GNU Linux-libre 6.9.1-gnu
[releases.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* mm_account_reclaimed_pages() */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmsan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/stackdepot.h>
31 #include <linux/debugobjects.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33 #include <linux/kfence.h>
34 #include <linux/memory.h>
35 #include <linux/math64.h>
36 #include <linux/fault-inject.h>
37 #include <linux/kmemleak.h>
38 #include <linux/stacktrace.h>
39 #include <linux/prefetch.h>
40 #include <linux/memcontrol.h>
41 #include <linux/random.h>
42 #include <kunit/test.h>
43 #include <kunit/test-bug.h>
44 #include <linux/sort.h>
45
46 #include <linux/debugfs.h>
47 #include <trace/events/kmem.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Lock order:
53  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
54  *   2. node->list_lock (Spinlock)
55  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
56  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches)
57  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
58  *
59  *   slab_mutex
60  *
61  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
62  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
63  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
64  *
65  *   slab_lock
66  *
67  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
68  *   spinlock.
69  *
70  *   The slab_lock is only used on arches that do not have the ability
71  *   to do a cmpxchg_double. It only protects:
72  *
73  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
74  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
75  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
76  *      D. slab->frozen         -> frozen state
77  *
78  *   Frozen slabs
79  *
80  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is
81  *   the cpu slab which is actively allocated from by the processor that
82  *   froze it and it is not on any list. The processor that froze the
83  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
84  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
85  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
86  *   slab's freelist.
87  *
88  *   CPU partial slabs
89  *
90  *   The partially empty slabs cached on the CPU partial list are used
91  *   for performance reasons, which speeds up the allocation process.
92  *   These slabs are not frozen, but are also exempt from list management,
93  *   by clearing the PG_workingset flag when moving out of the node
94  *   partial list. Please see __slab_free() for more details.
95  *
96  *   To sum up, the current scheme is:
97  *   - node partial slab: PG_Workingset && !frozen
98  *   - cpu partial slab: !PG_Workingset && !frozen
99  *   - cpu slab: !PG_Workingset && frozen
100  *   - full slab: !PG_Workingset && !frozen
101  *
102  *   list_lock
103  *
104  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
105  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
106  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
107  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
108  *   modified without taking the list lock).
109  *
110  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
111  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
112  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
113  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
114  *   the list lock.
115  *
116  *   For debug caches, all allocations are forced to go through a list_lock
117  *   protected region to serialize against concurrent validation.
118  *
119  *   cpu_slab->lock local lock
120  *
121  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
122  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
123  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
124  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
125  *
126  *   On PREEMPT_RT, the local lock neither disables interrupts nor preemption
127  *   which means the lockless fastpath cannot be used as it might interfere with
128  *   an in-progress slow path operations. In this case the local lock is always
129  *   taken but it still utilizes the freelist for the common operations.
130  *
131  *   lockless fastpaths
132  *
133  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
134  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
135  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
136  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
137  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
138  *   another cpu.
139  *
140  *   irq, preemption, migration considerations
141  *
142  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
143  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
144  *   to use in the context of an irq.
145  *
146  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
147  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
148  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
149  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
150  *
151  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
152  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
153  *
154  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
155  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
156  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
157  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
158  * cannot scan all objects.
159  *
160  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
161  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
162  * fast frees and allocs.
163  *
164  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
165  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
166  *                      such as satisfying allocations for a specific
167  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
168  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
169  *                      list operations. It is up to the processor holding
170  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
171  *                      when the slab is no longer needed.
172  *
173  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
174  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
175  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
176  *                      freelist that allows lockless access to
177  *                      free objects in addition to the regular freelist
178  *                      that requires the slab lock.
179  *
180  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
181  *                      options set. This moves slab handling out of
182  *                      the fast path and disables lockless freelists.
183  */
184
185 /*
186  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
187  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
188  */
189 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
190 #define slub_get_cpu_ptr(var)           get_cpu_ptr(var)
191 #define slub_put_cpu_ptr(var)           put_cpu_ptr(var)
192 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (true)
193 #else
194 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
195 ({                                      \
196         migrate_disable();              \
197         this_cpu_ptr(var);              \
198 })
199 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
200 do {                                    \
201         (void)(var);                    \
202         migrate_enable();               \
203 } while (0)
204 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (false)
205 #endif
206
207 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
208 #define __fastpath_inline __always_inline
209 #else
210 #define __fastpath_inline
211 #endif
212
213 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
214 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
215 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
216 #else
217 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
218 #endif
219 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
220
221 /* Structure holding parameters for get_partial() call chain */
222 struct partial_context {
223         gfp_t flags;
224         unsigned int orig_size;
225         void *object;
226 };
227
228 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
229 {
230         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
231 }
232
233 static inline bool slub_debug_orig_size(struct kmem_cache *s)
234 {
235         return (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) &&
236                         (s->flags & SLAB_KMALLOC));
237 }
238
239 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
240 {
241         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
242                 p += s->red_left_pad;
243
244         return p;
245 }
246
247 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
248 {
249 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
250         return !kmem_cache_debug(s);
251 #else
252         return false;
253 #endif
254 }
255
256 /*
257  * Issues still to be resolved:
258  *
259  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
260  *
261  * - Variable sizing of the per node arrays
262  */
263
264 /* Enable to log cmpxchg failures */
265 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
266
267 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
268 /*
269  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
270  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
271  */
272 #define MIN_PARTIAL 5
273
274 /*
275  * Maximum number of desirable partial slabs.
276  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
277  * sort the partial list by the number of objects in use.
278  */
279 #define MAX_PARTIAL 10
280 #else
281 #define MIN_PARTIAL 0
282 #define MAX_PARTIAL 0
283 #endif
284
285 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
286                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
287
288 /*
289  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
290  * issues when checking or reading debug information
291  */
292 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
293                                 SLAB_TRACE)
294
295
296 /*
297  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
298  * disabled when slab_debug=O is used and a cache's min order increases with
299  * metadata.
300  */
301 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
302
303 #define OO_SHIFT        16
304 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
305 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
306
307 /* Internal SLUB flags */
308 /* Poison object */
309 #define __OBJECT_POISON         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_OBJECT_POISON)
310 /* Use cmpxchg_double */
311
312 #ifdef system_has_freelist_aba
313 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CMPXCHG_DOUBLE)
314 #else
315 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_UNUSED
316 #endif
317
318 /*
319  * Tracking user of a slab.
320  */
321 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
322 struct track {
323         unsigned long addr;     /* Called from address */
324 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
325         depot_stack_handle_t handle;
326 #endif
327         int cpu;                /* Was running on cpu */
328         int pid;                /* Pid context */
329         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
330 };
331
332 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
333
334 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
335 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
336 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
337 #else
338 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
339 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
340                                                         { return 0; }
341 #endif
342
343 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
344 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
345 #else
346 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
347 #endif
348
349 enum stat_item {
350         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
351         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
352         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slab */
353         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
354         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
355         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
356         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
357         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from node partial list */
358         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
359         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
360         ALLOC_NODE_MISMATCH,    /* Switching cpu slab */
361         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
362         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
363         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
364         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
365         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
366         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
367         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
368         DEACTIVATE_BYPASS,      /* Implicit deactivation */
369         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
370         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failures of this_cpu_cmpxchg_double */
371         CMPXCHG_DOUBLE_FAIL,    /* Failures of slab freelist update */
372         CPU_PARTIAL_ALLOC,      /* Used cpu partial on alloc */
373         CPU_PARTIAL_FREE,       /* Refill cpu partial on free */
374         CPU_PARTIAL_NODE,       /* Refill cpu partial from node partial */
375         CPU_PARTIAL_DRAIN,      /* Drain cpu partial to node partial */
376         NR_SLUB_STAT_ITEMS
377 };
378
379 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
380 /*
381  * When changing the layout, make sure freelist and tid are still compatible
382  * with this_cpu_cmpxchg_double() alignment requirements.
383  */
384 struct kmem_cache_cpu {
385         union {
386                 struct {
387                         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
388                         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
389                 };
390                 freelist_aba_t freelist_tid;
391         };
392         struct slab *slab;      /* The slab from which we are allocating */
393 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
394         struct slab *partial;   /* Partially allocated slabs */
395 #endif
396         local_lock_t lock;      /* Protects the fields above */
397 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
398         unsigned int stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
399 #endif
400 };
401 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
402
403 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
404 {
405 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
406         /*
407          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
408          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
409          */
410         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
411 #endif
412 }
413
414 static inline
415 void stat_add(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si, int v)
416 {
417 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
418         raw_cpu_add(s->cpu_slab->stat[si], v);
419 #endif
420 }
421
422 /*
423  * The slab lists for all objects.
424  */
425 struct kmem_cache_node {
426         spinlock_t list_lock;
427         unsigned long nr_partial;
428         struct list_head partial;
429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
430         atomic_long_t nr_slabs;
431         atomic_long_t total_objects;
432         struct list_head full;
433 #endif
434 };
435
436 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
437 {
438         return s->node[node];
439 }
440
441 /*
442  * Iterator over all nodes. The body will be executed for each node that has
443  * a kmem_cache_node structure allocated (which is true for all online nodes)
444  */
445 #define for_each_kmem_cache_node(__s, __node, __n) \
446         for (__node = 0; __node < nr_node_ids; __node++) \
447                  if ((__n = get_node(__s, __node)))
448
449 /*
450  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
451  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
452  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
453  * Protected by slab_mutex.
454  */
455 static nodemask_t slab_nodes;
456
457 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
458 /*
459  * Workqueue used for flush_cpu_slab().
460  */
461 static struct workqueue_struct *flushwq;
462 #endif
463
464 /********************************************************************
465  *                      Core slab cache functions
466  *******************************************************************/
467
468 /*
469  * freeptr_t represents a SLUB freelist pointer, which might be encoded
470  * and not dereferenceable if CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED is enabled.
471  */
472 typedef struct { unsigned long v; } freeptr_t;
473
474 /*
475  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
476  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
477  * random number.
478  */
479 static inline freeptr_t freelist_ptr_encode(const struct kmem_cache *s,
480                                             void *ptr, unsigned long ptr_addr)
481 {
482         unsigned long encoded;
483
484 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
485         encoded = (unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr);
486 #else
487         encoded = (unsigned long)ptr;
488 #endif
489         return (freeptr_t){.v = encoded};
490 }
491
492 static inline void *freelist_ptr_decode(const struct kmem_cache *s,
493                                         freeptr_t ptr, unsigned long ptr_addr)
494 {
495         void *decoded;
496
497 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
498         decoded = (void *)(ptr.v ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
499 #else
500         decoded = (void *)ptr.v;
501 #endif
502         return decoded;
503 }
504
505 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
506 {
507         unsigned long ptr_addr;
508         freeptr_t p;
509
510         object = kasan_reset_tag(object);
511         ptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
512         p = *(freeptr_t *)(ptr_addr);
513         return freelist_ptr_decode(s, p, ptr_addr);
514 }
515
516 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
517 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
518 {
519         prefetchw(object + s->offset);
520 }
521 #endif
522
523 /*
524  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
525  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
526  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
527  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
528  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
529  * handling of inline assembly.
530  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
531  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
532  */
533 __no_kmsan_checks
534 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         unsigned long freepointer_addr;
537         freeptr_t p;
538
539         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
540                 return get_freepointer(s, object);
541
542         object = kasan_reset_tag(object);
543         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
544         copy_from_kernel_nofault(&p, (freeptr_t *)freepointer_addr, sizeof(p));
545         return freelist_ptr_decode(s, p, freepointer_addr);
546 }
547
548 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
549 {
550         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
551
552 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
553         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
554 #endif
555
556         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
557         *(freeptr_t *)freeptr_addr = freelist_ptr_encode(s, fp, freeptr_addr);
558 }
559
560 /*
561  * See comment in calculate_sizes().
562  */
563 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
564 {
565         return s->offset >= s->inuse;
566 }
567
568 /*
569  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
570  * not overlapping with object.
571  */
572 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
573 {
574         if (freeptr_outside_object(s))
575                 return s->inuse + sizeof(void *);
576         else
577                 return s->inuse;
578 }
579
580 /* Loop over all objects in a slab */
581 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
582         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
583                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
584                 __p += (__s)->size)
585
586 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
587 {
588         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
592                 unsigned int size)
593 {
594         struct kmem_cache_order_objects x = {
595                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
596         };
597
598         return x;
599 }
600
601 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
602 {
603         return x.x >> OO_SHIFT;
604 }
605
606 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
607 {
608         return x.x & OO_MASK;
609 }
610
611 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
612 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
613 {
614         unsigned int nr_slabs;
615
616         s->cpu_partial = nr_objects;
617
618         /*
619          * We take the number of objects but actually limit the number of
620          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
621          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
622          * be half-full.
623          */
624         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
625         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
626 }
627 #else
628 static inline void
629 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
630 {
631 }
632 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
633
634 /*
635  * Per slab locking using the pagelock
636  */
637 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
638 {
639         struct page *page = slab_page(slab);
640
641         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
642         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
643 }
644
645 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
646 {
647         struct page *page = slab_page(slab);
648
649         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
650         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
651 }
652
653 static inline bool
654 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
655                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
656                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
657 {
658 #ifdef system_has_freelist_aba
659         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
660         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
661
662         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
663 #else
664         return false;
665 #endif
666 }
667
668 static inline bool
669 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
670                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
671                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
672 {
673         bool ret = false;
674
675         slab_lock(slab);
676         if (slab->freelist == freelist_old &&
677             slab->counters == counters_old) {
678                 slab->freelist = freelist_new;
679                 slab->counters = counters_new;
680                 ret = true;
681         }
682         slab_unlock(slab);
683
684         return ret;
685 }
686
687 /*
688  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
689  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
690  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
691  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
692  * interrupt the operation.
693  */
694 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
695                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
696                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
697                 const char *n)
698 {
699         bool ret;
700
701         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
702                 lockdep_assert_irqs_disabled();
703
704         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
705                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
706                                             freelist_new, counters_new);
707         } else {
708                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
709                                             freelist_new, counters_new);
710         }
711         if (likely(ret))
712                 return true;
713
714         cpu_relax();
715         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
716
717 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
718         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
719 #endif
720
721         return false;
722 }
723
724 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
725                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
726                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
727                 const char *n)
728 {
729         bool ret;
730
731         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
732                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
733                                             freelist_new, counters_new);
734         } else {
735                 unsigned long flags;
736
737                 local_irq_save(flags);
738                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
739                                             freelist_new, counters_new);
740                 local_irq_restore(flags);
741         }
742         if (likely(ret))
743                 return true;
744
745         cpu_relax();
746         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
747
748 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
749         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
750 #endif
751
752         return false;
753 }
754
755 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
756 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
757 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
758
759 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
760                        struct slab *slab)
761 {
762         void *addr = slab_address(slab);
763         void *p;
764
765         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
766
767         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
768                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
769 }
770
771 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
772 static bool slab_add_kunit_errors(void)
773 {
774         struct kunit_resource *resource;
775
776         if (!kunit_get_current_test())
777                 return false;
778
779         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
780         if (!resource)
781                 return false;
782
783         (*(int *)resource->data)++;
784         kunit_put_resource(resource);
785         return true;
786 }
787 #else
788 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
789 #endif
790
791 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
792 {
793         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
794                 return s->size - s->red_left_pad;
795
796         return s->size;
797 }
798
799 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
800 {
801         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
802                 p -= s->red_left_pad;
803
804         return p;
805 }
806
807 /*
808  * Debug settings:
809  */
810 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
811 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
812 #else
813 static slab_flags_t slub_debug;
814 #endif
815
816 static char *slub_debug_string;
817 static int disable_higher_order_debug;
818
819 /*
820  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
821  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
822  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
823  * to tell kasan that these accesses are OK.
