
2742                 }
2743                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2744                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2745         }
2746
2747         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2748                 memset(object, 0, s->object_size);
2749
2750         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2751
2752         return object;
2753 }
2754
2755 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2756                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2757 {
2758         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2759 }
2760
2761 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2762 {
2763         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2764
2765         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2766                                 s->size, gfpflags);
2767
2768         return ret;
2769 }
2770 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2771
2772 #ifdef CONFIG_TRACING
2773 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2774 {
2775         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2776         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2777         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2778         return ret;
2779 }
2780 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2781 #endif
2782
2783 #ifdef CONFIG_NUMA
2784 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2785 {
2786         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2787
2788         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2789                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2790
2791         return ret;
2792 }
2793 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2794
2795 #ifdef CONFIG_TRACING
2796 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2797                                     gfp_t gfpflags,
2798                                     int node, size_t size)
2799 {
2800         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2801
2802         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2803                            size, s->size, gfpflags, node);
2804
2805         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2806         return ret;
2807 }
2808 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2809 #endif
2810 #endif
2811
2812 /*
2813  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2814  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2815  *
2816  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2817  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2818  * handling required then we can return immediately.
2819  */
2820 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2821                         void *head, void *tail, int cnt,
2822                         unsigned long addr)
2823
2824 {
2825         void *prior;
2826         int was_frozen;
2827         struct page new;
2828         unsigned long counters;
2829         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2830         unsigned long uninitialized_var(flags);
2831
2832         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2833
2834         if (kmem_cache_debug(s) &&
2835             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2836                 return;
2837
2838         do {
2839                 if (unlikely(n)) {
2840                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2841                         n = NULL;
2842                 }
2843                 prior = page->freelist;
2844                 counters = page->counters;
2845                 set_freepointer(s, tail, prior);
2846                 new.counters = counters;
2847                 was_frozen = new.frozen;
2848                 new.inuse -= cnt;
2849                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2850
2851                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2852
2853                                 /*
2854                                  * Slab was on no list before and will be
2855                                  * partially empty
2856                                  * We can defer the list move and instead
2857                                  * freeze it.
2858                                  */
2859                                 new.frozen = 1;
2860
2861                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2862
2863                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2864                                 /*
2865                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2866                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2867                                  * drop the list_lock without any processing.
2868                                  *
2869                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2870                                  * other processors updating the list of slabs.
2871                                  */
2872                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2873
2874                         }
2875                 }
2876
2877         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2878                 prior, counters,
2879                 head, new.counters,
2880                 "__slab_free"));
2881
2882         if (likely(!n)) {
2883
2884                 /*
2885                  * If we just froze the page then put it onto the
2886                  * per cpu partial list.
2887                  */
2888                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2889                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2890                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2891                 }
2892                 /*
2893                  * The list lock was not taken therefore no list
2894                  * activity can be necessary.
2895                  */
2896                 if (was_frozen)
2897                         stat(s, FREE_FROZEN);
2898                 return;
2899         }
2900
2901         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2902                 goto slab_empty;
2903
2904         /*
2905          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2906          * then add it.
2907          */
2908         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2909                 if (kmem_cache_debug(s))
2910                         remove_full(s, n, page);
2911                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2912                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2913         }
2914         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2915         return;
2916
2917 slab_empty:
2918         if (prior) {
2919                 /*
2920                  * Slab on the partial list.
2921                  */
2922                 remove_partial(n, page);
2923                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2924         } else {
2925                 /* Slab must be on the full list */
2926                 remove_full(s, n, page);
2927         }
2928
2929         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2930         stat(s, FREE_SLAB);
2931         discard_slab(s, page);
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2936  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2937  *
2938  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2939  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2940  * the item before.
2941  *
2942  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2943  * with all sorts of special processing.
2944  *
2945  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2946  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2947  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2948  */
2949 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2950                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2951                                 int cnt, unsigned long addr)
2952 {
2953         void *tail_obj = tail ? : head;
2954         struct kmem_cache_cpu *c;
2955         unsigned long tid;
2956 redo:
2957         /*
2958          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2959          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2960          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2961          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2962          */
2963         do {
2964                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2965                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2966         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2967                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2968
2969         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2970         barrier();
2971
2972         if (likely(page == c->page)) {
2973                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
2974
2975                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
2976
2977                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2978                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2979                                 freelist, tid,
2980                                 head, next_tid(tid)))) {
2981
2982                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2983                         goto redo;
2984                 }
2985                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2986         } else
2987                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2988
2989 }
2990
2991 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2992                                       void *head, void *tail, int cnt,
2993                                       unsigned long addr)
2994 {
2995         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2996         /*
2997          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2998          * If so, no need to free them.
2999          */
3000         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3001                 return;
3002         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3003 }
3004
3005 #ifdef CONFIG_KASAN
3006 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3007 {
3008         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3009 }
3010 #endif
3011
3012 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3013 {
3014         s = cache_from_obj(s, x);
3015         if (!s)
3016                 return;
3017         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3018         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3019 }
3020 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3021
3022 struct detached_freelist {
3023         struct page *page;
3024         void *tail;
3025         void *freelist;
3026         int cnt;
3027         struct kmem_cache *s;
3028 };
3029
3030 /*
3031  * This function progressively scans the array with free objects (with
3032  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3033  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3034  * page/objects.  This can happen without any need for
3035  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3036  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3037  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3038  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3039  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3040  * to performance reasons.
3041  */
3042 static inline
3043 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3044                             void **p, struct detached_freelist *df)
3045 {
3046         size_t first_skipped_index = 0;
3047         int lookahead = 3;
3048         void *object;
3049         struct page *page;
3050
3051         /* Always re-init detached_freelist */
3052         df->page = NULL;
3053
3054         do {
3055                 object = p[--size];
3056                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3057         } while (!object && size);
3058
3059         if (!object)
3060                 return 0;
3061
3062         page = virt_to_head_page(object);
3063         if (!s) {
3064                 /* Handle kalloc'ed objects */
3065                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3066                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3067                         kfree_hook(object);
3068                         __free_pages(page, compound_order(page));
3069                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3070                         return size;
3071                 }
3072                 /* Derive kmem_cache from object */
3073                 df->s = page->slab_cache;
3074         } else {
3075                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3076         }
3077
3078         /* Start new detached freelist */
3079         df->page = page;
3080         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3081         df->tail = object;
3082         df->freelist = object;
3083         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3084         df->cnt = 1;
3085
3086         while (size) {
3087                 object = p[--size];
3088                 if (!object)
3089                         continue; /* Skip processed objects */
3090
3091                 /* df->page is always set at this point */
3092                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3093                         /* Opportunity build freelist */
3094                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3095                         df->freelist = object;
3096                         df->cnt++;
3097                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3098
3099                         continue;
3100                 }
3101
3102                 /* Limit look ahead search */
3103                 if (!--lookahead)
3104                         break;
3105
3106                 if (!first_skipped_index)
3107                         first_skipped_index = size + 1;
3108         }
3109
3110         return first_skipped_index;
3111 }
3112
3113 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3114 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3115 {
3116         if (WARN_ON(!size))
3117                 return;
3118
3119         do {
3120                 struct detached_freelist df;
3121
3122                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3123                 if (unlikely(!df.page))
3124                         continue;
3125
3126                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3127         } while (likely(size));
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3130
3131 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3132 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3133                           void **p)
3134 {
3135         struct kmem_cache_cpu *c;
3136         int i;
3137
3138         /* memcg and kmem_cache debug support */
3139         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3140         if (unlikely(!s))
3141                 return false;
3142         /*
3143          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3144          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3145          * handlers invoking normal fastpath.