824  */
825 static inline void metadata_access_enable(void)
826 {
827         kasan_disable_current();
828 }
829
830 static inline void metadata_access_disable(void)
831 {
832         kasan_enable_current();
833 }
834
835 /*
836  * Object debugging
837  */
838
839 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
840 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
841                                 struct slab *slab, void *object)
842 {
843         void *base;
844
845         if (!object)
846                 return 1;
847
848         base = slab_address(slab);
849         object = kasan_reset_tag(object);
850         object = restore_red_left(s, object);
851         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
852                 (object - base) % s->size) {
853                 return 0;
854         }
855
856         return 1;
857 }
858
859 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
860                           unsigned int length)
861 {
862         metadata_access_enable();
863         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
864                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
865         metadata_access_disable();
866 }
867
868 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
869         enum track_item alloc)
870 {
871         struct track *p;
872
873         p = object + get_info_end(s);
874
875         return kasan_reset_tag(p + alloc);
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
879 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
880 {
881         depot_stack_handle_t handle;
882         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
883         unsigned int nr_entries;
884
885         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
886         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
887
888         return handle;
889 }
890 #else
891 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
892 {
893         return 0;
894 }
895 #endif
896
897 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
898                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
899                              depot_stack_handle_t handle)
900 {
901         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
902
903 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
904         p->handle = handle;
905 #endif
906         p->addr = addr;
907         p->cpu = smp_processor_id();
908         p->pid = current->pid;
909         p->when = jiffies;
910 }
911
912 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
913                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
914 {
915         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
916
917         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
918 }
919
920 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
921 {
922         struct track *p;
923
924         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
925                 return;
926
927         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
928         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
929 }
930
931 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
932 {
933         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
934
935         if (!t->addr)
936                 return;
937
938         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
939                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
940 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
941         handle = READ_ONCE(t->handle);
942         if (handle)
943                 stack_depot_print(handle);
944         else
945                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
946 #endif
947 }
948
949 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
950 {
951         unsigned long pr_time = jiffies;
952         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
953                 return;
954
955         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
956         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
957 }
958
959 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
960 {
961         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
962
963         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
964                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
965                folio_flags(folio, 0));
966 }
967
968 /*
969  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
970  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
971  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
972  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
973  */
974 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
975                                 void *object, unsigned int orig_size)
976 {
977         void *p = kasan_reset_tag(object);
978         unsigned int kasan_meta_size;
979
980         if (!slub_debug_orig_size(s))
981                 return;
982
983         /*
984          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
985          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
986          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
987          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
988          */
989         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
990         if (kasan_meta_size > orig_size)
991                 orig_size = kasan_meta_size;
992
993         p += get_info_end(s);
994         p += sizeof(struct track) * 2;
995
996         *(unsigned int *)p = orig_size;
997 }
998
999 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
1000 {
1001         void *p = kasan_reset_tag(object);
1002
1003         if (!slub_debug_orig_size(s))
1004                 return s->object_size;
1005
1006         p += get_info_end(s);
1007         p += sizeof(struct track) * 2;
1008
1009         return *(unsigned int *)p;
1010 }
1011
1012 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1013 {
1014         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1015 }
1016
1017 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1018 {
1019         struct va_format vaf;
1020         va_list args;
1021
1022         va_start(args, fmt);
1023         vaf.fmt = fmt;
1024         vaf.va = &args;
1025         pr_err("=============================================================================\n");
1026         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1027         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1028         va_end(args);
1029 }
1030
1031 __printf(2, 3)
1032 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1033 {
1034         struct va_format vaf;
1035         va_list args;
1036
1037         if (slab_add_kunit_errors())
1038                 return;
1039
1040         va_start(args, fmt);
1041         vaf.fmt = fmt;
1042         vaf.va = &args;
1043         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1044         va_end(args);
1045 }
1046
1047 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1048 {
1049         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1050         u8 *addr = slab_address(slab);
1051
1052         print_tracking(s, p);
1053
1054         print_slab_info(slab);
1055
1056         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1057                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1058
1059         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1060                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1061                               s->red_left_pad);
1062         else if (p > addr + 16)
1063                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1064
1065         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1066                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1067         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1068                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1069                         s->inuse - s->object_size);
1070
1071         off = get_info_end(s);
1072
1073         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1074                 off += 2 * sizeof(struct track);
1075
1076         if (slub_debug_orig_size(s))
1077                 off += sizeof(unsigned int);
1078
1079         off += kasan_metadata_size(s, false);
1080
1081         if (off != size_from_object(s))
1082                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1083                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1084                               size_from_object(s) - off);
1085
1086         dump_stack();
1087 }
1088
1089 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1090                         u8 *object, char *reason)
1091 {
1092         if (slab_add_kunit_errors())
1093                 return;
1094
1095         slab_bug(s, "%s", reason);
1096         print_trailer(s, slab, object);
1097         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1098 }
1099
1100 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1101                                void **freelist, void *nextfree)
1102 {
1103         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1104             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1105                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1106                 *freelist = NULL;
1107                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1108                 return true;
1109         }
1110
1111         return false;
1112 }
1113
1114 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1115                         const char *fmt, ...)
1116 {
1117         va_list args;
1118         char buf[100];
1119
1120         if (slab_add_kunit_errors())
1121                 return;
1122
1123         va_start(args, fmt);
1124         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1125         va_end(args);
1126         slab_bug(s, "%s", buf);
1127         print_slab_info(slab);
1128         dump_stack();
1129         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1130 }
1131
1132 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1133 {
1134         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1135         unsigned int poison_size = s->object_size;
1136
1137         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1138                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
1139
1140                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1141                         /*
1142                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1143                          * requested, and the poison size will be limited to
1144                          * the original request size accordingly.
1145                          */
1146                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1147                 }
1148         }
1149
1150         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1151                 memset(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1152                 p[poison_size - 1] = POISON_END;
1153         }
1154
1155         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1156                 memset(p + poison_size, val, s->inuse - poison_size);
1157 }
1158
1159 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1160                                                 void *from, void *to)
1161 {
1162         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1163         memset(from, data, to - from);
1164 }
1165
1166 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1167                         u8 *object, char *what,
1168                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1169 {
1170         u8 *fault;
1171         u8 *end;
1172         u8 *addr = slab_address(slab);
1173
1174         metadata_access_enable();
1175         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1176         metadata_access_disable();
1177         if (!fault)
1178                 return 1;
1179
1180         end = start + bytes;
1181         while (end > fault && end[-1] == value)
1182                 end--;
1183
1184         if (slab_add_kunit_errors())
1185                 goto skip_bug_print;
1186
1187         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1188         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1189                                         fault, end - 1, fault - addr,
1190                                         fault[0], value);
1191         print_trailer(s, slab, object);
1192         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1193
1194 skip_bug_print:
1195         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Object layout:
1201  *
1202  * object address
1203  *      Bytes of the object to be managed.
1204  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1205  *      pointer is at the middle of the object.
1206  *
1207  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1208  *      0xa5 (POISON_END)
1209  *
1210  * object + s->object_size
1211  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1212  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1213  *      object_size == inuse.
1214  *
1215  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1216  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1217  *
1218  * object + s->inuse
1219  *      Meta data starts here.
1220  *
1221  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1222  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1223  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1224  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1225  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1226  *              before the word boundary.
1227  *
1228  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1229  *
1230  * object + s->size
1231  *      Nothing is used beyond s->size.
1232  *
1233  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1234  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1235  * may be used with merged slabcaches.
1236  */
1237
1238 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1239 {
1240         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1241
1242         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1243                 /* We also have user information there */
1244                 off += 2 * sizeof(struct track);
1245
1246                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1247                         off += sizeof(unsigned int);
1248         }
1249
1250         off += kasan_metadata_size(s, false);
1251
1252         if (size_from_object(s) == off)
1253                 return 1;
1254
1255         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1256                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1257 }
1258
1259 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1260 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1261 {
1262         u8 *start;
1263         u8 *fault;
1264         u8 *end;
1265         u8 *pad;
1266         int length;
1267         int remainder;
1268
1269         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1270                 return;
1271
1272         start = slab_address(slab);
1273         length = slab_size(slab);
1274         end = start + length;
1275         remainder = length % s->size;
1276         if (!remainder)
1277                 return;
1278
1279         pad = end - remainder;
1280         metadata_access_enable();
1281         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1282         metadata_access_disable();
1283         if (!fault)
1284                 return;
1285         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1286                 end--;
1287
1288         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1289                         fault, end - 1, fault - start);
1290         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1291
1292         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1293 }
1294
1295 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1296                                         void *object, u8 val)
1297 {
1298         u8 *p = object;
1299         u8 *endobject = object + s->object_size;
1300         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1301
1302         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1303                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1304                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1305                         return 0;
1306
1307                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1308                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1309                         return 0;
1310
1311                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1312                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1313
1314                         if (s->object_size > orig_size  &&
1315                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1316                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1317                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1318                                 return 0;
1319                         }
1320                 }
1321         } else {
1322                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1323                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1324                                 endobject, POISON_INUSE,
1325                                 s->inuse - s->object_size);
1326                 }
1327         }
1328
1329         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1330                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1331                         /*
1332                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1333                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1334                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1335                          */
1336                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1337                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1338                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1339                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1340                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1341                                 return 0;
1342                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1343                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1344                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1345                                 return 0;
1346                 }
1347                 /*
1348                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1349                  */
1350                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1351         }
1352
1353         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1354                 /*
1355                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1356                  * freepointer while object is allocated.
1357                  */
1358                 return 1;
1359
1360         /* Check free pointer validity */
1361         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1362                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1363                 /*
1364                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1365                  * of the free objects in this slab. May cause
1366                  * another error because the object count is now wrong.
1367                  */
1368                 set_freepointer(s, p, NULL);
1369                 return 0;
1370         }
1371         return 1;
1372 }
1373
1374 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1375 {
1376         int maxobj;
1377
1378         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1379                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1380                 return 0;
1381         }
1382
1383         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1384         if (slab->objects > maxobj) {
1385                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1386                         slab->objects, maxobj);
1387                 return 0;
1388         }
1389         if (slab->inuse > slab->objects) {
1390                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1391                         slab->inuse, slab->objects);
1392                 return 0;
1393         }
1394         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1395         slab_pad_check(s, slab);
1396         return 1;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1401  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1402  */
1403 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1404 {
1405         int nr = 0;
1406         void *fp;
1407         void *object = NULL;
1408         int max_objects;
1409
1410         fp = slab->freelist;
1411         while (fp && nr <= slab->objects) {
1412                 if (fp == search)
1413                         return 1;
1414                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1415                         if (object) {
1416                                 object_err(s, slab, object,
1417                                         "Freechain corrupt");
1418                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1419                         } else {
1420                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1421                                 slab->freelist = NULL;
1422                                 slab->inuse = slab->objects;
1423                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1424                                 return 0;
1425                         }
1426                         break;
1427                 }
1428                 object = fp;
1429                 fp = get_freepointer(s, object);
1430                 nr++;
1431         }
1432
1433         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1434         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1435                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1436
1437         if (slab->objects != max_objects) {
1438                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1439                          slab->objects, max_objects);
1440                 slab->objects = max_objects;
1441                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1442         }
1443         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1444                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1445                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1446                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1447                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1448         }
1449         return search == NULL;
1450 }
1451
1452 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1453                                                                 int alloc)
1454 {
1455         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1456                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1457                         s->name,
1458                         alloc ? "alloc" : "free",
1459                         object, slab->inuse,
1460                         slab->freelist);
1461
1462                 if (!alloc)
1463                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1464                                         s->object_size);
1465
1466                 dump_stack();
1467         }
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1472  */
1473 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1474         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1475 {
1476         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1477                 return;
1478
1479         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1480         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1481 }
1482
1483 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1484 {
1485         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1486                 return;
1487
1488         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1489         list_del(&slab->slab_list);
1490 }
1491
1492 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1493 {
1494         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1495 }
1496
1497 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1498 {
1499         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1500
1501         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1502         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1503 }
1504 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1505 {
1506         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1507
1508         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1509         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1510 }
1511
1512 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1513 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1514 {
1515         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1516                 return;
1517
1518         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1519         init_tracking(s, object);
1520 }
1521
1522 static
1523 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1524 {
1525         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1526                 return;
1527
1528         metadata_access_enable();
1529         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1530         metadata_access_disable();
1531 }
1532
1533 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1534                                         struct slab *slab, void *object)
1535 {
1536         if (!check_slab(s, slab))
1537                 return 0;
1538
1539         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1540                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1541                 return 0;
1542         }
1543
1544         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1545                 return 0;
1546
1547         return 1;
1548 }
1549
1550 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1551                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1552 {
1553         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1554                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1555                         goto bad;
1556         }
1557
1558         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1559         trace(s, slab, object, 1);
1560         set_orig_size(s, object, orig_size);
1561         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1562         return true;
1563
1564 bad:
1565         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1566                 /*
1567                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1568                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1569                  * as used avoids touching the remaining objects.
1570                  */
1571                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1572                 slab->inuse = slab->objects;
1573                 slab->freelist = NULL;
1574         }
1575         return false;
1576 }
1577
1578 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1579                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1580 {
1581         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1582                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1583                 return 0;
1584         }
1585
1586         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1587                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1588                 return 0;
1589         }
1590
1591         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1592                 return 0;
1593
1594         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1595                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1596                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1597                                  object);
1598                 } else if (!slab->slab_cache) {
1599                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1600                                object);
1601                         dump_stack();
1602                 } else
1603                         object_err(s, slab, object,
1604                                         "page slab pointer corrupt.");
1605                 return 0;
1606         }
1607         return 1;
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1612  *
1613  * @str:    start of block
1614  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1615  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1616  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1617  *
1618  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1619  */
1620 static char *
1621 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1622 {
1623         bool higher_order_disable = false;
1624
1625         /* Skip any completely empty blocks */
1626         while (*str && *str == ';')
1627                 str++;
1628
1629         if (*str == ',') {
1630                 /*
1631                  * No options but restriction on slabs. This means full
1632                  * debugging for slabs matching a pattern.
1633                  */
1634                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1635                 goto check_slabs;
1636         }
1637         *flags = 0;
1638
1639         /* Determine which debug features should be switched on */
1640         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1641                 switch (tolower(*str)) {
1642                 case '-':
1643                         *flags = 0;
1644                         break;
1645                 case 'f':
1646                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1647                         break;
1648                 case 'z':
1649                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1650                         break;
1651                 case 'p':
1652                         *flags |= SLAB_POISON;
1653                         break;
1654                 case 'u':
1655                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1656                         break;
1657                 case 't':
1658                         *flags |= SLAB_TRACE;
1659                         break;
1660                 case 'a':
1661                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1662                         break;
1663                 case 'o':
1664                         /*
1665                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1666                          * order would increase as a result.
1667                          */
1668                         higher_order_disable = true;
1669                         break;
1670                 default:
1671                         if (init)
1672                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1673                 }
1674         }
1675 check_slabs:
1676         if (*str == ',')
1677                 *slabs = ++str;
1678         else
1679                 *slabs = NULL;
1680
1681         /* Skip over the slab list */
1682         while (*str && *str != ';')
1683                 str++;
1684
1685         /* Skip any completely empty blocks */
1686         while (*str && *str == ';')
1687                 str++;
1688
1689         if (init && higher_order_disable)
1690                 disable_higher_order_debug = 1;
1691
1692         if (*str)
1693                 return str;
1694         else
1695                 return NULL;
1696 }
1697
1698 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1699 {
1700         slab_flags_t flags;
1701         slab_flags_t global_flags;
1702         char *saved_str;
1703         char *slab_list;
1704         bool global_slub_debug_changed = false;
1705         bool slab_list_specified = false;
1706
1707         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1708         if (*str++ != '=' || !*str)
1709                 /*
1710                  * No options specified. Switch on full debugging.
1711                  */
1712                 goto out;
1713
1714         saved_str = str;
1715         while (str) {
1716                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1717
1718                 if (!slab_list) {
1719                         global_flags = flags;
1720                         global_slub_debug_changed = true;
1721                 } else {
1722                         slab_list_specified = true;
1723                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1724                                 stack_depot_request_early_init();
1725                 }
1726         }
1727
1728         /*
1729          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1730          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1731          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1732          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1733          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1734          */
1735         if (slab_list_specified) {
1736                 if (!global_slub_debug_changed)
1737                         global_flags = slub_debug;
1738                 slub_debug_string = saved_str;
1739         }
1740 out:
1741         slub_debug = global_flags;
1742         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1743                 stack_depot_request_early_init();
1744         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1745                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1746         else
1747                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1748         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1749              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1750             (slub_debug & SLAB_POISON))
1751                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1752         return 1;
1753 }
1754
1755 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1756 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1757
1758 /*
1759  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1760  * @flags:              flags to set
1761  * @name:               name of the cache
1762  *
1763  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1764  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1765  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1766  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1767  */
1768 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1769 {
1770         char *iter;
1771         size_t len;
1772         char *next_block;
1773         slab_flags_t block_flags;
1774         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1775
1776         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1777                 return flags;
1778
1779         /*
1780          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1781          * don't store user (stack trace) information by default,
1782          * but let the user enable it via the command line below.