3146          */
3147         local_irq_disable();
3148         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3149
3150         for (i = 0; i < size; i++) {
3151                 void *object = c->freelist;
3152
3153                 if (unlikely(!object)) {
3154                         /*
3155                          * We may have removed an object from c->freelist using
3156                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3157                          * c->tid has not been bumped yet.
3158                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3159                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3160                          */
3161                         c->tid = next_tid(c->tid);
3162
3163                         /*
3164                          * Invoking slow path likely have side-effect
3165                          * of re-populating per CPU c->freelist
3166                          */
3167                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3168                                             _RET_IP_, c);
3169                         if (unlikely(!p[i]))
3170                                 goto error;
3171
3172                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3173                         continue; /* goto for-loop */
3174                 }
3175                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3176                 p[i] = object;
3177         }
3178         c->tid = next_tid(c->tid);
3179         local_irq_enable();
3180
3181         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3182         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3183                 int j;
3184
3185                 for (j = 0; j < i; j++)
3186                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3187         }
3188
3189         /* memcg and kmem_cache debug support */
3190         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3191         return i;
3192 error:
3193         local_irq_enable();
3194         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3195         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3196         return 0;
3197 }
3198 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3199
3200
3201 /*
3202  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3203  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3204  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3205  * another.
3206  *
3207  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3208  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3209  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3210  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3211  * locking overhead.
3212  */
3213
3214 /*
3215  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3216  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3217  * and increases the number of allocations possible without having to
3218  * take the list_lock.
3219  */
3220 static int slub_min_order;
3221 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3222 static int slub_min_objects;
3223
3224 /*
3225  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3226  *
3227  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3228  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3229  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3230  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3231  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3232  * would be wasted.
3233  *
3234  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3235  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3236  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3237  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3238  *
3239  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3240  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3241  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3242  * of space in favor of a small page order.
3243  *
3244  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3245  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3246  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3247  * the smallest order which will fit the object.
3248  */
3249 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3250                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3251 {
3252         int order;
3253         int rem;
3254         int min_order = slub_min_order;
3255
3256         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3257                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3258
3259         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3260                         order <= max_order; order++) {
3261
3262                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3263
3264                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3265
3266                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3267                         break;
3268         }
3269
3270         return order;
3271 }
3272
3273 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3274 {
3275         int order;
3276         int min_objects;
3277         int fraction;
3278         int max_objects;
3279
3280         /*
3281          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3282          * works by first attempting to generate a layout with
3283          * the best configuration and backing off gradually.
3284          *
3285          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3286          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3287          */
3288         min_objects = slub_min_objects;
3289         if (!min_objects)
3290                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3291         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3292         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3293
3294         while (min_objects > 1) {
3295                 fraction = 16;
3296                 while (fraction >= 4) {
3297                         order = slab_order(size, min_objects,
3298                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3299                         if (order <= slub_max_order)
3300                                 return order;
3301                         fraction /= 2;
3302                 }
3303                 min_objects--;
3304         }
3305
3306         /*
3307          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3308          * lets see if we can place a single object there.
3309          */
3310         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3311         if (order <= slub_max_order)
3312                 return order;
3313
3314         /*
3315          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3316          */
3317         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3318         if (order < MAX_ORDER)
3319                 return order;
3320         return -ENOSYS;
3321 }
3322
3323 static void
3324 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3325 {
3326         n->nr_partial = 0;
3327         spin_lock_init(&n->list_lock);
3328         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3330         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3331         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3332         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3333 #endif
3334 }
3335
3336 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3337 {
3338         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3339                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3340
3341         /*
3342          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3343          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3344          */
3345         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3346                                      2 * sizeof(void *));
3347
3348         if (!s->cpu_slab)
3349                 return 0;
3350
3351         init_kmem_cache_cpus(s);
3352
3353         return 1;
3354 }
3355
3356 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3357
3358 /*
3359  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3360  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3361  * possible.
3362  *
3363  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3364  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3365  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3366  */
3367 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3368 {
3369         struct page *page;
3370         struct kmem_cache_node *n;
3371
3372         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3373
3374         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3375
3376         BUG_ON(!page);
3377         if (page_to_nid(page) != node) {
3378                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3379                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3380         }
3381
3382         n = page->freelist;
3383         BUG_ON(!n);
3384         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3385         page->inuse = 1;
3386         page->frozen = 0;
3387         kmem_cache_node->node[node] = n;
3388 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3389         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3390         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3391 #endif
3392         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3393                       GFP_KERNEL);
3394         init_kmem_cache_node(n);
3395         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3396
3397         /*
3398          * No locks need to be taken here as it has just been
3399          * initialized and there is no concurrent access.
3400          */
3401         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3402 }
3403
3404 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3405 {
3406         int node;
3407         struct kmem_cache_node *n;
3408
3409         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3410                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3411                 s->node[node] = NULL;
3412         }
3413 }
3414
3415 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3416 {
3417         cache_random_seq_destroy(s);
3418         free_percpu(s->cpu_slab);
3419         free_kmem_cache_nodes(s);
3420 }
3421
3422 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3423 {
3424         int node;
3425
3426         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3427                 struct kmem_cache_node *n;
3428
3429                 if (slab_state == DOWN) {
3430                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3431                         continue;
3432                 }
3433                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3434                                                 GFP_KERNEL, node);
3435
3436                 if (!n) {
3437                         free_kmem_cache_nodes(s);
3438                         return 0;
3439                 }
3440
3441                 s->node[node] = n;
3442                 init_kmem_cache_node(n);
3443         }
3444         return 1;
3445 }
3446
3447 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3448 {
3449         if (min < MIN_PARTIAL)
3450                 min = MIN_PARTIAL;
3451         else if (min > MAX_PARTIAL)
3452                 min = MAX_PARTIAL;
3453         s->min_partial = min;
3454 }
3455
3456 /*
3457  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3458  * a slab object.
3459  */
3460 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3461 {
3462         unsigned long flags = s->flags;
3463         size_t size = s->object_size;
3464         int order;
3465
3466         /*
3467          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3468          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3469          * the possible location of the free pointer.
3470          */
3471         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3472
3473 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3474         /*
3475          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3476          * the slab may touch the object after free or before allocation
3477          * then we should never poison the object itself.
3478          */
3479         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3480                         !s->ctor)
3481                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3482         else
3483                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3484
3485
3486         /*
3487          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3488          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3489          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3490          */
3491         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3492                 size += sizeof(void *);
3493 #endif
3494
3495         /*
3496          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3497          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3498          */
3499         s->inuse = size;
3500
3501         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3502                 s->ctor)) {
3503                 /*
3504                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3505                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3506                  * kmem_cache_free.
3507                  *
3508                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3509                  * destructor or are poisoning the objects.
3510                  */
3511                 s->offset = size;
3512                 size += sizeof(void *);
3513         }
3514
3515 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3516         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3517                 /*
3518                  * Need to store information about allocs and frees after
3519                  * the object.