1783          */
1784         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1785                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1786
1787         len = strlen(name);
1788         next_block = slub_debug_string;
1789         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1790         while (next_block) {
1791                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1792                 if (!iter)
1793                         continue;
1794                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1795                 while (*iter) {
1796                         char *end, *glob;
1797                         size_t cmplen;
1798
1799                         end = strchrnul(iter, ',');
1800                         if (next_block && next_block < end)
1801                                 end = next_block - 1;
1802
1803                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1804                         if (glob)
1805                                 cmplen = glob - iter;
1806                         else
1807                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1808
1809                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1810                                 flags |= block_flags;
1811                                 return flags;
1812                         }
1813
1814                         if (!*end || *end == ';')
1815                                 break;
1816                         iter = end + 1;
1817                 }
1818         }
1819
1820         return flags | slub_debug_local;
1821 }
1822 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1823 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1824 static inline
1825 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1826
1827 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1828         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1829
1830 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1831         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1832         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1833
1834 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1835 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1836                         void *object, u8 val) { return 1; }
1837 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1838 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1839                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1840 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1841                                         struct slab *slab) {}
1842 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1843                                         struct slab *slab) {}
1844 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1845 {
1846         return flags;
1847 }
1848 #define slub_debug 0
1849
1850 #define disable_higher_order_debug 0
1851
1852 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1853                                                         { return 0; }
1854 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1855                                                         int objects) {}
1856 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1857                                                         int objects) {}
1858
1859 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1860 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1861                                void **freelist, void *nextfree)
1862 {
1863         return false;
1864 }
1865 #endif
1866 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1867
1868 static inline enum node_stat_item cache_vmstat_idx(struct kmem_cache *s)
1869 {
1870         return (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1871                 NR_SLAB_RECLAIMABLE_B : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B;
1872 }
1873
1874 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
1875 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
1876 {
1877         kfree(slab_objcgs(slab));
1878         slab->memcg_data = 0;
1879 }
1880
1881 static inline size_t obj_full_size(struct kmem_cache *s)
1882 {
1883         /*
1884          * For each accounted object there is an extra space which is used
1885          * to store obj_cgroup membership. Charge it too.
1886          */
1887         return s->size + sizeof(struct obj_cgroup *);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Returns false if the allocation should fail.
1892  */
1893 static bool __memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1894                                         struct list_lru *lru,
1895                                         struct obj_cgroup **objcgp,
1896                                         size_t objects, gfp_t flags)
1897 {
1898         /*
1899          * The obtained objcg pointer is safe to use within the current scope,
1900          * defined by current task or set_active_memcg() pair.
1901          * obj_cgroup_get() is used to get a permanent reference.
1902          */
1903         struct obj_cgroup *objcg = current_obj_cgroup();
1904         if (!objcg)
1905                 return true;
1906
1907         if (lru) {
1908                 int ret;
1909                 struct mem_cgroup *memcg;
1910
1911                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
1912                 ret = memcg_list_lru_alloc(memcg, lru, flags);
1913                 css_put(&memcg->css);
1914
1915                 if (ret)
1916                         return false;
1917         }
1918
1919         if (obj_cgroup_charge(objcg, flags, objects * obj_full_size(s)))
1920                 return false;
1921
1922         *objcgp = objcg;
1923         return true;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Returns false if the allocation should fail.
1928  */
1929 static __fastpath_inline
1930 bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
1931                                struct obj_cgroup **objcgp, size_t objects,
1932                                gfp_t flags)
1933 {
1934         if (!memcg_kmem_online())
1935                 return true;
1936
1937         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
1938                 return true;
1939
1940         return likely(__memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, objects,
1941                                                   flags));
1942 }
1943
1944 static void __memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1945                                          struct obj_cgroup *objcg,
1946                                          gfp_t flags, size_t size,
1947                                          void **p)
1948 {
1949         struct slab *slab;
1950         unsigned long off;
1951         size_t i;
1952
1953         flags &= gfp_allowed_mask;
1954
1955         for (i = 0; i < size; i++) {
1956                 if (likely(p[i])) {
1957                         slab = virt_to_slab(p[i]);
1958
1959                         if (!slab_objcgs(slab) &&
1960                             memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, flags, false)) {
1961                                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1962                                 continue;
1963                         }
1964
1965                         off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
1966                         obj_cgroup_get(objcg);
1967                         slab_objcgs(slab)[off] = objcg;
1968                         mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab),
1969                                         cache_vmstat_idx(s), obj_full_size(s));
1970                 } else {
1971                         obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1972                 }
1973         }
1974 }
1975
1976 static __fastpath_inline
1977 void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
1978                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
1979 {
1980         if (likely(!memcg_kmem_online() || !objcg))
1981                 return;
1982
1983         return __memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
1984 }
1985
1986 static void __memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1987                                    void **p, int objects,
1988                                    struct obj_cgroup **objcgs)
1989 {
1990         for (int i = 0; i < objects; i++) {
1991                 struct obj_cgroup *objcg;
1992                 unsigned int off;
1993
1994                 off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
1995                 objcg = objcgs[off];
1996                 if (!objcg)
1997                         continue;
1998
1999                 objcgs[off] = NULL;
2000                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
2001                 mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2002                                 -obj_full_size(s));
2003                 obj_cgroup_put(objcg);
2004         }
2005 }
2006
2007 static __fastpath_inline
2008 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2009                           int objects)
2010 {
2011         struct obj_cgroup **objcgs;
2012
2013         if (!memcg_kmem_online())
2014                 return;
2015
2016         objcgs = slab_objcgs(slab);
2017         if (likely(!objcgs))
2018                 return;
2019
2020         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, objcgs);
2021 }
2022
2023 static inline
2024 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2025                            struct obj_cgroup *objcg)
2026 {
2027         if (objcg)
2028                 obj_cgroup_uncharge(objcg, objects * obj_full_size(s));
2029 }
2030 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2031 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
2032 {
2033 }
2034
2035 static inline bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2036                                              struct list_lru *lru,
2037                                              struct obj_cgroup **objcgp,
2038                                              size_t objects, gfp_t flags)
2039 {
2040         return true;
2041 }
2042
2043 static inline void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2044                                               struct obj_cgroup *objcg,
2045                                               gfp_t flags, size_t size,
2046                                               void **p)
2047 {
2048 }
2049
2050 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2051                                         void **p, int objects)
2052 {
2053 }
2054
2055 static inline
2056 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2057                                  struct obj_cgroup *objcg)
2058 {
2059 }
2060 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2061
2062 /*
2063  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2064  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2065  *
2066  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2067  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2068  */
2069 static __always_inline
2070 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2071 {
2072         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2073         kmsan_slab_free(s, x);
2074
2075         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2076
2077         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2078                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2079
2080         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2081         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2082                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2083                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2084
2085         if (kfence_free(x))
2086                 return false;
2087
2088         /*
2089          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2090          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2091          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2092          *
2093          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2094          * but don't touch the SLAB redzone.
2095          *
2096          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2097          * object.
2098          */
2099         if (unlikely(init)) {
2100                 int rsize;
2101                 unsigned int inuse;
2102
2103                 inuse = get_info_end(s);
2104                 if (!kasan_has_integrated_init())
2105                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2106                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2107                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2108                        s->size - inuse - rsize);
2109         }
2110         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2111         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2112 }
2113
2114 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
2115                                            void **head, void **tail,
2116                                            int *cnt)
2117 {
2118
2119         void *object;
2120         void *next = *head;
2121         void *old_tail = *tail;
2122         bool init;
2123
2124         if (is_kfence_address(next)) {
2125                 slab_free_hook(s, next, false);
2126                 return false;
2127         }
2128
2129         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2130         *head = NULL;
2131         *tail = NULL;
2132
2133         init = slab_want_init_on_free(s);
2134
2135         do {
2136                 object = next;
2137                 next = get_freepointer(s, object);
2138
2139                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2140                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2141                         /* Move object to the new freelist */
2142                         set_freepointer(s, object, *head);
2143                         *head = object;
2144                         if (!*tail)
2145                                 *tail = object;
2146                 } else {
2147                         /*
2148                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2149                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2150                          */
2151                         --(*cnt);
2152                 }
2153         } while (object != old_tail);
2154
2155         return *head != NULL;
2156 }
2157
2158 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2159 {
2160         setup_object_debug(s, object);
2161         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2162         if (unlikely(s->ctor)) {
2163                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2164                 s->ctor(object);
2165                 kasan_poison_new_object(s, object);
2166         }
2167         return object;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Slab allocation and freeing
2172  */
2173 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2174                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2175 {
2176         struct folio *folio;
2177         struct slab *slab;
2178         unsigned int order = oo_order(oo);
2179
2180         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2181         if (!folio)
2182                 return NULL;
2183
2184         slab = folio_slab(folio);
2185         __folio_set_slab(folio);
2186         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2187         smp_wmb();
2188         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2189                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2190
2191         return slab;
2192 }
2193
2194 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2195 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2196 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2197 {
2198         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2199         int err;
2200
2201         /* Bailout if already initialised */
2202         if (s->random_seq)
2203                 return 0;
2204
2205         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2206         if (err) {
2207                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2208                         s->name);
2209                 return err;
2210         }
2211
2212         /* Transform to an offset on the set of pages */
2213         if (s->random_seq) {
2214                 unsigned int i;
2215
2216                 for (i = 0; i < count; i++)
2217                         s->random_seq[i] *= s->size;
2218         }
2219         return 0;
2220 }
2221
2222 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2223 static void __init init_freelist_randomization(void)
2224 {
2225         struct kmem_cache *s;
2226
2227         mutex_lock(&slab_mutex);
2228
2229         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2230                 init_cache_random_seq(s);
2231
2232         mutex_unlock(&slab_mutex);
2233 }
2234
2235 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2236 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2237                                 unsigned long *pos, void *start,
2238                                 unsigned long page_limit,
2239                                 unsigned long freelist_count)
2240 {
2241         unsigned int idx;
2242
2243         /*
2244          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2245          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2246          */
2247         do {
2248                 idx = s->random_seq[*pos];
2249                 *pos += 1;
2250                 if (*pos >= freelist_count)
2251                         *pos = 0;
2252         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2253
2254         return (char *)start + idx;
2255 }
2256
2257 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2258 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2259 {
2260         void *start;
2261         void *cur;
2262         void *next;
2263         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2264
2265         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2266                 return false;
2267
2268         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2269         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2270
2271         page_limit = slab->objects * s->size;
2272         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2273
2274         /* First entry is used as the base of the freelist */
2275         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2276         cur = setup_object(s, cur);
2277         slab->freelist = cur;
2278
2279         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2280                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2281                         freelist_count);
2282                 next = setup_object(s, next);
2283                 set_freepointer(s, cur, next);
2284                 cur = next;
2285         }
2286         set_freepointer(s, cur, NULL);
2287
2288         return true;
2289 }
2290 #else
2291 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2292 {
2293         return 0;
2294 }
2295 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2296 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2297 {
2298         return false;
2299 }
2300 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2301
2302 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2303                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2304 {
2305         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2306                 memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, gfp, true);
2307
2308         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2309                             PAGE_SIZE << order);
2310 }
2311
2312 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2313                                            struct kmem_cache *s)
2314 {
2315         if (memcg_kmem_online())
2316                 memcg_free_slab_cgroups(slab);
2317
2318         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2319                             -(PAGE_SIZE << order));
2320 }
2321
2322 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2323 {
2324         struct slab *slab;
2325         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2326         gfp_t alloc_gfp;
2327         void *start, *p, *next;
2328         int idx;
2329         bool shuffle;
2330
2331         flags &= gfp_allowed_mask;
2332
2333         flags |= s->allocflags;
2334
2335         /*
2336          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2337          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2338          */
2339         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2340         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2341                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2342
2343         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2344         if (unlikely(!slab)) {
2345                 oo = s->min;
2346                 alloc_gfp = flags;
2347                 /*
2348                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2349                  * Try a lower order alloc if possible
2350                  */
2351                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2352                 if (unlikely(!slab))
2353                         return NULL;
2354                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2355         }
2356
2357         slab->objects = oo_objects(oo);
2358         slab->inuse = 0;
2359         slab->frozen = 0;
2360
2361         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2362
2363         slab->slab_cache = s;
2364
2365         kasan_poison_slab(slab);
2366
2367         start = slab_address(slab);
2368
2369         setup_slab_debug(s, slab, start);
2370
2371         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2372
2373         if (!shuffle) {
2374                 start = fixup_red_left(s, start);
2375                 start = setup_object(s, start);
2376                 slab->freelist = start;
2377                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2378                         next = p + s->size;
2379                         next = setup_object(s, next);
2380                         set_freepointer(s, p, next);
2381                         p = next;
2382                 }
2383                 set_freepointer(s, p, NULL);
2384         }
2385
2386         return slab;
2387 }
2388
2389 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2390 {
2391         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2392                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2393
2394         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2395
2396         return allocate_slab(s,
2397                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2398 }
2399
2400 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2401 {
2402         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2403         int order = folio_order(folio);
2404         int pages = 1 << order;
2405
2406         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2407         folio->mapping = NULL;
2408         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2409         smp_wmb();
2410         __folio_clear_slab(folio);
2411         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2412         unaccount_slab(slab, order, s);
2413         __free_pages(&folio->page, order);
2414 }
2415
2416 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2417 {
2418         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2419
2420         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2421 }
2422
2423 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2424 {
2425         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2426                 void *p;
2427
2428                 slab_pad_check(s, slab);
2429                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2430                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2431         }
2432
2433         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2434                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2435         else
2436                 __free_slab(s, slab);
2437 }
2438
2439 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2440 {
2441         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2442         free_slab(s, slab);
2443 }
2444
2445 /*
2446  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2447  * the per-node partial list.
2448  */
2449 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2450 {
2451         return folio_test_workingset((struct folio *)slab_folio(slab));
2452 }
2453
2454 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2455 {
2456         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2457 }
2458
2459 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2460 {
2461         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2462 }
2463
2464 /*
2465  * Management of partially allocated slabs.
2466  */
2467 static inline void
2468 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2469 {
2470         n->nr_partial++;
2471         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2472                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2473         else
2474                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2475         slab_set_node_partial(slab);
2476 }
2477
2478 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2479                                 struct slab *slab, int tail)
2480 {
2481         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2482         __add_partial(n, slab, tail);
2483 }
2484
2485 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2486                                         struct slab *slab)
2487 {
2488         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2489         list_del(&slab->slab_list);
2490         slab_clear_node_partial(slab);
2491         n->nr_partial--;
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2496  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2497  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2498  * it to full list if it was the last free object.
2499  */
2500 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2501                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2502 {
2503         void *object;
2504
2505         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2506
2507         object = slab->freelist;
2508         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2509         slab->inuse++;
2510
2511         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2512                 remove_partial(n, slab);
2513                 return NULL;
2514         }
2515
2516         if (slab->inuse == slab->objects) {
2517                 remove_partial(n, slab);
2518                 add_full(s, n, slab);
2519         }
2520
2521         return object;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2526  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2527  * and put the slab to the partial (or full) list.
2528  */
2529 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2530                                         struct slab *slab, int orig_size)
2531 {
2532         int nid = slab_nid(slab);
2533         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2534         unsigned long flags;
2535         void *object;
2536
2537
2538         object = slab->freelist;
2539         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2540         slab->inuse = 1;
2541
2542         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2543                 /*
2544                  * It's not really expected that this would fail on a
2545                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2546                  * corruption in theory could cause that.
2547                  */
2548                 return NULL;
2549
2550         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2551
2552         if (slab->inuse == slab->objects)
2553                 add_full(s, n, slab);
2554         else
2555                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2556
2557         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2558         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2559
2560         return object;
2561 }
2562
2563 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2564 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2565 #else
2566 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2567                                    int drain) { }
2568 #endif
2569 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2570
2571 /*
2572  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2573  */
2574 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2575                                      struct kmem_cache_node *n,
2576                                      struct partial_context *pc)
2577 {
2578         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2579         unsigned long flags;
2580         unsigned int partial_slabs = 0;
2581
2582         /*
2583          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2584          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2585          * partial slab and there is none available then get_partial()
2586          * will return NULL.