3520                  */
3521                 size += 2 * sizeof(struct track);
3522 #endif
3523
3524         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3525 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3526         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3527                 /*
3528                  * Add some empty padding so that we can catch
3529                  * overwrites from earlier objects rather than let
3530                  * tracking information or the free pointer be
3531                  * corrupted if a user writes before the start
3532                  * of the object.
3533                  */
3534                 size += sizeof(void *);
3535
3536                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3537                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3538                 size += s->red_left_pad;
3539         }
3540 #endif
3541
3542         /*
3543          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3544          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3545          * each object to conform to the alignment.
3546          */
3547         size = ALIGN(size, s->align);
3548         s->size = size;
3549         if (forced_order >= 0)
3550                 order = forced_order;
3551         else
3552                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3553
3554         if (order < 0)
3555                 return 0;
3556
3557         s->allocflags = 0;
3558         if (order)
3559                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3560
3561         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3562                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3563
3564         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3565                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3566
3567         /*
3568          * Determine the number of objects per slab
3569          */
3570         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3571         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3572         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3573                 s->max = s->oo;
3574
3575         return !!oo_objects(s->oo);
3576 }
3577
3578 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3579 {
3580         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3581         s->reserved = 0;
3582
3583         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3584                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3585
3586         if (!calculate_sizes(s, -1))
3587                 goto error;
3588         if (disable_higher_order_debug) {
3589                 /*
3590                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3591                  * order increased.
3592                  */
3593                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3594                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3595                         s->offset = 0;
3596                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3597                                 goto error;
3598                 }
3599         }
3600
3601 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3602     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3603         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3604                 /* Enable fast mode */
3605                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3606 #endif
3607
3608         /*
3609          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3610          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3611          */
3612         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3613
3614         /*
3615          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3616          * per cpu partial lists of a processor.
3617          *
3618          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3619          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3620          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3621          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3622          *
3623          * This setting also determines
3624          *
3625          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3626          *    per node list when we reach the limit.
3627          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3628          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3629          *    50% to keep some capacity around for frees.
3630          */
3631         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3632                 s->cpu_partial = 0;
3633         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3634                 s->cpu_partial = 2;
3635         else if (s->size >= 1024)
3636                 s->cpu_partial = 6;
3637         else if (s->size >= 256)
3638                 s->cpu_partial = 13;
3639         else
3640                 s->cpu_partial = 30;
3641
3642 #ifdef CONFIG_NUMA
3643         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3644 #endif
3645
3646         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3647         if (slab_state >= UP) {
3648                 if (init_cache_random_seq(s))
3649                         goto error;
3650         }
3651
3652         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3653                 goto error;
3654
3655         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3656                 return 0;
3657
3658         free_kmem_cache_nodes(s);
3659 error:
3660         if (flags & SLAB_PANIC)
3661                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3662                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3663                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3664         return -EINVAL;
3665 }
3666
3667 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3668                                                         const char *text)
3669 {
3670 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3671         void *addr = page_address(page);
3672         void *p;
3673         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3674                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3675         if (!map)
3676                 return;
3677         slab_err(s, page, text, s->name);
3678         slab_lock(page);
3679
3680         get_map(s, page, map);
3681         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3682
3683                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3684                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3685                         print_tracking(s, p);
3686                 }
3687         }
3688         slab_unlock(page);
3689         kfree(map);
3690 #endif
3691 }
3692
3693 /*
3694  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3695  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3696  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3697  */
3698 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3699 {
3700         LIST_HEAD(discard);
3701         struct page *page, *h;
3702
3703         BUG_ON(irqs_disabled());
3704         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3705         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3706                 if (!page->inuse) {
3707                         remove_partial(n, page);
3708                         list_add(&page->lru, &discard);
3709                 } else {
3710                         list_slab_objects(s, page,
3711                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3712                 }
3713         }
3714         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3715
3716         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3717                 discard_slab(s, page);
3718 }
3719
3720 /*
3721  * Release all resources used by a slab cache.
3722  */
3723 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3724 {
3725         int node;
3726         struct kmem_cache_node *n;
3727
3728         flush_all(s);
3729         /* Attempt to free all objects */
3730         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3731                 free_partial(s, n);
3732                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3733                         return 1;
3734         }
3735         return 0;
3736 }
3737
3738 /********************************************************************
3739  *              Kmalloc subsystem
3740  *******************************************************************/
3741
3742 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3743 {
3744         get_option(&str, &slub_min_order);
3745
3746         return 1;
3747 }
3748
3749 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3750
3751 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3752 {
3753         get_option(&str, &slub_max_order);
3754         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3755
3756         return 1;
3757 }
3758
3759 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3760
3761 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3762 {
3763         get_option(&str, &slub_min_objects);
3764
3765         return 1;
3766 }
3767
3768 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3769
3770 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3771 {
3772         struct kmem_cache *s;
3773         void *ret;
3774
3775         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3776                 return kmalloc_large(size, flags);
3777
3778         s = kmalloc_slab(size, flags);
3779
3780         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3781                 return s;
3782
3783         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3784
3785         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3786
3787         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3788
3789         return ret;
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3792
3793 #ifdef CONFIG_NUMA
3794 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3795 {
3796         struct page *page;
3797         void *ptr = NULL;
3798
3799         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3800         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3801         if (page)
3802                 ptr = page_address(page);
3803
3804         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3805         return ptr;
3806 }
3807
3808 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3809 {
3810         struct kmem_cache *s;
3811         void *ret;
3812
3813         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3814                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3815
3816                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3817                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3818                                    flags, node);
3819
3820                 return ret;
3821         }
3822
3823         s = kmalloc_slab(size, flags);
3824
3825         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3826                 return s;
3827
3828         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3829
3830         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3831
3832         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3833
3834         return ret;
3835 }
3836 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3837 #endif
3838
3839 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3840 /*
3841  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3842  *
3843  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3844  * to indicate an error.
3845  */
3846 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3847                                 struct page *page)
3848 {
3849         struct kmem_cache *s;
3850         unsigned long offset;
3851         size_t object_size;
3852
3853         /* Find object and usable object size. */
3854         s = page->slab_cache;
3855         object_size = slab_ksize(s);
3856
3857         /* Reject impossible pointers. */
3858         if (ptr < page_address(page))
3859                 return s->name;
3860
3861         /* Find offset within object. */
3862         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3863
3864         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3865         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3866                 if (offset < s->red_left_pad)
3867                         return s->name;
3868                 offset -= s->red_left_pad;
3869         }
3870
3871         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3872         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3873                 return NULL;
3874
3875         return s->name;
3876 }
3877 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3878
3879 static size_t __ksize(const void *object)
3880 {
3881         struct page *page;
3882
3883         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3884                 return 0;
3885
3886         page = virt_to_head_page(object);
3887
3888         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3889                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3890                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3891         }
3892
3893         return slab_ksize(page->slab_cache);
3894 }
3895
3896 size_t ksize(const void *object)
3897 {
3898         size_t size = __ksize(object);
3899         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3900          * so we need to unpoison this area.
3901          */
3902         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3903         return size;
3904 }
3905 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3906
3907 void kfree(const void *x)
3908 {
3909         struct page *page;
3910         void *object = (void *)x;
3911
3912         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3913
3914         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3915                 return;
3916
3917         page = virt_to_head_page(x);
3918         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3919                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3920                 kfree_hook(x);
3921                 __free_pages(page, compound_order(page));
3922                 return;
3923         }
3924         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3925 }
3926 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3927
3928 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3929
3930 /*
3931  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3932  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3933  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3934  *
3935  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3936  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3937  * are freed in them.