2587          */
2588         if (!n || !n->nr_partial)
2589                 return NULL;
2590
2591         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2592         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2593                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2594                         continue;
2595
2596                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2597                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2598                                                         pc->orig_size);
2599                         if (object) {
2600                                 partial = slab;
2601                                 pc->object = object;
2602                                 break;
2603                         }
2604                         continue;
2605                 }
2606
2607                 remove_partial(n, slab);
2608
2609                 if (!partial) {
2610                         partial = slab;
2611                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2612                 } else {
2613                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2614                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2615                         partial_slabs++;
2616                 }
2617 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2618                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2619                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2620                         break;
2621 #else
2622                 break;
2623 #endif
2624
2625         }
2626         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2627         return partial;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2632  */
2633 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2634                                     struct partial_context *pc)
2635 {
2636 #ifdef CONFIG_NUMA
2637         struct zonelist *zonelist;
2638         struct zoneref *z;
2639         struct zone *zone;
2640         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2641         struct slab *slab;
2642         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2643
2644         /*
2645          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2646          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2647          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2648          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2649          *
2650          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2651          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2652          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2653          * from other nodes and filled up.
2654          *
2655          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2656          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2657          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2658          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2659          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2660          * with available objects.
2661          */
2662         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2663                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2664                 return NULL;
2665
2666         do {
2667                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2668                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2669                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2670                         struct kmem_cache_node *n;
2671
2672                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2673
2674                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2675                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2676                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2677                                 if (slab) {
2678                                         /*
2679                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2680                                          * here - if mems_allowed was updated in
2681                                          * parallel, that was a harmless race
2682                                          * between allocation and the cpuset
2683                                          * update
2684                                          */
2685                                         return slab;
2686                                 }
2687                         }
2688                 }
2689         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2690 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2691         return NULL;
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Get a partial slab, lock it and return it.
2696  */
2697 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2698                                 struct partial_context *pc)
2699 {
2700         struct slab *slab;
2701         int searchnode = node;
2702
2703         if (node == NUMA_NO_NODE)
2704                 searchnode = numa_mem_id();
2705
2706         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2707         if (slab || node != NUMA_NO_NODE)
2708                 return slab;
2709
2710         return get_any_partial(s, pc);
2711 }
2712
2713 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2714
2715 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2716 /*
2717  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2718  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2719  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2720  */
2721 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2722 #else
2723 /*
2724  * No preemption supported therefore also no need to check for
2725  * different cpus.
2726  */
2727 #define TID_STEP 1
2728 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2729
2730 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2731 {
2732         return tid + TID_STEP;
2733 }
2734
2735 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2736 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2737 {
2738         return tid % TID_STEP;
2739 }
2740
2741 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2742 {
2743         return tid / TID_STEP;
2744 }
2745 #endif
2746
2747 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2748 {
2749         return cpu;
2750 }
2751
2752 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2753                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2754 {
2755 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2756         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2757
2758         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2759
2760 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2761         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2762                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2763                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2764         else
2765 #endif
2766         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2767                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2768                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2769         else
2770                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2771                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2772 #endif
2773         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2774 }
2775
2776 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2777 {
2778         int cpu;
2779         struct kmem_cache_cpu *c;
2780
2781         for_each_possible_cpu(cpu) {
2782                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2783                 local_lock_init(&c->lock);
2784                 c->tid = init_tid(cpu);
2785         }
2786 }
2787
2788 /*
2789  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2790  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2791  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2792  * by the caller.
2793  */
2794 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2795                             void *freelist)
2796 {
2797         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2798         int free_delta = 0;
2799         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2800         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2801         unsigned long flags = 0;
2802         struct slab new;
2803         struct slab old;
2804
2805         if (slab->freelist) {
2806                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2807                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2808         }
2809
2810         /*
2811          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2812          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2813          */
2814         freelist_tail = NULL;
2815         freelist_iter = freelist;
2816         while (freelist_iter) {
2817                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2818
2819                 /*
2820                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2821                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2822                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2823                  */
2824                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2825                         break;
2826
2827                 freelist_tail = freelist_iter;
2828                 free_delta++;
2829
2830                 freelist_iter = nextfree;
2831         }
2832
2833         /*
2834          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2835          * freelist to the head of slab's freelist.
2836          */
2837         do {
2838                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2839                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2840                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2841
2842                 /* Determine target state of the slab */
2843                 new.counters = old.counters;
2844                 new.frozen = 0;
2845                 if (freelist_tail) {
2846                         new.inuse -= free_delta;
2847                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2848                         new.freelist = freelist;
2849                 } else {
2850                         new.freelist = old.freelist;
2851                 }
2852         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2853                 old.freelist, old.counters,
2854                 new.freelist, new.counters,
2855                 "unfreezing slab"));
2856
2857         /*
2858          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2859          */
2860         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2861                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2862                 discard_slab(s, slab);
2863                 stat(s, FREE_SLAB);
2864         } else if (new.freelist) {
2865                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2866                 add_partial(n, slab, tail);
2867                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2868                 stat(s, tail);
2869         } else {
2870                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2871         }
2872 }
2873
2874 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2875 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2876 {
2877         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2878         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2879         unsigned long flags = 0;
2880
2881         while (partial_slab) {
2882                 slab = partial_slab;
2883                 partial_slab = slab->next;
2884
2885                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2886                 if (n != n2) {
2887                         if (n)
2888                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2889
2890                         n = n2;
2891                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2892                 }
2893
2894                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2895                         slab->next = slab_to_discard;
2896                         slab_to_discard = slab;
2897                 } else {
2898                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2899                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2900                 }
2901         }
2902
2903         if (n)
2904                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2905
2906         while (slab_to_discard) {
2907                 slab = slab_to_discard;
2908                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2909
2910                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2911                 discard_slab(s, slab);
2912                 stat(s, FREE_SLAB);
2913         }
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
2918  */
2919 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
2920 {
2921         struct slab *partial_slab;
2922         unsigned long flags;
2923
2924         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2925         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2926         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2927         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2928
2929         if (partial_slab)
2930                 __put_partials(s, partial_slab);
2931 }
2932
2933 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2934                              struct kmem_cache_cpu *c)
2935 {
2936         struct slab *partial_slab;
2937
2938         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2939         c->partial = NULL;
2940
2941         if (partial_slab)
2942                 __put_partials(s, partial_slab);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Put a slab into a partial slab slot if available.
2947  *
2948  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2949  * per node partial list.
2950  */
2951 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2952 {
2953         struct slab *oldslab;
2954         struct slab *slab_to_put = NULL;
2955         unsigned long flags;
2956         int slabs = 0;
2957
2958         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2959
2960         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2961
2962         if (oldslab) {
2963                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2964                         /*
2965                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2966                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2967                          * outside of the critical section.
2968                          */
2969                         slab_to_put = oldslab;
2970                         oldslab = NULL;
2971                 } else {
2972                         slabs = oldslab->slabs;
2973                 }
2974         }
2975
2976         slabs++;
2977
2978         slab->slabs = slabs;
2979         slab->next = oldslab;
2980
2981         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2982
2983         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2984
2985         if (slab_to_put) {
2986                 __put_partials(s, slab_to_put);
2987                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2988         }
2989 }
2990
2991 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2992
2993 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
2994 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2995                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
2996
2997 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2998
2999 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3000 {
3001         unsigned long flags;
3002         struct slab *slab;
3003         void *freelist;
3004
3005         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3006
3007         slab = c->slab;
3008         freelist = c->freelist;
3009
3010         c->slab = NULL;
3011         c->freelist = NULL;
3012         c->tid = next_tid(c->tid);
3013
3014         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3015
3016         if (slab) {
3017                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3018                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3019         }
3020 }
3021
3022 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3023 {
3024         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3025         void *freelist = c->freelist;
3026         struct slab *slab = c->slab;
3027
3028         c->slab = NULL;
3029         c->freelist = NULL;
3030         c->tid = next_tid(c->tid);
3031
3032         if (slab) {
3033                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3034                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3035         }
3036
3037         put_partials_cpu(s, c);
3038 }
3039
3040 struct slub_flush_work {
3041         struct work_struct work;
3042         struct kmem_cache *s;
3043         bool skip;
3044 };
3045
3046 /*
3047  * Flush cpu slab.
3048  *
3049  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3050  */
3051 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3052 {
3053         struct kmem_cache *s;
3054         struct kmem_cache_cpu *c;
3055         struct slub_flush_work *sfw;
3056
3057         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3058
3059         s = sfw->s;
3060         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3061
3062         if (c->slab)
3063                 flush_slab(s, c);
3064
3065         put_partials(s);
3066 }
3067
3068 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3069 {
3070         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3071
3072         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3073 }
3074
3075 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3076 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3077
3078 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3079 {
3080         struct slub_flush_work *sfw;
3081         unsigned int cpu;
3082
3083         lockdep_assert_cpus_held();
3084         mutex_lock(&flush_lock);
3085
3086         for_each_online_cpu(cpu) {
3087                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3088                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3089                         sfw->skip = true;
3090                         continue;
3091                 }
3092                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3093                 sfw->skip = false;
3094                 sfw->s = s;
3095                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3096         }
3097
3098         for_each_online_cpu(cpu) {
3099                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3100                 if (sfw->skip)
3101                         continue;
3102                 flush_work(&sfw->work);
3103         }
3104
3105         mutex_unlock(&flush_lock);
3106 }
3107
3108 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3109 {
3110         cpus_read_lock();
3111         flush_all_cpus_locked(s);
3112         cpus_read_unlock();
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3117  * necessary.
3118  */
3119 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3120 {
3121         struct kmem_cache *s;
3122
3123         mutex_lock(&slab_mutex);
3124         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3125                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3126         mutex_unlock(&slab_mutex);
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3131 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3132 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3133 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3134 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3135 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3136
3137 /*
3138  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3139  * locality expectations.
3140  */
3141 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3142 {
3143 #ifdef CONFIG_NUMA
3144         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3145                 return 0;
3146 #endif
3147         return 1;
3148 }
3149
3150 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3151 static int count_free(struct slab *slab)
3152 {
3153         return slab->objects - slab->inuse;
3154 }
3155
3156 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3157 {
3158         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3159 }
3160
3161 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3162 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3163         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3164         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3165 {
3166         bool checks_ok = false;
3167         void *object = head;
3168         int cnt = 0;
3169
3170         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3171                 if (!check_slab(s, slab))
3172                         goto out;
3173         }
3174
3175         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3176                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3177                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3178                 goto out;
3179         }
3180
3181 next_object:
3182
3183         if (++cnt > *bulk_cnt)
3184                 goto out_cnt;
3185
3186         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3187                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3188                         goto out;
3189         }
3190
3191         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3192                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3193         trace(s, slab, object, 0);
3194         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3195         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3196
3197         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3198         if (object != tail) {
3199                 object = get_freepointer(s, object);
3200                 goto next_object;
3201         }
3202         checks_ok = true;
3203
3204 out_cnt:
3205         if (cnt != *bulk_cnt) {
3206                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3207                          *bulk_cnt, cnt);
3208                 *bulk_cnt = cnt;
3209         }
3210
3211 out:
3212
3213         if (!checks_ok)
3214                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3215
3216         return checks_ok;
3217 }
3218 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3219
3220 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3221 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3222                                         int (*get_count)(struct slab *))
3223 {
3224         unsigned long flags;
3225         unsigned long x = 0;
3226         struct slab *slab;
3227
3228         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3229         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3230                 x += get_count(slab);
3231         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3232         return x;
3233 }
3234 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3235
3236 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3237 static noinline void
3238 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3239 {
3240         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3241                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3242         int node;
3243         struct kmem_cache_node *n;
3244
3245         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3246                 return;
3247
3248         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3249                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3250         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3251                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3252                 oo_order(s->min));
3253
3254         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3255                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3256                         s->name);
3257
3258         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3259                 unsigned long nr_slabs;
3260                 unsigned long nr_objs;
3261                 unsigned long nr_free;
3262
3263                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
3264                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3265                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3266
3267                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3268                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3269         }
3270 }
3271 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3272 static inline void
3273 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3274 #endif
3275
3276 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3277 {
3278         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3279                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3280
3281         return true;
3282 }
3283
3284 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3285 static inline bool
3286 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3287                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3288                            unsigned long tid)
3289 {
3290         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3291         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3292
3293         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3294                                              &old.full, new.full);
3295 }
3296
3297 /*
3298  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3299  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3300  *
3301  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3302  *
3303  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3304  */
3305 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3306 {
3307         struct slab new;
3308         unsigned long counters;
3309         void *freelist;
3310
3311         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3312
3313         do {
3314                 freelist = slab->freelist;
3315                 counters = slab->counters;
3316
3317                 new.counters = counters;
3318
3319                 new.inuse = slab->objects;
3320                 new.frozen = freelist != NULL;
3321
3322         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3323                 freelist, counters,
3324                 NULL, new.counters,
3325                 "get_freelist"));
3326
3327         return freelist;
3328 }
3329
3330 /*
3331  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3332  */
3333 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3334 {
3335         struct slab new;
3336         unsigned long counters;
3337         void *freelist;
3338
3339         do {
3340                 freelist = slab->freelist;
3341                 counters = slab->counters;
3342
3343                 new.counters = counters;
3344                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3345
3346                 new.inuse = slab->objects;
3347                 new.frozen = 1;
3348
3349         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3350                 freelist, counters,
3351                 NULL, new.counters,
3352                 "freeze_slab"));
3353
3354         return freelist;
3355 }
3356
3357 /*
3358  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3359  * debugging duties.
3360  *
3361  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3362  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3363  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3364  *
3365  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3366  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3367  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3368  *
3369  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3370  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3371  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3372  *
3373  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3374  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3375  */
3376 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3377                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3378 {
3379         void *freelist;
3380         struct slab *slab;
3381         unsigned long flags;
3382         struct partial_context pc;
3383
3384         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3385
3386 reread_slab:
3387
3388         slab = READ_ONCE(c->slab);
3389         if (!slab) {
3390                 /*
3391                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3392                  * ignore the node constraint
3393                  */
3394                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3395                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3396                         node = NUMA_NO_NODE;
3397                 goto new_slab;
3398         }
3399
3400         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3401                 /*
3402                  * same as above but node_match() being false already
3403                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3404                  */
3405                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3406                         node = NUMA_NO_NODE;
3407                 } else {
3408                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3409                         goto deactivate_slab;
3410                 }
3411         }
3412
3413         /*
3414          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3415          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3416          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3417          */
3418         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3419                 goto deactivate_slab;
3420
3421         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3422         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3423         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3424                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3425                 goto reread_slab;
3426         }
3427         freelist = c->freelist;
3428         if (freelist)
3429                 goto load_freelist;
3430
3431         freelist = get_freelist(s, slab);
3432
3433         if (!freelist) {
3434                 c->slab = NULL;
3435                 c->tid = next_tid(c->tid);
3436                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3437                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3438                 goto new_slab;
3439         }
3440
3441         stat(s, ALLOC_REFILL);
3442
3443 load_freelist:
3444
3445         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3446
3447         /*
3448          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3449          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3450          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3451          */
3452         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3453         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3454         c->tid = next_tid(c->tid);
3455         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3456         return freelist;
3457
3458 deactivate_slab:
3459
3460         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3461         if (slab != c->slab) {
3462                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3463                 goto reread_slab;
3464         }
3465         freelist = c->freelist;
3466         c->slab = NULL;
3467         c->freelist = NULL;
3468         c->tid = next_tid(c->tid);
3469         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3470         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3471
3472 new_slab:
3473
3474 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3475         while (slub_percpu_partial(c)) {
3476                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3477                 if (unlikely(c->slab)) {
3478                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3479                         goto reread_slab;
3480                 }
3481                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3482                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3483                         /* we were preempted and partial list got empty */
3484                         goto new_objects;
3485                 }
3486
3487                 slab = slub_percpu_partial(c);
3488                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3489
3490                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3491                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3492                         c->slab = slab;
3493                         freelist = get_freelist(s, slab);
3494                         VM_BUG_ON(!freelist);
3495                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3496                         goto load_freelist;
3497                 }
3498
3499                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3500
3501                 slab->next = NULL;
3502                 __put_partials(s, slab);
3503         }
3504 #endif
3505
3506 new_objects:
3507
3508         pc.flags = gfpflags;
3509         pc.orig_size = orig_size;
3510         slab = get_partial(s, node, &pc);
3511         if (slab) {
3512                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3513                         freelist = pc.object;
3514                         /*
3515                          * For debug caches here we had to go through
3516                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3517                          * tracking info and return the object.