3938  */
3939 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3940 {
3941         int node;
3942         int i;
3943         struct kmem_cache_node *n;
3944         struct page *page;
3945         struct page *t;
3946         struct list_head discard;
3947         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3948         unsigned long flags;
3949         int ret = 0;
3950
3951         flush_all(s);
3952         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3953                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3954                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3955                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3956
3957                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3958
3959                 /*
3960                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3961                  *
3962                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3963                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3964                  */
3965                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3966                         int free = page->objects - page->inuse;
3967
3968                         /* Do not reread page->inuse */
3969                         barrier();
3970
3971                         /* We do not keep full slabs on the list */
3972                         BUG_ON(free <= 0);
3973
3974                         if (free == page->objects) {
3975                                 list_move(&page->lru, &discard);
3976                                 n->nr_partial--;
3977                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3978                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3979                 }
3980
3981                 /*
3982                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3983                  * partial list.
3984                  */
3985                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3986                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3987
3988                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3989
3990                 /* Release empty slabs */
3991                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3992                         discard_slab(s, page);
3993
3994                 if (slabs_node(s, node))
3995                         ret = 1;
3996         }
3997
3998         return ret;
3999 }
4000
4001 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4002 {
4003         struct kmem_cache *s;
4004
4005         mutex_lock(&slab_mutex);
4006         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4007                 __kmem_cache_shrink(s);
4008         mutex_unlock(&slab_mutex);
4009
4010         return 0;
4011 }
4012
4013 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4014 {
4015         struct kmem_cache_node *n;
4016         struct kmem_cache *s;
4017         struct memory_notify *marg = arg;
4018         int offline_node;
4019
4020         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4021
4022         /*
4023          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4024          * for it yet.
4025          */
4026         if (offline_node < 0)
4027                 return;
4028
4029         mutex_lock(&slab_mutex);
4030         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4031                 n = get_node(s, offline_node);
4032                 if (n) {
4033                         /*
4034                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4035                          * that is going down. We were unable to free them,
4036                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4037                          * callback. So, we must fail.
4038                          */
4039                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4040
4041                         s->node[offline_node] = NULL;
4042                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4043                 }
4044         }
4045         mutex_unlock(&slab_mutex);
4046 }
4047
4048 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4049 {
4050         struct kmem_cache_node *n;
4051         struct kmem_cache *s;
4052         struct memory_notify *marg = arg;
4053         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4054         int ret = 0;
4055
4056         /*
4057          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4058          * already created. Nothing to do.
4059          */
4060         if (nid < 0)
4061                 return 0;
4062
4063         /*
4064          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4065          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4066          * online.
4067          */
4068         mutex_lock(&slab_mutex);
4069         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4070                 /*
4071                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4072                  *      since memory is not yet available from the node that
4073                  *      is brought up.
4074                  */
4075                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4076                 if (!n) {
4077                         ret = -ENOMEM;
4078                         goto out;
4079                 }
4080                 init_kmem_cache_node(n);
4081                 s->node[nid] = n;
4082         }
4083 out:
4084         mutex_unlock(&slab_mutex);
4085         return ret;
4086 }
4087
4088 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4089                                 unsigned long action, void *arg)
4090 {
4091         int ret = 0;
4092
4093         switch (action) {
4094         case MEM_GOING_ONLINE:
4095                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4096                 break;
4097         case MEM_GOING_OFFLINE:
4098                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4099                 break;
4100         case MEM_OFFLINE:
4101         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4102                 slab_mem_offline_callback(arg);
4103                 break;
4104         case MEM_ONLINE:
4105         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4106                 break;
4107         }
4108         if (ret)
4109                 ret = notifier_from_errno(ret);
4110         else
4111                 ret = NOTIFY_OK;
4112         return ret;
4113 }
4114
4115 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4116         .notifier_call = slab_memory_callback,
4117         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4118 };
4119
4120 /********************************************************************
4121  *                      Basic setup of slabs
4122  *******************************************************************/
4123
4124 /*
4125  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4126  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4127  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4128  */
4129
4130 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4131 {
4132         int node;
4133         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4134         struct kmem_cache_node *n;
4135
4136         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4137
4138         /*
4139          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4140          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4141          * IPIs around.
4142          */
4143         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4144         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4145                 struct page *p;
4146
4147                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4148                         p->slab_cache = s;
4149
4150 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4151                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4152                         p->slab_cache = s;
4153 #endif
4154         }
4155         slab_init_memcg_params(s);
4156         list_add(&s->list, &slab_caches);
4157         return s;
4158 }
4159
4160 void __init kmem_cache_init(void)
4161 {
4162         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4163                 boot_kmem_cache_node;
4164
4165         if (debug_guardpage_minorder())
4166                 slub_max_order = 0;
4167
4168         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4169         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4170
4171         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4172                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4173
4174         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4175
4176         /* Able to allocate the per node structures */
4177         slab_state = PARTIAL;
4178
4179         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4180                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4181                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4182                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4183
4184         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4185
4186         /*
4187          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4188          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4189          * update any list pointers.
4190          */
4191         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4192
4193         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4194         setup_kmalloc_cache_index_table();
4195         create_kmalloc_caches(0);
4196
4197         /* Setup random freelists for each cache */
4198         init_freelist_randomization();
4199
4200         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4201                                   slub_cpu_dead);
4202
4203         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
4204                 cache_line_size(),
4205                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4206                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4207 }
4208
4209 void __init kmem_cache_init_late(void)
4210 {
4211 }
4212
4213 struct kmem_cache *
4214 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4215                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4216 {
4217         struct kmem_cache *s, *c;
4218
4219         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4220         if (s) {
4221                 s->refcount++;
4222
4223                 /*
4224                  * Adjust the object sizes so that we clear
4225                  * the complete object on kzalloc.