3518                          */
3519                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3520                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3521
3522                         return freelist;
3523                 }
3524
3525                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3526                 goto retry_load_slab;
3527         }
3528
3529         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3530         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3531         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3532
3533         if (unlikely(!slab)) {
3534                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3535                 return NULL;
3536         }
3537
3538         stat(s, ALLOC_SLAB);
3539
3540         if (kmem_cache_debug(s)) {
3541                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3542
3543                 if (unlikely(!freelist))
3544                         goto new_objects;
3545
3546                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3547                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3548
3549                 return freelist;
3550         }
3551
3552         /*
3553          * No other reference to the slab yet so we can
3554          * muck around with it freely without cmpxchg
3555          */
3556         freelist = slab->freelist;
3557         slab->freelist = NULL;
3558         slab->inuse = slab->objects;
3559         slab->frozen = 1;
3560
3561         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3562
3563         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3564                 /*
3565                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3566                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3567                  */
3568                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3569                 return freelist;
3570         }
3571
3572 retry_load_slab:
3573
3574         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3575         if (unlikely(c->slab)) {
3576                 void *flush_freelist = c->freelist;
3577                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3578
3579                 c->slab = NULL;
3580                 c->freelist = NULL;
3581                 c->tid = next_tid(c->tid);
3582
3583                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3584
3585                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3586
3587                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3588
3589                 goto retry_load_slab;
3590         }
3591         c->slab = slab;
3592
3593         goto load_freelist;
3594 }
3595
3596 /*
3597  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3598  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3599  * pointer.
3600  */
3601 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3602                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3603 {
3604         void *p;
3605
3606 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3607         /*
3608          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3609          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3610          * pointer.
3611          */
3612         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3613 #endif
3614
3615         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3616 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3617         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3618 #endif
3619         return p;
3620 }
3621
3622 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3623                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3624 {
3625         struct kmem_cache_cpu *c;
3626         struct slab *slab;
3627         unsigned long tid;
3628         void *object;
3629
3630 redo:
3631         /*
3632          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3633          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3634          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3635          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3636          *
3637          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3638          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3639          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3640          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3641          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3642          */
3643         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3644         tid = READ_ONCE(c->tid);
3645
3646         /*
3647          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3648          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3649          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3650          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3651          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3652          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3653          */
3654         barrier();
3655
3656         /*
3657          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3658          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3659          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3660          * linked list in between.
3661          */
3662
3663         object = c->freelist;
3664         slab = c->slab;
3665
3666         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3667             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3668                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3669         } else {
3670                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3671
3672                 /*
3673                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3674                  * operation and if we are on the right processor.
3675                  *
3676                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3677                  * semantics!)
3678                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3679                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3680                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3681                  *
3682                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3683                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3684                  * other cpus.
3685                  */
3686                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3687                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3688                         goto redo;
3689                 }
3690                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3691                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3692         }
3693
3694         return object;
3695 }
3696 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3697 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3698                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3699 {
3700         struct partial_context pc;
3701         struct slab *slab;
3702         void *object;
3703
3704         pc.flags = gfpflags;
3705         pc.orig_size = orig_size;
3706         slab = get_partial(s, node, &pc);
3707
3708         if (slab)
3709                 return pc.object;
3710
3711         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3712         if (unlikely(!slab)) {
3713                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3714                 return NULL;
3715         }
3716
3717         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3718
3719         return object;
3720 }
3721 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3722
3723 /*
3724  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3725  * zeroing out freelist pointer.
3726  */
3727 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3728                                                    void *obj)
3729 {
3730         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
3731             !freeptr_outside_object(s))
3732                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3733                         0, sizeof(void *));
3734 }
3735
3736 noinline int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3737 {
3738         if (__should_failslab(s, gfpflags))
3739                 return -ENOMEM;
3740         return 0;
3741 }
3742 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);
3743
3744 static __fastpath_inline
3745 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
3746                                        struct list_lru *lru,
3747                                        struct obj_cgroup **objcgp,
3748                                        size_t size, gfp_t flags)
3749 {
3750         flags &= gfp_allowed_mask;
3751
3752         might_alloc(flags);
3753
3754         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3755                 return NULL;
3756
3757         if (unlikely(!memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, size, flags)))
3758                 return NULL;
3759
3760         return s;
3761 }
3762
3763 static __fastpath_inline
3764 void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
3765                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3766                           unsigned int orig_size)
3767 {
3768         unsigned int zero_size = s->object_size;
3769         bool kasan_init = init;
3770         size_t i;
3771         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3772
3773         /*
3774          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3775          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3776          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3777          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3778          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3779          * won't break other sanity checks.
3780          */
3781         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3782             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3783                 zero_size = orig_size;
3784
3785         /*
3786          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3787          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3788          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3789          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3790          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3791          * enabled there.
3792          */
3793         if (__slub_debug_enabled())
3794                 kasan_init = false;
3795
3796         /*
3797          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3798          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3799          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3800          *
3801          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3802          */
3803         for (i = 0; i < size; i++) {
3804                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3805                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3806                                      !kasan_has_integrated_init()))
3807                         memset(p[i], 0, zero_size);
3808                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3809                                          s->flags, init_flags);
3810                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3811         }
3812
3813         memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3814 }
3815
3816 /*
3817  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3818  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3819  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3820  *
3821  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3822  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3823  *
3824  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3825  */
3826 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3827                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3828 {
3829         void *object;
3830         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3831         bool init = false;
3832
3833         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3834         if (unlikely(!s))
3835                 return NULL;
3836
3837         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3838         if (unlikely(object))
3839                 goto out;
3840
3841         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3842
3843         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3844         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3845
3846 out:
3847         /*
3848          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3849          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3850          */
3851         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
3852
3853         return object;
3854 }
3855
3856 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3857 {
3858         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3859                                     s->object_size);
3860
3861         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3862
3863         return ret;
3864 }
3865 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3866
3867 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3868                            gfp_t gfpflags)
3869 {
3870         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3871                                     s->object_size);
3872
3873         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3874
3875         return ret;
3876 }
3877 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3878
3879 /**
3880  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3881  * @s: The cache to allocate from.
3882  * @gfpflags: See kmalloc().
3883  * @node: node number of the target node.
3884  *
3885  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3886  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3887  *
3888  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3889  *
3890  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3891  */
3892 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3893 {
3894         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3895
3896         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
3897
3898         return ret;
3899 }
3900 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3901
3902 /*
3903  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
3904  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
3905  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
3906  */
3907 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3908 {
3909         struct folio *folio;
3910         void *ptr = NULL;
3911         unsigned int order = get_order(size);
3912
3913         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
3914                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
3915
3916         flags |= __GFP_COMP;
3917         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
3918         if (folio) {
3919                 ptr = folio_address(folio);
3920                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3921                                       PAGE_SIZE << order);
3922         }
3923
3924         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3925         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
3926         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3927         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3928
3929         return ptr;
3930 }
3931
3932 void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
3933 {
3934         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
3935
3936         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3937                       flags, NUMA_NO_NODE);
3938         return ret;
3939 }
3940 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large);
3941
3942 void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3943 {
3944         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
3945
3946         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3947                       flags, node);
3948         return ret;
3949 }
3950 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node);
3951
3952 static __always_inline
3953 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
3954                         unsigned long caller)
3955 {
3956         struct kmem_cache *s;
3957         void *ret;
3958
3959         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3960                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
3961                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
3962                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
3963                 return ret;
3964         }
3965
3966         if (unlikely(!size))
3967                 return ZERO_SIZE_PTR;
3968
3969         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
3970
3971         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
3972         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3973         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
3974         return ret;
3975 }
3976
3977 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3978 {
3979         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3980 }
3981 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3982
3983 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3984 {
3985         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3986 }
3987 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3988
3989 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3990                                   int node, unsigned long caller)
3991 {
3992         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3993 }
3994 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3995
3996 void *kmalloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3997 {
3998         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
3999                                             _RET_IP_, size);
4000
4001         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4002
4003         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4004         return ret;
4005 }
4006 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace);
4007
4008 void *kmalloc_node_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4009                          int node, size_t size)
4010 {
4011         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4012
4013         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4014
4015         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4016         return ret;
4017 }
4018 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace);
4019
4020 static noinline void free_to_partial_list(
4021         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4022         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4023         unsigned long addr)
4024 {
4025         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4026         struct slab *slab_free = NULL;
4027         int cnt = bulk_cnt;
4028         unsigned long flags;
4029         depot_stack_handle_t handle = 0;
4030
4031         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4032                 handle = set_track_prepare();
4033
4034         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4035
4036         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4037                 void *prior = slab->freelist;
4038
4039                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4040                 slab->inuse -= cnt;
4041                 set_freepointer(s, tail, prior);
4042                 slab->freelist = head;
4043
4044                 /*
4045                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4046                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4047                  * partial list.
4048                  */
4049                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4050                         slab_free = slab;
4051
4052                 if (!prior) {
4053                         /* was on full list */
4054                         remove_full(s, n, slab);
4055                         if (!slab_free) {
4056                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4057                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4058                         }
4059                 } else if (slab_free) {
4060                         remove_partial(n, slab);
4061                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4062                 }
4063         }
4064
4065         if (slab_free) {
4066                 /*
4067                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4068                  * prevent spurious validation warnings
4069                  */
4070                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4071         }
4072
4073         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4074
4075         if (slab_free) {
4076                 stat(s, FREE_SLAB);
4077                 free_slab(s, slab_free);
4078         }
4079 }
4080
4081 /*
4082  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4083  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4084  *
4085  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4086  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4087  * handling required then we can return immediately.
4088  */
4089 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4090                         void *head, void *tail, int cnt,
4091                         unsigned long addr)
4092
4093 {
4094         void *prior;
4095         int was_frozen;
4096         struct slab new;
4097         unsigned long counters;
4098         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4099         unsigned long flags;
4100         bool on_node_partial;
4101
4102         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4103
4104         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4105                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4106                 return;
4107         }
4108
4109         do {
4110                 if (unlikely(n)) {
4111                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4112                         n = NULL;
4113                 }
4114                 prior = slab->freelist;
4115                 counters = slab->counters;
4116                 set_freepointer(s, tail, prior);
4117                 new.counters = counters;
4118                 was_frozen = new.frozen;
4119                 new.inuse -= cnt;
4120                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4121                         /* Needs to be taken off a list */
4122                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4123
4124                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4125                                 /*
4126                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4127                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4128                                  * drop the list_lock without any processing.
4129                                  *
4130                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4131                                  * other processors updating the list of slabs.
4132                                  */
4133                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4134
4135                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4136                         }
4137                 }
4138
4139         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4140                 prior, counters,
4141                 head, new.counters,
4142                 "__slab_free"));
4143
4144         if (likely(!n)) {
4145
4146                 if (likely(was_frozen)) {
4147                         /*
4148                          * The list lock was not taken therefore no list
4149                          * activity can be necessary.
4150                          */
4151                         stat(s, FREE_FROZEN);
4152                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4153                         /*
4154                          * If we started with a full slab then put it onto the
4155                          * per cpu partial list.
4156                          */
4157                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4158                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4159                 }
4160
4161                 return;
4162         }
4163
4164         /*
4165          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4166          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4167          */
4168         if (prior && !on_node_partial) {
4169                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4170                 return;
4171         }
4172
4173         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4174                 goto slab_empty;
4175
4176         /*
4177          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4178          * then add it.
4179          */
4180         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4181                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4182                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4183         }
4184         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4185         return;
4186
4187 slab_empty:
4188         if (prior) {
4189                 /*
4190                  * Slab on the partial list.
4191                  */
4192                 remove_partial(n, slab);
4193                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4194         }
4195
4196         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4197         stat(s, FREE_SLAB);
4198         discard_slab(s, slab);
4199 }
4200
4201 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4202 /*
4203  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4204  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4205  *
4206  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4207  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4208  * the item before.
4209  *
4210  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4211  * with all sorts of special processing.
4212  *
4213  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4214  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4215  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4216  */
4217 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4218                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4219                                 int cnt, unsigned long addr)
4220 {
4221         struct kmem_cache_cpu *c;
4222         unsigned long tid;
4223         void **freelist;
4224
4225 redo:
4226         /*
4227          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4228          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4229          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4230          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4231          */
4232         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4233         tid = READ_ONCE(c->tid);
4234
4235         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
4236         barrier();
4237
4238         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4239                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4240                 return;
4241         }
4242
4243         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4244                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4245
4246                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4247
4248                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4249                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4250                         goto redo;
4251                 }
4252         } else {
4253                 /* Update the free list under the local lock */
4254                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4255                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4256                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4257                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4258                         goto redo;
4259                 }
4260                 tid = c->tid;
4261                 freelist = c->freelist;
4262
4263                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4264                 c->freelist = head;
4265                 c->tid = next_tid(tid);
4266
4267                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4268         }
4269         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4270 }
4271 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4272 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4273                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4274                                 int cnt, unsigned long addr)
4275 {
4276         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4277 }
4278 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4279
4280 static __fastpath_inline
4281 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4282                unsigned long addr)
4283 {
4284         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4285
4286         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4287                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4288 }
4289
4290 static __fastpath_inline
4291 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4292                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4293 {
4294         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4295         /*
4296          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4297          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4298          */
4299         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4300                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4301 }
4302
4303 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4304 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4305 {
4306         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4307 }
4308 #endif
4309
4310 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4311 {
4312         struct slab *slab;
4313
4314         slab = virt_to_slab(obj);
4315         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4316                 return NULL;
4317         return slab->slab_cache;
4318 }
4319
4320 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4321 {
4322         struct kmem_cache *cachep;
4323
4324         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4325             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4326                 return s;
4327
4328         cachep = virt_to_cache(x);
4329         if (WARN(cachep && cachep != s,
4330                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4331                  __func__, s->name, cachep->name))
4332                 print_tracking(cachep, x);
4333         return cachep;
4334 }
4335
4336 /**
4337  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4338  * @s: The cache the allocation was from.
4339  * @x: The previously allocated object.
4340  *
4341  * Free an object which was previously allocated from this
4342  * cache.
4343  */
4344 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4345 {
4346         s = cache_from_obj(s, x);
4347         if (!s)
4348                 return;
4349         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4350         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4351 }
4352 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4353
4354 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4355 {
4356         unsigned int order = folio_order(folio);
4357
4358         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4359                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4360
4361         kmemleak_free(object);
4362         kasan_kfree_large(object);
4363         kmsan_kfree_large(object);
4364
4365         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4366                               -(PAGE_SIZE << order));
4367         folio_put(folio);
4368 }
4369
4370 /**
4371  * kfree - free previously allocated memory
4372  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4373  *
4374  * If @object is NULL, no operation is performed.
4375  */
4376 void kfree(const void *object)
4377 {
4378         struct folio *folio;
4379         struct slab *slab;
4380         struct kmem_cache *s;
4381         void *x = (void *)object;
4382
4383         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4384
4385         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4386                 return;
4387
4388         folio = virt_to_folio(object);
4389         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4390                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4391                 return;
4392         }
4393
4394         slab = folio_slab(folio);
4395         s = slab->slab_cache;
4396         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4397 }
4398 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4399
4400 struct detached_freelist {
4401         struct slab *slab;
4402         void *tail;
4403         void *freelist;
4404         int cnt;
4405         struct kmem_cache *s;
4406 };
4407
4408 /*
4409  * This function progressively scans the array with free objects (with
4410  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4411  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4412  * slab/objects.  This can happen without any need for
4413  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4414  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4415  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4416  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4417  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4418  * to performance reasons.