4226                  */
4227                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4228                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4229
4230                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4231                         c->object_size = s->object_size;
4232                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4233                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4234                 }
4235
4236                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4237                         s->refcount--;
4238                         s = NULL;
4239                 }
4240         }
4241
4242         return s;
4243 }
4244
4245 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4246 {
4247         int err;
4248
4249         err = kmem_cache_open(s, flags);
4250         if (err)
4251                 return err;
4252
4253         /* Mutex is not taken during early boot */
4254         if (slab_state <= UP)
4255                 return 0;
4256
4257         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4258         err = sysfs_slab_add(s);
4259         if (err)
4260                 __kmem_cache_release(s);
4261
4262         return err;
4263 }
4264
4265 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4266 {
4267         struct kmem_cache *s;
4268         void *ret;
4269
4270         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4271                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4272
4273         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4274
4275         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4276                 return s;
4277
4278         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4279
4280         /* Honor the call site pointer we received. */
4281         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4282
4283         return ret;
4284 }
4285
4286 #ifdef CONFIG_NUMA
4287 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4288                                         int node, unsigned long caller)
4289 {
4290         struct kmem_cache *s;
4291         void *ret;
4292
4293         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4294                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4295
4296                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4297                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4298                                    gfpflags, node);
4299
4300                 return ret;
4301         }
4302
4303         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4304
4305         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4306                 return s;
4307
4308         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4309
4310         /* Honor the call site pointer we received. */
4311         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4312
4313         return ret;
4314 }
4315 #endif
4316
4317 #ifdef CONFIG_SYSFS
4318 static int count_inuse(struct page *page)
4319 {
4320         return page->inuse;
4321 }
4322
4323 static int count_total(struct page *page)
4324 {
4325         return page->objects;
4326 }
4327 #endif
4328
4329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4330 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4331                                                 unsigned long *map)
4332 {
4333         void *p;
4334         void *addr = page_address(page);
4335
4336         if (!check_slab(s, page) ||
4337                         !on_freelist(s, page, NULL))
4338                 return 0;
4339
4340         /* Now we know that a valid freelist exists */
4341         bitmap_zero(map, page->objects);
4342
4343         get_map(s, page, map);
4344         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4345                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4346                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4347                                 return 0;
4348         }
4349
4350         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4351                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4352                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4353                                 return 0;
4354         return 1;
4355 }
4356
4357 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4358                                                 unsigned long *map)
4359 {
4360         slab_lock(page);
4361         validate_slab(s, page, map);
4362         slab_unlock(page);
4363 }
4364
4365 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4366                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4367 {
4368         unsigned long count = 0;
4369         struct page *page;
4370         unsigned long flags;
4371
4372         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4373
4374         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4375                 validate_slab_slab(s, page, map);
4376                 count++;
4377         }
4378         if (count != n->nr_partial)
4379                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4380                        s->name, count, n->nr_partial);
4381
4382         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4383                 goto out;
4384
4385         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4386                 validate_slab_slab(s, page, map);
4387                 count++;
4388         }
4389         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4390                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4391                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4392
4393 out:
4394         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4395         return count;
4396 }
4397
4398 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4399 {
4400         int node;
4401         unsigned long count = 0;
4402         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4403                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4404         struct kmem_cache_node *n;
4405
4406         if (!map)
4407                 return -ENOMEM;
4408
4409         flush_all(s);
4410         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4411                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4412         kfree(map);
4413         return count;
4414 }
4415 /*
4416  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4417  * and freed.
4418  */
4419
4420 struct location {
4421         unsigned long count;
4422         unsigned long addr;
4423         long long sum_time;
4424         long min_time;
4425         long max_time;
4426         long min_pid;
4427         long max_pid;
4428         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4429         nodemask_t nodes;
4430 };
4431
4432 struct loc_track {
4433         unsigned long max;
4434         unsigned long count;
4435         struct location *loc;
4436 };
4437
4438 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4439 {
4440         if (t->max)
4441                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4442                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4443 }
4444
4445 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4446 {
4447         struct location *l;
4448         int order;
4449
4450         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4451
4452         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4453         if (!l)
4454                 return 0;
4455
4456         if (t->count) {
4457                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4458                 free_loc_track(t);
4459         }
4460         t->max = max;
4461         t->loc = l;
4462         return 1;
4463 }
4464
4465 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4466                                 const struct track *track)
4467 {
4468         long start, end, pos;
4469         struct location *l;
4470         unsigned long caddr;
4471         unsigned long age = jiffies - track->when;
4472
4473         start = -1;
4474         end = t->count;
4475
4476         for ( ; ; ) {
4477                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4478
4479                 /*
4480                  * There is nothing at "end". If we end up there
4481                  * we need to add something to before end.
4482                  */
4483                 if (pos == end)
4484                         break;
4485
4486                 caddr = t->loc[pos].addr;
4487                 if (track->addr == caddr) {
4488
4489                         l = &t->loc[pos];
4490                         l->count++;
4491                         if (track->when) {
4492                                 l->sum_time += age;
4493                                 if (age < l->min_time)
4494                                         l->min_time = age;
4495                                 if (age > l->max_time)
4496                                         l->max_time = age;
4497
4498                                 if (track->pid < l->min_pid)
4499                                         l->min_pid = track->pid;
4500                                 if (track->pid > l->max_pid)
4501                                         l->max_pid = track->pid;
4502
4503                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4504                                                 to_cpumask(l->cpus));
4505                         }
4506                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4507                         return 1;
4508                 }
4509
4510                 if (track->addr < caddr)
4511                         end = pos;
4512                 else
4513                         start = pos;
4514         }
4515
4516         /*
4517          * Not found. Insert new tracking element.
4518          */
4519         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4520                 return 0;
4521
4522         l = t->loc + pos;
4523         if (pos < t->count)
4524                 memmove(l + 1, l,
4525                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4526         t->count++;
4527         l->count = 1;
4528         l->addr = track->addr;
4529         l->sum_time = age;
4530         l->min_time = age;
4531         l->max_time = age;
4532         l->min_pid = track->pid;
4533         l->max_pid = track->pid;
4534         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4535         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4536         nodes_clear(l->nodes);
4537         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4538         return 1;
4539 }
4540
4541 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4542                 struct page *page, enum track_item alloc,
4543                 unsigned long *map)
4544 {
4545         void *addr = page_address(page);
4546         void *p;
4547
4548         bitmap_zero(map, page->objects);
4549         get_map(s, page, map);
4550
4551         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4552                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4553                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4554 }
4555
4556 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4557                                         enum track_item alloc)
4558 {
4559         int len = 0;
4560         unsigned long i;
4561         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4562         int node;
4563         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4564                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4565         struct kmem_cache_node *n;
4566
4567         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4568                                      GFP_TEMPORARY)) {
4569                 kfree(map);
4570                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4571         }
4572         /* Push back cpu slabs */
4573         flush_all(s);
4574
4575         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4576                 unsigned long flags;
4577                 struct page *page;
4578
4579                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4580                         continue;
4581
4582                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4583                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4584                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4585                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4586                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4587                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4588         }
4589
4590         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4591                 struct location *l = &t.loc[i];
4592
4593                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4594                         break;
4595                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4596
4597                 if (l->addr)
4598                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4599                 else
4600                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4601
4602                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4603                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4604                                 l->min_time,
4605                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4606                                 l->max_time);
4607                 } else
4608                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4609                                 l->min_time);
4610
4611                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4612                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4613                                 l->min_pid, l->max_pid);
4614                 else
4615                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4616                                 l->min_pid);
4617
4618                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4619                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4620                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4621                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4622                                          " cpus=%*pbl",
4623                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4624
4625                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4626                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4627                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4628                                          " nodes=%*pbl",
4629                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4630
4631                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4632         }
4633
4634         free_loc_track(&t);
4635         kfree(map);
4636         if (!t.count)
4637                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4638         return len;
4639 }
4640 #endif
4641
4642 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4643 static void __init resiliency_test(void)
4644 {
4645         u8 *p;
4646
4647         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4648
4649         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4650         pr_err("-----------------------\n");
4651         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4652
4653         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4654         p[16] = 0x12;
4655         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4656                p + 16);
4657
4658         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4659
4660         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4661         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4662         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4663         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4664                p);
4665         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4666
4667         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4668         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4669         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4670         *p = 0x56;
4671         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4672                p);
4673         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4674         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4675
4676         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4677         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4678         kfree(p);
4679         *p = 0x78;
4680         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4681         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4682
4683         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4684         kfree(p);
4685         p[50] = 0x9a;
4686         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4687         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4688
4689         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4690         kfree(p);
4691         p[512] = 0xab;
4692         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4693         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4694 }
4695 #else
4696 #ifdef CONFIG_SYSFS
4697 static void resiliency_test(void) {};
4698 #endif
4699 #endif
4700
4701 #ifdef CONFIG_SYSFS
4702 enum slab_stat_type {
4703         SL_ALL,                 /* All slabs */
4704         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4705         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4706         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4707         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4708 };
4709
4710 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4711 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4712 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4713 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4714 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4715
4716 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4717                             char *buf, unsigned long flags)
4718 {
4719         unsigned long total = 0;
4720         int node;
4721         int x;
4722         unsigned long *nodes;
4723
4724         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4725         if (!nodes)
4726                 return -ENOMEM;
4727
4728         if (flags & SO_CPU) {
4729                 int cpu;
4730
4731                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4732                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4733                                                                cpu);
4734                         int node;
4735                         struct page *page;
4736
4737                         page = READ_ONCE(c->page);
4738                         if (!page)
4739                                 continue;
4740
4741                         node = page_to_nid(page);
4742                         if (flags & SO_TOTAL)
4743                                 x = page->objects;
4744                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4745                                 x = page->inuse;
4746                         else
4747                                 x = 1;
4748
4749                         total += x;
4750                         nodes[node] += x;
4751
4752                         page = READ_ONCE(c->partial);
4753                         if (page) {
4754                                 node = page_to_nid(page);
4755                                 if (flags & SO_TOTAL)
4756                                         WARN_ON_ONCE(1);
4757                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4758                                         WARN_ON_ONCE(1);
4759                                 else
4760                                         x = page->pages;
4761                                 total += x;
4762                                 nodes[node] += x;
4763                         }
4764                 }
4765         }
4766
4767         /*
4768          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4769          * already held which will conflict with an existing lock order:
4770          *
4771          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4772          *
4773          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4774          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4775          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4776          */
4777
4778 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4779         if (flags & SO_ALL) {
4780                 struct kmem_cache_node *n;
4781
4782                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4783
4784                         if (flags & SO_TOTAL)
4785                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4786                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4787                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4788                                         count_partial(n, count_free);
4789                         else
4790                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4791                         total += x;
4792                         nodes[node] += x;
4793                 }
4794
4795         } else
4796 #endif
4797         if (flags & SO_PARTIAL) {
4798                 struct kmem_cache_node *n;
4799
4800                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4801                         if (flags & SO_TOTAL)
4802                                 x = count_partial(n, count_total);
4803                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4804                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4805                         else
4806                                 x = n->nr_partial;
4807                         total += x;
4808                         nodes[node] += x;
4809                 }
4810         }
4811         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4812 #ifdef CONFIG_NUMA
4813         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4814                 if (nodes[node])
4815                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4816                                         node, nodes[node]);
4817 #endif
4818         kfree(nodes);
4819         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4820 }
4821
4822 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4823 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4824 {
4825         int node;
4826         struct kmem_cache_node *n;
4827
4828         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4829                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4830                         return 1;
4831
4832         return 0;
4833 }
4834 #endif
4835
4836 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4837 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4838
4839 struct slab_attribute {
4840         struct attribute attr;
4841         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4842         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4843 };
4844
4845 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4846         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4847         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4848
4849 #define SLAB_ATTR(_name) \
4850         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4851         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4852
4853 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4854 {
4855         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4856 }
4857 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4858
4859 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4860 {
4861         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4862 }
4863 SLAB_ATTR_RO(align);
4864
4865 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4866 {
4867         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4868 }
4869 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4870
4871 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4872 {
4873         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4874 }
4875 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4876
4877 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4878                                 const char *buf, size_t length)
4879 {
4880         unsigned long order;
4881         int err;
4882
4883         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4884         if (err)
4885                 return err;
4886
4887         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4888                 return -EINVAL;
4889
4890         calculate_sizes(s, order);
4891         return length;
4892 }
4893
4894 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4895 {
4896         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4897 }
4898 SLAB_ATTR(order);
4899
4900 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4901 {
4902         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4903 }
4904
4905 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4906                                  size_t length)
4907 {
4908         unsigned long min;
4909         int err;
4910
4911         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4912         if (err)
4913                 return err;
4914
4915         set_min_partial(s, min);
4916         return length;
4917 }
4918 SLAB_ATTR(min_partial);
4919
4920 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4921 {
4922         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4923 }
4924
4925 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4926                                  size_t length)
4927 {
4928         unsigned int objects;
4929         int err;
4930
4931         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4932         if (err)
4933                 return err;
4934         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4935                 return -EINVAL;
4936
4937         s->cpu_partial = objects;
4938         flush_all(s);
4939         return length;
4940 }
4941 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4942
4943 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4944 {
4945         if (!s->ctor)
4946                 return 0;
4947         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4948 }
4949 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4950
4951 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4952 {
4953         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4954 }
4955 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4956
4957 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4958 {
4959         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4960 }
4961 SLAB_ATTR_RO(partial);
4962
4963 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4966 }
4967 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4968
4969 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4970 {
4971         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4972 }
4973 SLAB_ATTR_RO(objects);
4974
4975 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4976 {
4977         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4978 }
4979 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4980
4981 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4982 {
4983         int objects = 0;
4984         int pages = 0;
4985         int cpu;
4986         int len;
4987
4988         for_each_online_cpu(cpu) {
4989                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4990
4991                 if (page) {
4992                         pages += page->pages;
4993                         objects += page->pobjects;
4994                 }
4995         }
4996
4997         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4998
4999 #ifdef CONFIG_SMP
5000         for_each_online_cpu(cpu) {
5001                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
5002
5003                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5004                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5005                                 page->pobjects, page->pages);
5006         }
5007 #endif
5008         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5009 }
5010 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5011
5012 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5013 {
5014         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5015 }
5016
5017 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5018                                 const char *buf, size_t length)
5019 {
5020         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5021         if (buf[0] == '1')
5022                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5023         return length;
5024 }
5025 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5026
5027 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5028 {
5029         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5030 }
5031 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5032
5033 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5034 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5035 {
5036         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5037 }
5038 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5039 #endif
5040
5041 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5042 {
5043         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
5044 }
5045 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5046
5047 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5048 {
5049         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5050 }
5051 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5052
5053 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5054 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5055 {
5056         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5057 }
5058 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5059
5060 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5061 {
5062         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5063 }
5064 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5065
5066 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5067 {
5068         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5069 }
5070
5071 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5072                                 const char *buf, size_t length)
5073 {
5074         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5075         if (buf[0] == '1') {
5076                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5077                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5078         }
5079         return length;
5080 }
5081 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5082
5083 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5084 {
5085         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5086 }
5087
5088 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5089                                                         size_t length)
5090 {
5091         /*
5092          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5093          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5094          * cache into an umergeable one.