4419  */
4420 static inline
4421 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4422                             void **p, struct detached_freelist *df)
4423 {
4424         int lookahead = 3;
4425         void *object;
4426         struct folio *folio;
4427         size_t same;
4428
4429         object = p[--size];
4430         folio = virt_to_folio(object);
4431         if (!s) {
4432                 /* Handle kalloc'ed objects */
4433                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4434                         free_large_kmalloc(folio, object);
4435                         df->slab = NULL;
4436                         return size;
4437                 }
4438                 /* Derive kmem_cache from object */
4439                 df->slab = folio_slab(folio);
4440                 df->s = df->slab->slab_cache;
4441         } else {
4442                 df->slab = folio_slab(folio);
4443                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4444         }
4445
4446         /* Start new detached freelist */
4447         df->tail = object;
4448         df->freelist = object;
4449         df->cnt = 1;
4450
4451         if (is_kfence_address(object))
4452                 return size;
4453
4454         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4455
4456         same = size;
4457         while (size) {
4458                 object = p[--size];
4459                 /* df->slab is always set at this point */
4460                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4461                         /* Opportunity build freelist */
4462                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4463                         df->freelist = object;
4464                         df->cnt++;
4465                         same--;
4466                         if (size != same)
4467                                 swap(p[size], p[same]);
4468                         continue;
4469                 }
4470
4471                 /* Limit look ahead search */
4472                 if (!--lookahead)
4473                         break;
4474         }
4475
4476         return same;
4477 }
4478
4479 /*
4480  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4481  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4482  */
4483 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4484 {
4485         if (!size)
4486                 return;
4487
4488         do {
4489                 struct detached_freelist df;
4490
4491                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4492                 if (!df.slab)
4493                         continue;
4494
4495                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4496                              _RET_IP_);
4497         } while (likely(size));
4498 }
4499
4500 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4501 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4502 {
4503         if (!size)
4504                 return;
4505
4506         do {
4507                 struct detached_freelist df;
4508
4509                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4510                 if (!df.slab)
4511                         continue;
4512
4513                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4514                                df.cnt, _RET_IP_);
4515         } while (likely(size));
4516 }
4517 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4518
4519 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4520 static inline
4521 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4522                             void **p)
4523 {
4524         struct kmem_cache_cpu *c;
4525         unsigned long irqflags;
4526         int i;
4527
4528         /*
4529          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4530          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4531          * handlers invoking normal fastpath.
4532          */
4533         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4534         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4535
4536         for (i = 0; i < size; i++) {
4537                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4538
4539                 if (unlikely(object)) {
4540                         p[i] = object;
4541                         continue;
4542                 }
4543
4544                 object = c->freelist;
4545                 if (unlikely(!object)) {
4546                         /*
4547                          * We may have removed an object from c->freelist using
4548                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4549                          * c->tid has not been bumped yet.
4550                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4551                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4552                          */
4553                         c->tid = next_tid(c->tid);
4554
4555                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4556
4557                         /*
4558                          * Invoking slow path likely have side-effect
4559                          * of re-populating per CPU c->freelist
4560                          */
4561                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4562                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4563                         if (unlikely(!p[i]))
4564                                 goto error;
4565
4566                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4567                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4568
4569                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4570
4571                         continue; /* goto for-loop */
4572                 }
4573                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4574                 p[i] = object;
4575                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4576                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4577         }
4578         c->tid = next_tid(c->tid);
4579         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4580         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4581
4582         return i;
4583
4584 error:
4585         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4586         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4587         return 0;
4588
4589 }
4590 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4591 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4592                                    size_t size, void **p)
4593 {
4594         int i;
4595
4596         for (i = 0; i < size; i++) {
4597                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4598
4599                 if (unlikely(object)) {
4600                         p[i] = object;
4601                         continue;
4602                 }
4603
4604                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4605                                          _RET_IP_, s->object_size);
4606                 if (unlikely(!p[i]))
4607                         goto error;
4608
4609                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4610         }
4611
4612         return i;
4613
4614 error:
4615         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4616         return 0;
4617 }
4618 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4619
4620 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4621 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4622                           void **p)
4623 {
4624         int i;
4625         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
4626
4627         if (!size)
4628                 return 0;
4629
4630         /* memcg and kmem_cache debug support */
4631         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
4632         if (unlikely(!s))
4633                 return 0;
4634
4635         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4636
4637         /*
4638          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4639          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4640          */
4641         if (likely(i != 0)) {
4642                 slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
4643                         slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size);
4644         } else {
4645                 memcg_slab_alloc_error_hook(s, size, objcg);
4646         }
4647
4648         return i;
4649 }
4650 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
4651
4652
4653 /*
4654  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4655  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4656  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4657  * another.
4658  *
4659  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4660  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4661  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4662  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4663  * locking overhead.
4664  */
4665
4666 /*
4667  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4668  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4669  * and increases the number of allocations possible without having to
4670  * take the list_lock.
4671  */
4672 static unsigned int slub_min_order;
4673 static unsigned int slub_max_order =
4674         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4675 static unsigned int slub_min_objects;
4676
4677 /*
4678  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4679  *
4680  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4681  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4682  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4683  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4684  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4685  * would be wasted.
4686  *
4687  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4688  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4689  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4690  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4691  *
4692  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4693  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4694  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4695  * of space in favor of a small page order.
4696  *
4697  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4698  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4699  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4700  * the smallest order which will fit the object.
4701  */
4702 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4703                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4704                 unsigned int fract_leftover)
4705 {
4706         unsigned int order;
4707
4708         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4709
4710                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4711                 unsigned int rem;
4712
4713                 rem = slab_size % size;
4714
4715                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4716                         break;
4717         }
4718
4719         return order;
4720 }
4721
4722 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4723 {
4724         unsigned int order;
4725         unsigned int min_objects;
4726         unsigned int max_objects;
4727         unsigned int min_order;
4728
4729         min_objects = slub_min_objects;
4730         if (!min_objects) {
4731                 /*
4732                  * Some architectures will only update present cpus when
4733                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4734                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4735                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4736                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4737                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4738                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4739                  */
4740                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4741                 if (nr_cpus <= 1)
4742                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4743                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4744         }
4745         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4746         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4747         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4748
4749         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4750                           get_order(min_objects * size));
4751         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4752                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4753
4754         /*
4755          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4756          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4757          * and backing off gradually.
4758          *
4759          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4760          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4761          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4762          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4763          *
4764          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4765          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4766          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4767          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4768          */
4769         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4770                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4771                                         fraction);
4772                 if (order <= slub_max_order)
4773                         return order;
4774         }
4775
4776         /*
4777          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4778          */
4779         order = get_order(size);
4780         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4781                 return order;
4782         return -ENOSYS;
4783 }
4784
4785 static void
4786 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4787 {
4788         n->nr_partial = 0;
4789         spin_lock_init(&n->list_lock);
4790         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4791 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4792         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4793         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4794         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4795 #endif
4796 }
4797
4798 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4799 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4800 {
4801         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4802                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4803                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4804
4805         /*
4806          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4807          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4808          */
4809         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4810                                      2 * sizeof(void *));
4811
4812         if (!s->cpu_slab)
4813                 return 0;
4814
4815         init_kmem_cache_cpus(s);
4816
4817         return 1;
4818 }
4819 #else
4820 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4821 {
4822         return 1;
4823 }
4824 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4825
4826 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4827
4828 /*
4829  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4830  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4831  * possible.
4832  *
4833  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4834  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4835  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4836  */
4837 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4838 {
4839         struct slab *slab;
4840         struct kmem_cache_node *n;
4841
4842         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
4843
4844         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
4845
4846         BUG_ON(!slab);
4847         if (slab_nid(slab) != node) {
4848                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
4849                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
4850         }
4851
4852         n = slab->freelist;
4853         BUG_ON(!n);
4854 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4855         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
4856         init_tracking(kmem_cache_node, n);
4857 #endif
4858         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
4859         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
4860         slab->inuse = 1;
4861         kmem_cache_node->node[node] = n;
4862         init_kmem_cache_node(n);
4863         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
4864
4865         /*
4866          * No locks need to be taken here as it has just been
4867          * initialized and there is no concurrent access.
4868          */
4869         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
4870 }
4871
4872 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4873 {
4874         int node;
4875         struct kmem_cache_node *n;
4876
4877         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4878                 s->node[node] = NULL;
4879                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4880         }
4881 }
4882
4883 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
4884 {
4885         cache_random_seq_destroy(s);
4886 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4887         free_percpu(s->cpu_slab);
4888 #endif
4889         free_kmem_cache_nodes(s);
4890 }
4891
4892 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4893 {
4894         int node;
4895
4896         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4897                 struct kmem_cache_node *n;
4898
4899                 if (slab_state == DOWN) {
4900                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4901                         continue;
4902                 }
4903                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4904                                                 GFP_KERNEL, node);
4905
4906                 if (!n) {
4907                         free_kmem_cache_nodes(s);
4908                         return 0;
4909                 }
4910
4911                 init_kmem_cache_node(n);
4912                 s->node[node] = n;
4913         }
4914         return 1;
4915 }
4916
4917 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4918 {
4919 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4920         unsigned int nr_objects;
4921
4922         /*
4923          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4924          * per cpu partial lists of a processor.
4925          *
4926          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4927          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4928          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4929          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4930          *
4931          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4932          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4933          * slub_set_cpu_partial()
4934          */
4935         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4936                 nr_objects = 0;
4937         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4938                 nr_objects = 6;
4939         else if (s->size >= 1024)
4940                 nr_objects = 24;
4941         else if (s->size >= 256)
4942                 nr_objects = 52;
4943         else
4944                 nr_objects = 120;
4945
4946         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4947 #endif
4948 }
4949
4950 /*
4951  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4952  * a slab object.
4953  */
4954 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4955 {
4956         slab_flags_t flags = s->flags;
4957         unsigned int size = s->object_size;
4958         unsigned int order;
4959
4960         /*
4961          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4962          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4963          * the possible location of the free pointer.
4964          */
4965         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4966
4967 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4968         /*
4969          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4970          * the slab may touch the object after free or before allocation
4971          * then we should never poison the object itself.
4972          */
4973         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4974                         !s->ctor)
4975                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4976         else
4977                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4978
4979
4980         /*
4981          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4982          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4983          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4984          */
4985         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4986                 size += sizeof(void *);
4987 #endif
4988
4989         /*
4990          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4991          * by the object and redzoning.
4992          */
4993         s->inuse = size;
4994
4995         if (slub_debug_orig_size(s) ||
4996             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4997             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4998             s->ctor) {
4999                 /*
5000                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5001                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5002                  * kmem_cache_free.
5003                  *
5004                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5005                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5006                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5007                  *
5008                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5009                  * pointer is outside of the object is used in the
5010                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5011                  * longer true, the function needs to be modified.
5012                  */
5013                 s->offset = size;
5014                 size += sizeof(void *);
5015         } else {
5016                 /*
5017                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5018                  * it away from the edges of the object to avoid small
5019                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5020                  */
5021                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5022         }
5023
5024 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5025         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5026                 /*
5027                  * Need to store information about allocs and frees after
5028                  * the object.
5029                  */
5030                 size += 2 * sizeof(struct track);
5031
5032                 /* Save the original kmalloc request size */
5033                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5034                         size += sizeof(unsigned int);
5035         }
5036 #endif
5037
5038         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5039 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5040         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5041                 /*
5042                  * Add some empty padding so that we can catch
5043                  * overwrites from earlier objects rather than let
5044                  * tracking information or the free pointer be
5045                  * corrupted if a user writes before the start
5046                  * of the object.
5047                  */
5048                 size += sizeof(void *);
5049
5050                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5051                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5052                 size += s->red_left_pad;
5053         }
5054 #endif
5055
5056         /*
5057          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5058          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5059          * each object to conform to the alignment.
5060          */
5061         size = ALIGN(size, s->align);
5062         s->size = size;
5063         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5064         order = calculate_order(size);
5065
5066         if ((int)order < 0)
5067                 return 0;
5068
5069         s->allocflags = 0;
5070         if (order)
5071                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
5072
5073         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5074                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5075
5076         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5077                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5078
5079         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5080                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5081
5082         /*
5083          * Determine the number of objects per slab
5084          */
5085         s->oo = oo_make(order, size);
5086         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5087
5088         return !!oo_objects(s->oo);
5089 }
5090
5091 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5092 {
5093         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5094 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5095         s->random = get_random_long();
5096 #endif
5097
5098         if (!calculate_sizes(s))
5099                 goto error;
5100         if (disable_higher_order_debug) {
5101                 /*
5102                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5103                  * order increased.
5104                  */
5105                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5106                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5107                         s->offset = 0;
5108                         if (!calculate_sizes(s))
5109                                 goto error;
5110                 }
5111         }
5112
5113 #ifdef system_has_freelist_aba
5114         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5115                 /* Enable fast mode */
5116                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5117         }
5118 #endif
5119
5120         /*
5121          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5122          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5123          */
5124         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5125         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5126
5127         set_cpu_partial(s);
5128
5129 #ifdef CONFIG_NUMA
5130         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5131 #endif
5132
5133         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5134         if (slab_state >= UP) {
5135                 if (init_cache_random_seq(s))
5136                         goto error;
5137         }
5138
5139         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5140                 goto error;
5141
5142         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5143                 return 0;
5144
5145 error:
5146         __kmem_cache_release(s);
5147         return -EINVAL;
5148 }
5149
5150 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5151                               const char *text)
5152 {
5153 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5154         void *addr = slab_address(slab);
5155         void *p;
5156
5157         slab_err(s, slab, text, s->name);
5158
5159         spin_lock(&object_map_lock);
5160         __fill_map(object_map, s, slab);
5161
5162         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5163
5164                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5165                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5166                         print_tracking(s, p);
5167                 }
5168         }
5169         spin_unlock(&object_map_lock);
5170 #endif
5171 }
5172
5173 /*
5174  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5175  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5176  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5177  */
5178 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5179 {
5180         LIST_HEAD(discard);
5181         struct slab *slab, *h;
5182
5183         BUG_ON(irqs_disabled());
5184         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5185         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5186                 if (!slab->inuse) {
5187                         remove_partial(n, slab);
5188                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5189                 } else {
5190                         list_slab_objects(s, slab,
5191                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5192                 }
5193         }
5194         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5195
5196         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5197                 discard_slab(s, slab);
5198 }
5199
5200 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5201 {
5202         int node;
5203         struct kmem_cache_node *n;
5204
5205         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5206                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5207                         return false;
5208         return true;
5209 }
5210
5211 /*
5212  * Release all resources used by a slab cache.
5213  */
5214 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5215 {
5216         int node;
5217         struct kmem_cache_node *n;
5218
5219         flush_all_cpus_locked(s);
5220         /* Attempt to free all objects */
5221         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5222                 free_partial(s, n);
5223                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5224                         return 1;
5225         }
5226         return 0;
5227 }
5228
5229 #ifdef CONFIG_PRINTK
5230 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5231 {
5232         void *base;
5233         int __maybe_unused i;
5234         unsigned int objnr;
5235         void *objp;
5236         void *objp0;
5237         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5238         struct track __maybe_unused *trackp;
5239
5240         kpp->kp_ptr = object;
5241         kpp->kp_slab = slab;
5242         kpp->kp_slab_cache = s;
5243         base = slab_address(slab);
5244         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5245 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5246         objp = restore_red_left(s, objp0);
5247 #else
5248         objp = objp0;
5249 #endif
5250         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5251         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5252         objp = base + s->size * objnr;
5253         kpp->kp_objp = objp;
5254         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5255                          || (objp - base) % s->size) ||
5256             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5257                 return;
5258 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5259         objp = fixup_red_left(s, objp);
5260         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5261         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5262 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5263         {
5264                 depot_stack_handle_t handle;
5265                 unsigned long *entries;
5266                 unsigned int nr_entries;
5267
5268                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5269                 if (handle) {
5270                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5271                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5272                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5273                 }
5274
5275                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5276                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5277                 if (handle) {
5278                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5279                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5280                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5281                 }
5282         }
5283 #endif
5284 #endif
5285 }
5286 #endif
5287
5288 /********************************************************************
5289  *              Kmalloc subsystem
5290  *******************************************************************/
5291
5292 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5293 {
5294         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5295
5296         if (slub_min_order > slub_max_order)
5297                 slub_max_order = slub_min_order;
5298
5299         return 1;
5300 }
5301
5302 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5303 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5304
5305
5306 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5307 {
5308         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5309         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5310
5311         if (slub_min_order > slub_max_order)
5312                 slub_min_order = slub_max_order;
5313
5314         return 1;
5315 }
5316
5317 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5318 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5319
5320 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5321 {
5322         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5323
5324         return 1;
5325 }
5326
5327 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5328 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5329
5330 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5331 /*
5332  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5333  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5334  * cache's usercopy region.
5335  *
5336  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5337  * to indicate an error.
5338  */
5339 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5340                          const struct slab *slab, bool to_user)
5341 {
5342         struct kmem_cache *s;
5343         unsigned int offset;
5344         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5345
5346         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5347
5348         /* Find object and usable object size. */
5349         s = slab->slab_cache;
5350
5351         /* Reject impossible pointers. */
5352         if (ptr < slab_address(slab))
5353                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5354                                to_user, 0, n);
5355
5356         /* Find offset within object. */
5357         if (is_kfence)
5358                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5359         else
5360                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5361
5362         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5363         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5364                 if (offset < s->red_left_pad)
5365                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5366                                        s->name, to_user, offset, n);
5367                 offset -= s->red_left_pad;
5368         }
5369
5370         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5371         if (offset >= s->useroffset &&
5372             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5373             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5374                 return;
5375
5376         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5377 }
5378 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5379
5380 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5381
5382 /*
5383  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5384  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5385  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5386  *
5387  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5388  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5389  * are freed in them.
5390  */
5391 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5392 {
5393         int node;
5394         int i;
5395         struct kmem_cache_node *n;
5396         struct slab *slab;
5397         struct slab *t;
5398         struct list_head discard;
5399         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5400         unsigned long flags;
5401         int ret = 0;
5402
5403         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5404                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5405                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5406                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5407
5408                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5409
5410                 /*
5411                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5412                  *
5413                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5414                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5415                  */
5416                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5417                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5418
5419                         /* Do not reread slab->inuse */
5420                         barrier();
5421
5422                         /* We do not keep full slabs on the list */
5423                         BUG_ON(free <= 0);
5424
5425                         if (free == slab->objects) {
5426                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5427                                 slab_clear_node_partial(slab);
5428                                 n->nr_partial--;
5429                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5430                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5431                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5432                 }
5433
5434                 /*
5435                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5436                  * partial list.
5437                  */
5438                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5439                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5440
5441                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5442
5443                 /* Release empty slabs */
5444                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5445                         free_slab(s, slab);
5446
5447                 if (node_nr_slabs(n))
5448                         ret = 1;
5449         }
5450
5451         return ret;
5452 }
5453
5454 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5455 {
5456         flush_all(s);
5457         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5458 }
5459
5460 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5461 {
5462         struct kmem_cache *s;
5463
5464         mutex_lock(&slab_mutex);
5465         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5466                 flush_all_cpus_locked(s);
5467                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5468         }
5469         mutex_unlock(&slab_mutex);
5470
5471         return 0;
5472 }
5473
5474 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5475 {
5476         struct memory_notify *marg = arg;
5477         int offline_node;
5478
5479         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5480
5481         /*
5482          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5483          * for it yet.
5484          */
5485         if (offline_node < 0)
5486                 return;
5487
5488         mutex_lock(&slab_mutex);
5489         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5490         /*
5491          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5492          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5493          * slab_mutex.
5494          */
5495         mutex_unlock(&slab_mutex);
5496 }
5497
5498 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5499 {
5500         struct kmem_cache_node *n;
5501         struct kmem_cache *s;
5502         struct memory_notify *marg = arg;
5503         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5504         int ret = 0;
5505
5506         /*
5507          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5508          * already created. Nothing to do.
5509          */
5510         if (nid < 0)
5511                 return 0;
5512
5513         /*
5514          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5515          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5516          * online.
5517          */
5518         mutex_lock(&slab_mutex);
5519         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5520                 /*
5521                  * The structure may already exist if the node was previously
5522                  * onlined and offlined.
5523                  */
5524                 if (get_node(s, nid))
5525                         continue;
5526                 /*
5527                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5528                  *      since memory is not yet available from the node that
5529                  *      is brought up.
5530                  */
5531                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5532                 if (!n) {
5533                         ret = -ENOMEM;
5534                         goto out;
5535                 }
5536                 init_kmem_cache_node(n);
5537                 s->node[nid] = n;
5538         }
5539         /*
5540          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5541          * initialized for the new node.
5542          */
5543         node_set(nid, slab_nodes);
5544 out:
5545         mutex_unlock(&slab_mutex);
5546         return ret;
5547 }
5548
5549 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5550                                 unsigned long action, void *arg)
5551 {
5552         int ret = 0;
5553
5554         switch (action) {
5555         case MEM_GOING_ONLINE:
5556                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5557                 break;
5558         case MEM_GOING_OFFLINE:
5559                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5560                 break;
5561         case MEM_OFFLINE:
5562         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5563                 slab_mem_offline_callback(arg);
5564                 break;
5565         case MEM_ONLINE:
5566         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5567                 break;
5568         }
5569         if (ret)
5570                 ret = notifier_from_errno(ret);
5571         else
5572                 ret = NOTIFY_OK;
5573         return ret;
5574 }
5575
5576 /********************************************************************
5577  *                      Basic setup of slabs
5578  *******************************************************************/
5579
5580 /*
5581  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5582  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5583  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5584  */
5585
5586 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5587 {
5588         int node;
5589         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5590         struct kmem_cache_node *n;
5591
5592         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5593
5594         /*
5595          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5596          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5597          * IPIs around.
5598          */
5599         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5600         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5601                 struct slab *p;
5602
5603                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5604                         p->slab_cache = s;
5605
5606 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5607                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5608                         p->slab_cache = s;
5609 #endif
5610         }
5611         list_add(&s->list, &slab_caches);
5612         return s;
5613 }
5614
5615 void __init kmem_cache_init(void)
5616 {
5617         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5618                 boot_kmem_cache_node;
5619         int node;
5620
5621         if (debug_guardpage_minorder())
5622                 slub_max_order = 0;
5623
5624         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5625         if (__slub_debug_enabled())
5626                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5627
5628         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5629         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5630
5631         /*
5632          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5633          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5634          */
5635         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5636                 node_set(node, slab_nodes);
5637
5638         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5639                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5640
5641         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5642
5643         /* Able to allocate the per node structures */
5644         slab_state = PARTIAL;
5645
5646         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5647                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5648                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5649                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5650
5651         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5652         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5653
5654         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5655         setup_kmalloc_cache_index_table();
5656         create_kmalloc_caches();
5657
5658         /* Setup random freelists for each cache */
5659         init_freelist_randomization();
5660
5661         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5662                                   slub_cpu_dead);
5663
5664         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5665                 cache_line_size(),
5666                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5667                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5668 }
5669
5670 void __init kmem_cache_init_late(void)
5671 {
5672 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5673         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5674         WARN_ON(!flushwq);
5675 #endif
5676 }
5677
5678 struct kmem_cache *
5679 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5680                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5681 {
5682         struct kmem_cache *s;
5683
5684         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5685         if (s) {
5686                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5687                         return NULL;
5688
5689                 s->refcount++;
5690
5691                 /*
5692                  * Adjust the object sizes so that we clear
5693                  * the complete object on kzalloc.
5694                  */
5695                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5696                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5697         }
5698
5699         return s;
5700 }
5701
5702 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5703 {
5704         int err;
5705
5706         err = kmem_cache_open(s, flags);
5707         if (err)
5708                 return err;
5709
5710         /* Mutex is not taken during early boot */
5711         if (slab_state <= UP)
5712                 return 0;
5713
5714         err = sysfs_slab_add(s);
5715         if (err) {
5716                 __kmem_cache_release(s);
5717                 return err;
5718         }
5719
5720         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5721                 debugfs_slab_add(s);
5722
5723         return 0;
5724 }
5725
5726 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5727 static int count_inuse(struct slab *slab)
5728 {
5729         return slab->inuse;
5730 }
5731
5732 static int count_total(struct slab *slab)
5733 {
5734         return slab->objects;
5735 }
5736 #endif
5737
5738 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5739 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5740                           unsigned long *obj_map)
5741 {
5742         void *p;
5743         void *addr = slab_address(slab);
5744
5745         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5746                 return;
5747
5748         /* Now we know that a valid freelist exists */
5749         __fill_map(obj_map, s, slab);
5750         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5751                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5752                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5753
5754                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5755                         break;
5756         }
5757 }
5758
5759 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5760                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5761 {
5762         unsigned long count = 0;
5763         struct slab *slab;
5764         unsigned long flags;
5765
5766         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5767
5768         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5769                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5770                 count++;
5771         }
5772         if (count != n->nr_partial) {
5773                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5774                        s->name, count, n->nr_partial);
5775                 slab_add_kunit_errors();
5776         }
5777
5778         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5779                 goto out;
5780
5781         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5782                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5783                 count++;
5784         }
5785         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5786                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5787                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5788                 slab_add_kunit_errors();
5789         }
5790
5791 out:
5792         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5793         return count;
5794 }
5795
5796 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5797 {
5798         int node;
5799         unsigned long count = 0;
5800         struct kmem_cache_node *n;
5801         unsigned long *obj_map;
5802
5803         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5804         if (!obj_map)
5805                 return -ENOMEM;
5806
5807         flush_all(s);
5808         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5809                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5810
5811         bitmap_free(obj_map);
5812
5813         return count;
5814 }
5815 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5816
5817 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5818 /*
5819  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5820  * and freed.
5821  */
5822
5823 struct location {
5824         depot_stack_handle_t handle;
5825         unsigned long count;
5826         unsigned long addr;
5827         unsigned long waste;
5828         long long sum_time;
5829         long min_time;
5830         long max_time;
5831         long min_pid;
5832         long max_pid;
5833         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5834         nodemask_t nodes;
5835 };
5836
5837 struct loc_track {
5838         unsigned long max;
5839         unsigned long count;
5840         struct location *loc;
5841         loff_t idx;
5842 };
5843
5844 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5845
5846 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5847 {
5848         if (t->max)
5849                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5850                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5851 }
5852
5853 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5854 {
5855         struct location *l;
5856         int order;
5857
5858         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5859
5860         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5861         if (!l)
5862                 return 0;
5863
5864         if (t->count) {
5865                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5866                 free_loc_track(t);
5867         }
5868         t->max = max;
5869         t->loc = l;
5870         return 1;
5871 }
5872
5873 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5874                                 const struct track *track,
5875                                 unsigned int orig_size)
5876 {
5877         long start, end, pos;
5878         struct location *l;
5879         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
5880         unsigned long age = jiffies - track->when;
5881         depot_stack_handle_t handle = 0;
5882         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
5883
5884 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5885         handle = READ_ONCE(track->handle);
5886 #endif
5887         start = -1;
5888         end = t->count;
5889
5890         for ( ; ; ) {
5891                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5892
5893                 /*
5894                  * There is nothing at "end". If we end up there
5895                  * we need to add something to before end.
5896                  */
5897                 if (pos == end)
5898                         break;
5899
5900                 l = &t->loc[pos];
5901                 caddr = l->addr;
5902                 chandle = l->handle;
5903                 cwaste = l->waste;
5904                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
5905                         (waste == cwaste)) {
5906
5907                         l->count++;
5908                         if (track->when) {
5909                                 l->sum_time += age;
5910                                 if (age < l->min_time)
5911                                         l->min_time = age;
5912                                 if (age > l->max_time)
5913                                         l->max_time = age;
5914
5915                                 if (track->pid < l->min_pid)
5916                                         l->min_pid = track->pid;
5917                                 if (track->pid > l->max_pid)
5918                                         l->max_pid = track->pid;
5919
5920                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5921                                                 to_cpumask(l->cpus));
5922                         }
5923                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5924                         return 1;
5925                 }
5926
5927                 if (track->addr < caddr)
5928                         end = pos;
5929                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5930                         end = pos;
5931                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
5932                                 waste < cwaste)
5933                         end = pos;
5934                 else
5935                         start = pos;
5936         }
5937
5938         /*
5939          * Not found. Insert new tracking element.