5095          */
5096         if (s->refcount > 1)
5097                 return -EINVAL;
5098
5099         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5100         if (buf[0] == '1') {
5101                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5102                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5103         }
5104         return length;
5105 }
5106 SLAB_ATTR(trace);
5107
5108 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5111 }
5112
5113 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5114                                 const char *buf, size_t length)
5115 {
5116         if (any_slab_objects(s))
5117                 return -EBUSY;
5118
5119         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5120         if (buf[0] == '1') {
5121                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5122         }
5123         calculate_sizes(s, -1);
5124         return length;
5125 }
5126 SLAB_ATTR(red_zone);
5127
5128 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5129 {
5130         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5131 }
5132
5133 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5134                                 const char *buf, size_t length)
5135 {
5136         if (any_slab_objects(s))
5137                 return -EBUSY;
5138
5139         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5140         if (buf[0] == '1') {
5141                 s->flags |= SLAB_POISON;
5142         }
5143         calculate_sizes(s, -1);
5144         return length;
5145 }
5146 SLAB_ATTR(poison);
5147
5148 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5149 {
5150         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5151 }
5152
5153 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5154                                 const char *buf, size_t length)
5155 {
5156         if (any_slab_objects(s))
5157                 return -EBUSY;
5158
5159         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5160         if (buf[0] == '1') {
5161                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5162                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5163         }
5164         calculate_sizes(s, -1);
5165         return length;
5166 }
5167 SLAB_ATTR(store_user);
5168
5169 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5170 {
5171         return 0;
5172 }
5173
5174 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5175                         const char *buf, size_t length)
5176 {
5177         int ret = -EINVAL;
5178
5179         if (buf[0] == '1') {
5180                 ret = validate_slab_cache(s);
5181                 if (ret >= 0)
5182                         ret = length;
5183         }
5184         return ret;
5185 }
5186 SLAB_ATTR(validate);
5187
5188 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5189 {
5190         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5191                 return -ENOSYS;
5192         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5193 }
5194 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5195
5196 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5197 {
5198         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5199                 return -ENOSYS;
5200         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5201 }
5202 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5203 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5204
5205 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5206 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5207 {
5208         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5209 }
5210
5211 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5212                                                         size_t length)
5213 {
5214         if (s->refcount > 1)
5215                 return -EINVAL;
5216
5217         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5218         if (buf[0] == '1')
5219                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5220         return length;
5221 }
5222 SLAB_ATTR(failslab);
5223 #endif
5224
5225 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5226 {
5227         return 0;
5228 }
5229
5230 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5231                         const char *buf, size_t length)
5232 {
5233         if (buf[0] == '1')
5234                 kmem_cache_shrink(s);
5235         else
5236                 return -EINVAL;
5237         return length;
5238 }
5239 SLAB_ATTR(shrink);
5240
5241 #ifdef CONFIG_NUMA
5242 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5245 }
5246
5247 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5248                                 const char *buf, size_t length)
5249 {
5250         unsigned long ratio;
5251         int err;
5252
5253         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5254         if (err)
5255                 return err;
5256
5257         if (ratio <= 100)
5258                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5259
5260         return length;
5261 }
5262 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5263 #endif
5264
5265 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5266 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5267 {
5268         unsigned long sum  = 0;
5269         int cpu;
5270         int len;
5271         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5272
5273         if (!data)
5274                 return -ENOMEM;
5275
5276         for_each_online_cpu(cpu) {
5277                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5278
5279                 data[cpu] = x;
5280                 sum += x;
5281         }
5282
5283         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5284
5285 #ifdef CONFIG_SMP
5286         for_each_online_cpu(cpu) {
5287                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5288                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5289         }
5290 #endif
5291         kfree(data);
5292         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5293 }
5294
5295 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5296 {
5297         int cpu;
5298
5299         for_each_online_cpu(cpu)
5300                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5301 }
5302
5303 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5304 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5305 {                                                               \
5306         return show_stat(s, buf, si);                           \
5307 }                                                               \
5308 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5309                                 const char *buf, size_t length) \
5310 {                                                               \
5311         if (buf[0] != '0')                                      \
5312                 return -EINVAL;                                 \
5313         clear_stat(s, si);                                      \
5314         return length;                                          \
5315 }                                                               \
5316 SLAB_ATTR(text);                                                \
5317
5318 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5319 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5320 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5321 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5322 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5323 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5324 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5325 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5326 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5327 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5328 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5329 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5330 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5331 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5332 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5333 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5334 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5335 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5336 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5337 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5338 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5339 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5340 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5341 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5342 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5343 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5344 #endif
5345
5346 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5347         &slab_size_attr.attr,
5348         &object_size_attr.attr,
5349         &objs_per_slab_attr.attr,
5350         &order_attr.attr,
5351         &min_partial_attr.attr,
5352         &cpu_partial_attr.attr,
5353         &objects_attr.attr,
5354         &objects_partial_attr.attr,
5355         &partial_attr.attr,
5356         &cpu_slabs_attr.attr,
5357         &ctor_attr.attr,
5358         &aliases_attr.attr,
5359         &align_attr.attr,
5360         &hwcache_align_attr.attr,
5361         &reclaim_account_attr.attr,
5362         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5363         &shrink_attr.attr,
5364         &reserved_attr.attr,
5365         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5366 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5367         &total_objects_attr.attr,
5368         &slabs_attr.attr,
5369         &sanity_checks_attr.attr,
5370         &trace_attr.attr,
5371         &red_zone_attr.attr,
5372         &poison_attr.attr,
5373         &store_user_attr.attr,
5374         &validate_attr.attr,
5375         &alloc_calls_attr.attr,
5376         &free_calls_attr.attr,
5377 #endif
5378 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5379         &cache_dma_attr.attr,
5380 #endif
5381 #ifdef CONFIG_NUMA
5382         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5383 #endif
5384 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5385         &alloc_fastpath_attr.attr,
5386         &alloc_slowpath_attr.attr,
5387         &free_fastpath_attr.attr,
5388         &free_slowpath_attr.attr,
5389         &free_frozen_attr.attr,
5390         &free_add_partial_attr.attr,
5391         &free_remove_partial_attr.attr,
5392         &alloc_from_partial_attr.attr,
5393         &alloc_slab_attr.attr,
5394         &alloc_refill_attr.attr,
5395         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5396         &free_slab_attr.attr,
5397         &cpuslab_flush_attr.attr,
5398         &deactivate_full_attr.attr,
5399         &deactivate_empty_attr.attr,
5400         &deactivate_to_head_attr.attr,
5401         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5402         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5403         &deactivate_bypass_attr.attr,
5404         &order_fallback_attr.attr,
5405         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5406         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5407         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5408         &cpu_partial_free_attr.attr,
5409         &cpu_partial_node_attr.attr,
5410         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5411 #endif
5412 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5413         &failslab_attr.attr,
5414 #endif
5415
5416         NULL
5417 };
5418
5419 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5420         .attrs = slab_attrs,
5421 };
5422
5423 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5424                                 struct attribute *attr,
5425                                 char *buf)
5426 {
5427         struct slab_attribute *attribute;
5428         struct kmem_cache *s;
5429         int err;
5430
5431         attribute = to_slab_attr(attr);
5432         s = to_slab(kobj);
5433
5434         if (!attribute->show)
5435                 return -EIO;
5436
5437         err = attribute->show(s, buf);
5438
5439         return err;
5440 }
5441
5442 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5443                                 struct attribute *attr,
5444                                 const char *buf, size_t len)
5445 {
5446         struct slab_attribute *attribute;
5447         struct kmem_cache *s;
5448         int err;
5449
5450         attribute = to_slab_attr(attr);
5451         s = to_slab(kobj);
5452
5453         if (!attribute->store)
5454                 return -EIO;
5455
5456         err = attribute->store(s, buf, len);
5457 #ifdef CONFIG_MEMCG
5458         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5459                 struct kmem_cache *c;
5460
5461                 mutex_lock(&slab_mutex);
5462                 if (s->max_attr_size < len)
5463                         s->max_attr_size = len;
5464
5465                 /*
5466                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5467                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5468                  * basically because not all attributes will have a well
5469                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5470                  * have permanent effects.
5471                  *
5472                  * Returning the error value of any of the children that fail
5473                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5474                  * error code won't be able to know anything about the state of
5475                  * the cache.
5476                  *
5477                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5478                  * has well defined semantics. The cache being written to
5479                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5480                  * through the descendants with best-effort propagation.
5481                  */
5482                 for_each_memcg_cache(c, s)
5483                         attribute->store(c, buf, len);
5484                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5485         }
5486 #endif
5487         return err;
5488 }
5489
5490 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5491 {
5492 #ifdef CONFIG_MEMCG
5493         int i;
5494         char *buffer = NULL;
5495         struct kmem_cache *root_cache;
5496
5497         if (is_root_cache(s))
5498                 return;
5499
5500         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5501
5502         /*
5503          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5504          * in copying default values around
5505          */
5506         if (!root_cache->max_attr_size)
5507                 return;
5508
5509         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5510                 char mbuf[64];
5511                 char *buf;
5512                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5513                 ssize_t len;
5514
5515                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5516                         continue;
5517
5518                 /*
5519                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5520                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5521                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5522                  *
5523                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5524                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5525                  * theoretically happen.
5526                  */
5527                 if (buffer)
5528                         buf = buffer;
5529                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5530                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5531                         buf = mbuf;
5532                 else {
5533                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5534                         if (WARN_ON(!buffer))
5535                                 continue;
5536                         buf = buffer;
5537                 }
5538
5539                 len = attr->show(root_cache, buf);
5540                 if (len > 0)
5541                         attr->store(s, buf, len);
5542         }
5543
5544         if (buffer)
5545                 free_page((unsigned long)buffer);
5546 #endif
5547 }
5548
5549 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5550 {
5551         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5552 }
5553
5554 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5555         .show = slab_attr_show,
5556         .store = slab_attr_store,
5557 };
5558
5559 static struct kobj_type slab_ktype = {
5560         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5561         .release = kmem_cache_release,
5562 };
5563
5564 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5565 {
5566         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5567
5568         if (ktype == &slab_ktype)
5569                 return 1;
5570         return 0;
5571 }
5572
5573 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5574         .filter = uevent_filter,
5575 };
5576
5577 static struct kset *slab_kset;
5578
5579 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5580 {
5581 #ifdef CONFIG_MEMCG
5582         if (!is_root_cache(s))
5583                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5584 #endif
5585         return slab_kset;
5586 }
5587
5588 #define ID_STR_LENGTH 64
5589
5590 /* Create a unique string id for a slab cache:
5591  *
5592  * Format       :[flags-]size
5593  */
5594 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5595 {
5596         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5597         char *p = name;
5598
5599         BUG_ON(!name);
5600
5601         *p++ = ':';
5602         /*
5603          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5604          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5605          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5606          * are matched during merging to guarantee that the id is
5607          * unique.
5608          */
5609         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5610                 *p++ = 'd';
5611         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5612                 *p++ = 'a';
5613         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5614                 *p++ = 'F';
5615         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5616                 *p++ = 't';
5617         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5618                 *p++ = 'A';
5619         if (p != name + 1)
5620                 *p++ = '-';
5621         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5622
5623         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5624         return name;
5625 }
5626
5627 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5628 {
5629         int err;
5630         const char *name;
5631         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5632
5633         if (unmergeable) {
5634                 /*
5635                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5636                  * This is typically the case for debug situations. In that
5637                  * case we can catch duplicate names easily.
5638                  */
5639                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5640                 name = s->name;
5641         } else {
5642                 /*
5643                  * Create a unique name for the slab as a target
5644                  * for the symlinks.
5645                  */
5646                 name = create_unique_id(s);
5647         }
5648
5649         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5650         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5651         if (err)
5652                 goto out;
5653
5654         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5655         if (err)
5656                 goto out_del_kobj;
5657
5658 #ifdef CONFIG_MEMCG
5659         if (is_root_cache(s)) {
5660                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5661                 if (!s->memcg_kset) {
5662                         err = -ENOMEM;
5663                         goto out_del_kobj;
5664                 }
5665         }
5666 #endif
5667
5668         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5669         if (!unmergeable) {
5670                 /* Setup first alias */
5671                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5672         }
5673 out:
5674         if (!unmergeable)
5675                 kfree(name);
5676         return err;
5677 out_del_kobj:
5678         kobject_del(&s->kobj);
5679         goto out;
5680 }
5681
5682 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5683 {
5684         if (slab_state < FULL)
5685                 /*
5686                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5687                  * cache from sysfs.
5688                  */
5689                 return;
5690
5691 #ifdef CONFIG_MEMCG
5692         kset_unregister(s->memcg_kset);
5693 #endif
5694         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5695         kobject_del(&s->kobj);
5696         kobject_put(&s->kobj);
5697 }
5698
5699 /*
5700  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5701  * available lest we lose that information.
5702  */
5703 struct saved_alias {
5704         struct kmem_cache *s;
5705         const char *name;
5706         struct saved_alias *next;
5707 };
5708
5709 static struct saved_alias *alias_list;
5710
5711 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5712 {
5713         struct saved_alias *al;
5714
5715         if (slab_state == FULL) {
5716                 /*
5717                  * If we have a leftover link then remove it.
5718                  */
5719                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5720                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5721         }
5722
5723         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5724         if (!al)
5725                 return -ENOMEM;
5726
5727         al->s = s;
5728         al->name = name;
5729         al->next = alias_list;
5730         alias_list = al;
5731         return 0;
5732 }
5733
5734 static int __init slab_sysfs_init(void)
5735 {
5736         struct kmem_cache *s;
5737         int err;
5738
5739         mutex_lock(&slab_mutex);
5740
5741         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5742         if (!slab_kset) {
5743                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5744                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5745                 return -ENOSYS;
5746         }
5747
5748         slab_state = FULL;
5749
5750         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5751                 err = sysfs_slab_add(s);
5752                 if (err)
5753                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5754                                s->name);
5755         }
5756
5757         while (alias_list) {
5758                 struct saved_alias *al = alias_list;
5759
5760                 alias_list = alias_list->next;
5761                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5762                 if (err)
5763                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5764                                al->name);
5765                 kfree(al);
5766         }
5767
5768         mutex_unlock(&slab_mutex);
5769         resiliency_test();
5770         return 0;
5771 }
5772
5773 __initcall(slab_sysfs_init);
5774 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5775
5776 /*
5777  * The /proc/slabinfo ABI
5778  */
5779 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5780 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5781 {
5782         unsigned long nr_slabs = 0;
5783         unsigned long nr_objs = 0;
5784         unsigned long nr_free = 0;
5785         int node;
5786         struct kmem_cache_node *n;
5787
5788         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5789                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5790                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5791                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5792         }
5793
5794         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5795         sinfo->num_objs = nr_objs;
5796         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5797         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5798         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5799         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5800 }
5801
5802 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5803 {
5804 }
5805
5806 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5807                        size_t count, loff_t *ppos)
5808 {
5809         return -EIO;
5810 }
5811 #endif /* CONFIG_SLABINFO */