5940          */
5941         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5942                 return 0;
5943
5944         l = t->loc + pos;
5945         if (pos < t->count)
5946                 memmove(l + 1, l,
5947                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5948         t->count++;
5949         l->count = 1;
5950         l->addr = track->addr;
5951         l->sum_time = age;
5952         l->min_time = age;
5953         l->max_time = age;
5954         l->min_pid = track->pid;
5955         l->max_pid = track->pid;
5956         l->handle = handle;
5957         l->waste = waste;
5958         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5959         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5960         nodes_clear(l->nodes);
5961         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5962         return 1;
5963 }
5964
5965 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5966                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5967                 unsigned long *obj_map)
5968 {
5969         void *addr = slab_address(slab);
5970         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
5971         void *p;
5972
5973         __fill_map(obj_map, s, slab);
5974
5975         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5976                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5977                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
5978                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
5979                                                 s->object_size);
5980 }
5981 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5982 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5983
5984 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5985 enum slab_stat_type {
5986         SL_ALL,                 /* All slabs */
5987         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5988         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5989         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5990         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5991 };
5992
5993 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5994 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5995 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5996 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5997 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5998
5999 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6000                                  char *buf, unsigned long flags)
6001 {
6002         unsigned long total = 0;
6003         int node;
6004         int x;
6005         unsigned long *nodes;
6006         int len = 0;
6007
6008         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6009         if (!nodes)
6010                 return -ENOMEM;
6011
6012         if (flags & SO_CPU) {
6013                 int cpu;
6014
6015                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6016                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6017                                                                cpu);
6018                         int node;
6019                         struct slab *slab;
6020
6021                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6022                         if (!slab)
6023                                 continue;
6024
6025                         node = slab_nid(slab);
6026                         if (flags & SO_TOTAL)
6027                                 x = slab->objects;
6028                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6029                                 x = slab->inuse;
6030                         else
6031                                 x = 1;
6032
6033                         total += x;
6034                         nodes[node] += x;
6035
6036 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6037                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6038                         if (slab) {
6039                                 node = slab_nid(slab);
6040                                 if (flags & SO_TOTAL)
6041                                         WARN_ON_ONCE(1);
6042                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6043                                         WARN_ON_ONCE(1);
6044                                 else
6045                                         x = slab->slabs;
6046                                 total += x;
6047                                 nodes[node] += x;
6048                         }
6049 #endif
6050                 }
6051         }
6052
6053         /*
6054          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6055          * already held which will conflict with an existing lock order:
6056          *
6057          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6058          *
6059          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6060          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6061          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6062          */
6063
6064 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6065         if (flags & SO_ALL) {
6066                 struct kmem_cache_node *n;
6067
6068                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6069
6070                         if (flags & SO_TOTAL)
6071                                 x = node_nr_objs(n);
6072                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6073                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6074                         else
6075                                 x = node_nr_slabs(n);
6076                         total += x;
6077                         nodes[node] += x;
6078                 }
6079
6080         } else
6081 #endif
6082         if (flags & SO_PARTIAL) {
6083                 struct kmem_cache_node *n;
6084
6085                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6086                         if (flags & SO_TOTAL)
6087                                 x = count_partial(n, count_total);
6088                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6089                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6090                         else
6091                                 x = n->nr_partial;
6092                         total += x;
6093                         nodes[node] += x;
6094                 }
6095         }
6096
6097         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6098 #ifdef CONFIG_NUMA
6099         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6100                 if (nodes[node])
6101                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6102                                              node, nodes[node]);
6103         }
6104 #endif
6105         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6106         kfree(nodes);
6107
6108         return len;
6109 }
6110
6111 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6112 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6113
6114 struct slab_attribute {
6115         struct attribute attr;
6116         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6117         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6118 };
6119
6120 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6121         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6122
6123 #define SLAB_ATTR(_name) \
6124         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6125
6126 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6127 {
6128         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6129 }
6130 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6131
6132 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6133 {
6134         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6135 }
6136 SLAB_ATTR_RO(align);
6137
6138 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6139 {
6140         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6141 }
6142 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6143
6144 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6145 {
6146         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6147 }
6148 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6149
6150 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6151 {
6152         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6153 }
6154 SLAB_ATTR_RO(order);
6155
6156 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6157 {
6158         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6159 }
6160
6161 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6162                                  size_t length)
6163 {
6164         unsigned long min;
6165         int err;
6166
6167         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6168         if (err)
6169                 return err;
6170
6171         s->min_partial = min;
6172         return length;
6173 }
6174 SLAB_ATTR(min_partial);
6175
6176 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6177 {
6178         unsigned int nr_partial = 0;
6179 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6180         nr_partial = s->cpu_partial;
6181 #endif
6182
6183         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6184 }
6185
6186 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6187                                  size_t length)
6188 {
6189         unsigned int objects;
6190         int err;
6191
6192         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6193         if (err)
6194                 return err;
6195         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6196                 return -EINVAL;
6197
6198         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6199         flush_all(s);
6200         return length;
6201 }
6202 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6203
6204 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6205 {
6206         if (!s->ctor)
6207                 return 0;
6208         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6209 }
6210 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6211
6212 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6213 {
6214         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6215 }
6216 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6217
6218 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6219 {
6220         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6221 }
6222 SLAB_ATTR_RO(partial);
6223
6224 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6225 {
6226         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6227 }
6228 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6229
6230 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6231 {
6232         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6233 }
6234 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6235
6236 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6237 {
6238         int objects = 0;
6239         int slabs = 0;
6240         int cpu __maybe_unused;
6241         int len = 0;
6242
6243 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6244         for_each_online_cpu(cpu) {
6245                 struct slab *slab;
6246
6247                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6248
6249                 if (slab)
6250                         slabs += slab->slabs;
6251         }
6252 #endif
6253
6254         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6255         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6256         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6257
6258 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6259         for_each_online_cpu(cpu) {
6260                 struct slab *slab;
6261
6262                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6263                 if (slab) {
6264                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
6265                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6266                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6267                                              cpu, objects, slabs);
6268                 }
6269         }
6270 #endif
6271         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6272
6273         return len;
6274 }
6275 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6276
6277 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6278 {
6279         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6280 }
6281 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6282
6283 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6284 {
6285         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6286 }
6287 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6288
6289 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6290 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6291 {
6292         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6293 }
6294 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6295 #endif
6296
6297 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6298 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6299 {
6300         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6301 }
6302 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6303 #endif
6304
6305 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6306 {
6307         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6308 }
6309 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6310
6311 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6312 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6313 {
6314         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6315 }
6316 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6317
6318 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6319 {
6320         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6321 }
6322 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6323
6324 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6325 {
6326         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6327 }
6328 SLAB_ATTR_RO(objects);
6329
6330 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6331 {
6332         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6333 }
6334 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6335
6336 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6337 {
6338         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6339 }
6340 SLAB_ATTR_RO(trace);
6341
6342 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6343 {
6344         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6345 }
6346
6347 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6348
6349 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6350 {
6351         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6352 }
6353
6354 SLAB_ATTR_RO(poison);
6355
6356 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6357 {
6358         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6359 }
6360
6361 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6362
6363 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6364 {
6365         return 0;
6366 }
6367
6368 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6369                         const char *buf, size_t length)
6370 {
6371         int ret = -EINVAL;
6372
6373         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6374                 ret = validate_slab_cache(s);
6375                 if (ret >= 0)
6376                         ret = length;
6377         }
6378         return ret;
6379 }
6380 SLAB_ATTR(validate);
6381
6382 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6383
6384 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6385 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6386 {
6387         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6388 }
6389
6390 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6391                                 size_t length)
6392 {
6393         if (s->refcount > 1)
6394                 return -EINVAL;
6395
6396         if (buf[0] == '1')
6397                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6398         else
6399                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6400
6401         return length;
6402 }
6403 SLAB_ATTR(failslab);
6404 #endif
6405
6406 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6407 {
6408         return 0;
6409 }
6410
6411 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6412                         const char *buf, size_t length)
6413 {
6414         if (buf[0] == '1')
6415                 kmem_cache_shrink(s);
6416         else
6417                 return -EINVAL;
6418         return length;
6419 }
6420 SLAB_ATTR(shrink);
6421
6422 #ifdef CONFIG_NUMA
6423 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6424 {
6425         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6426 }
6427
6428 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6429                                 const char *buf, size_t length)
6430 {
6431         unsigned int ratio;
6432         int err;
6433
6434         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6435         if (err)
6436                 return err;
6437         if (ratio > 100)
6438                 return -ERANGE;
6439
6440         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6441
6442         return length;
6443 }
6444 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6445 #endif
6446
6447 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6448 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6449 {
6450         unsigned long sum  = 0;
6451         int cpu;
6452         int len = 0;
6453         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6454
6455         if (!data)
6456                 return -ENOMEM;
6457
6458         for_each_online_cpu(cpu) {
6459                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6460
6461                 data[cpu] = x;
6462                 sum += x;
6463         }
6464
6465         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6466
6467 #ifdef CONFIG_SMP
6468         for_each_online_cpu(cpu) {
6469                 if (data[cpu])
6470                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6471                                              cpu, data[cpu]);
6472         }
6473 #endif
6474         kfree(data);
6475         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6476
6477         return len;
6478 }
6479
6480 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6481 {
6482         int cpu;
6483
6484         for_each_online_cpu(cpu)
6485                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6486 }
6487
6488 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6489 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6490 {                                                               \
6491         return show_stat(s, buf, si);                           \
6492 }                                                               \
6493 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6494                                 const char *buf, size_t length) \
6495 {                                                               \
6496         if (buf[0] != '0')                                      \
6497                 return -EINVAL;                                 \
6498         clear_stat(s, si);                                      \
6499         return length;                                          \
6500 }                                                               \
6501 SLAB_ATTR(text);                                                \
6502
6503 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6504 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6505 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6506 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6507 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6508 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6509 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6510 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6511 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6512 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6513 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6514 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6515 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6516 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6517 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6518 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6519 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6520 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6521 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6522 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6523 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6524 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6525 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6526 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6527 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6528 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6529 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6530
6531 #ifdef CONFIG_KFENCE
6532 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6533 {
6534         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6535 }
6536
6537 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6538                         const char *buf, size_t length)
6539 {
6540         int ret = length;
6541
6542         if (buf[0] == '0')
6543                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6544         else if (buf[0] == '1')
6545                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6546         else
6547                 ret = -EINVAL;
6548
6549         return ret;
6550 }
6551 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6552 #endif
6553
6554 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6555         &slab_size_attr.attr,
6556         &object_size_attr.attr,
6557         &objs_per_slab_attr.attr,
6558         &order_attr.attr,
6559         &min_partial_attr.attr,
6560         &cpu_partial_attr.attr,
6561         &objects_partial_attr.attr,
6562         &partial_attr.attr,
6563         &cpu_slabs_attr.attr,
6564         &ctor_attr.attr,
6565         &aliases_attr.attr,
6566         &align_attr.attr,
6567         &hwcache_align_attr.attr,
6568         &reclaim_account_attr.attr,
6569         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6570         &shrink_attr.attr,
6571         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6572 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6573         &total_objects_attr.attr,
6574         &objects_attr.attr,
6575         &slabs_attr.attr,
6576         &sanity_checks_attr.attr,
6577         &trace_attr.attr,
6578         &red_zone_attr.attr,
6579         &poison_attr.attr,
6580         &store_user_attr.attr,
6581         &validate_attr.attr,
6582 #endif
6583 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6584         &cache_dma_attr.attr,
6585 #endif
6586 #ifdef CONFIG_NUMA
6587         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6588 #endif
6589 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6590         &alloc_fastpath_attr.attr,
6591         &alloc_slowpath_attr.attr,
6592         &free_fastpath_attr.attr,
6593         &free_slowpath_attr.attr,
6594         &free_frozen_attr.attr,
6595         &free_add_partial_attr.attr,
6596         &free_remove_partial_attr.attr,
6597         &alloc_from_partial_attr.attr,
6598         &alloc_slab_attr.attr,
6599         &alloc_refill_attr.attr,
6600         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6601         &free_slab_attr.attr,
6602         &cpuslab_flush_attr.attr,
6603         &deactivate_full_attr.attr,
6604         &deactivate_empty_attr.attr,
6605         &deactivate_to_head_attr.attr,
6606         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6607         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6608         &deactivate_bypass_attr.attr,
6609         &order_fallback_attr.attr,
6610         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6611         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6612         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6613         &cpu_partial_free_attr.attr,
6614         &cpu_partial_node_attr.attr,
6615         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6616 #endif
6617 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6618         &failslab_attr.attr,
6619 #endif
6620 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6621         &usersize_attr.attr,
6622 #endif
6623 #ifdef CONFIG_KFENCE
6624         &skip_kfence_attr.attr,
6625 #endif
6626
6627         NULL
6628 };
6629
6630 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6631         .attrs = slab_attrs,
6632 };
6633
6634 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6635                                 struct attribute *attr,
6636                                 char *buf)
6637 {
6638         struct slab_attribute *attribute;
6639         struct kmem_cache *s;
6640
6641         attribute = to_slab_attr(attr);
6642         s = to_slab(kobj);
6643
6644         if (!attribute->show)
6645                 return -EIO;
6646
6647         return attribute->show(s, buf);
6648 }
6649
6650 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6651                                 struct attribute *attr,
6652                                 const char *buf, size_t len)
6653 {
6654         struct slab_attribute *attribute;
6655         struct kmem_cache *s;
6656
6657         attribute = to_slab_attr(attr);
6658         s = to_slab(kobj);
6659
6660         if (!attribute->store)
6661                 return -EIO;
6662
6663         return attribute->store(s, buf, len);
6664 }
6665
6666 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6667 {
6668         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6669 }
6670
6671 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6672         .show = slab_attr_show,
6673         .store = slab_attr_store,
6674 };
6675
6676 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6677         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6678         .release = kmem_cache_release,
6679 };
6680
6681 static struct kset *slab_kset;
6682
6683 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6684 {
6685         return slab_kset;
6686 }
6687
6688 #define ID_STR_LENGTH 32
6689
6690 /* Create a unique string id for a slab cache:
6691  *
6692  * Format       :[flags-]size
6693  */
6694 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6695 {
6696         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6697         char *p = name;
6698
6699         if (!name)
6700                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6701
6702         *p++ = ':';
6703         /*
6704          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6705          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6706          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6707          * are matched during merging to guarantee that the id is
6708          * unique.
6709          */
6710         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6711                 *p++ = 'd';
6712         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6713                 *p++ = 'D';
6714         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6715                 *p++ = 'a';
6716         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6717                 *p++ = 'F';
6718         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6719                 *p++ = 'A';
6720         if (p != name + 1)
6721                 *p++ = '-';
6722         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6723
6724         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6725                 kfree(name);
6726                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6727         }
6728         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6729         return name;
6730 }
6731
6732 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6733 {
6734         int err;
6735         const char *name;
6736         struct kset *kset = cache_kset(s);
6737         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6738
6739         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6740                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6741                 unmergeable = 1;
6742
6743         if (unmergeable) {
6744                 /*
6745                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6746                  * This is typically the case for debug situations. In that
6747                  * case we can catch duplicate names easily.
6748                  */
6749                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6750                 name = s->name;
6751         } else {
6752                 /*
6753                  * Create a unique name for the slab as a target
6754                  * for the symlinks.
6755                  */
6756                 name = create_unique_id(s);
6757                 if (IS_ERR(name))
6758                         return PTR_ERR(name);
6759         }
6760
6761         s->kobj.kset = kset;
6762         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6763         if (err)
6764                 goto out;
6765
6766         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6767         if (err)
6768                 goto out_del_kobj;
6769
6770         if (!unmergeable) {
6771                 /* Setup first alias */
6772                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6773         }
6774 out:
6775         if (!unmergeable)
6776                 kfree(name);
6777         return err;
6778 out_del_kobj:
6779         kobject_del(&s->kobj);
6780         goto out;
6781 }
6782
6783 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6784 {
6785         kobject_del(&s->kobj);
6786 }
6787
6788 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6789 {
6790         kobject_put(&s->kobj);
6791 }
6792
6793 /*
6794  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6795  * available lest we lose that information.
6796  */
6797 struct saved_alias {
6798         struct kmem_cache *s;
6799         const char *name;
6800         struct saved_alias *next;
6801 };
6802
6803 static struct saved_alias *alias_list;
6804
6805 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6806 {
6807         struct saved_alias *al;
6808
6809         if (slab_state == FULL) {
6810                 /*
6811                  * If we have a leftover link then remove it.
6812                  */
6813                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6814                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6815         }
6816
6817         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6818         if (!al)
6819                 return -ENOMEM;
6820
6821         al->s = s;
6822         al->name = name;
6823         al->next = alias_list;
6824         alias_list = al;
6825         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6826         return 0;
6827 }
6828
6829 static int __init slab_sysfs_init(void)
6830 {
6831         struct kmem_cache *s;
6832         int err;
6833
6834         mutex_lock(&slab_mutex);
6835
6836         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6837         if (!slab_kset) {
6838                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6839                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6840                 return -ENOMEM;
6841         }
6842
6843         slab_state = FULL;
6844
6845         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6846                 err = sysfs_slab_add(s);
6847                 if (err)
6848                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6849                                s->name);
6850         }
6851
6852         while (alias_list) {
6853                 struct saved_alias *al = alias_list;
6854
6855                 alias_list = alias_list->next;
6856                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6857                 if (err)
6858                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6859                                al->name);
6860                 kfree(al);
6861         }
6862
6863         mutex_unlock(&slab_mutex);
6864         return 0;
6865 }
6866 late_initcall(slab_sysfs_init);
6867 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
6868
6869 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6870 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6871 {
6872         struct loc_track *t = seq->private;
6873         struct location *l;
6874         unsigned long idx;
6875
6876         idx = (unsigned long) t->idx;
6877         if (idx < t->count) {
6878                 l = &t->loc[idx];
6879
6880                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6881
6882                 if (l->addr)
6883                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6884                 else
6885                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6886
6887                 if (l->waste)
6888                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
6889                                 l->count * l->waste, l->waste);
6890
6891                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6892                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6893                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6894                                 l->max_time);
6895                 } else
6896                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6897
6898                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6899                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6900                 else
6901                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6902                                 l->min_pid);
6903
6904                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6905                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6906                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6907
6908                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6909                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6910                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6911
6912 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6913                 {
6914                         depot_stack_handle_t handle;
6915                         unsigned long *entries;
6916                         unsigned int nr_entries, j;
6917
6918                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6919                         if (handle) {
6920                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6921                                 seq_puts(seq, "\n");
6922                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6923                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6924                         }
6925                 }
6926 #endif
6927                 seq_puts(seq, "\n");
6928         }
6929
6930         if (!idx && !t->count)
6931                 seq_puts(seq, "No data\n");
6932
6933         return 0;
6934 }
6935
6936 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6937 {
6938 }
6939
6940 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6941 {
6942         struct loc_track *t = seq->private;
6943
6944         t->idx = ++(*ppos);
6945         if (*ppos <= t->count)
6946                 return ppos;
6947
6948         return NULL;
6949 }
6950
6951 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6952 {
6953         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6954         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6955
6956         if (loc1->count > loc2->count)
6957                 return -1;
6958         else
6959                 return 1;
6960 }
6961
6962 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6963 {
6964         struct loc_track *t = seq->private;
6965
6966         t->idx = *ppos;
6967         return ppos;
6968 }
6969
6970 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6971         .start  = slab_debugfs_start,
6972         .next   = slab_debugfs_next,
6973         .stop   = slab_debugfs_stop,
6974         .show   = slab_debugfs_show,
6975 };
6976
6977 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6978 {
6979
6980         struct kmem_cache_node *n;
6981         enum track_item alloc;
6982         int node;
6983         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6984                                                 sizeof(struct loc_track));
6985         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6986         unsigned long *obj_map;
6987
6988         if (!t)
6989                 return -ENOMEM;
6990
6991         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6992         if (!obj_map) {
6993                 seq_release_private(inode, filep);
6994                 return -ENOMEM;
6995         }
6996
6997         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6998                 alloc = TRACK_ALLOC;
6999         else
7000                 alloc = TRACK_FREE;
7001
7002         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7003                 bitmap_free(obj_map);
7004                 seq_release_private(inode, filep);
7005                 return -ENOMEM;
7006         }
7007
7008         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7009                 unsigned long flags;
7010                 struct slab *slab;
7011
7012                 if (!node_nr_slabs(n))
7013                         continue;
7014
7015                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7016                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7017                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7018                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7019                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7020                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7021         }
7022
7023         /* Sort locations by count */
7024         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7025                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7026
7027         bitmap_free(obj_map);
7028         return 0;
7029 }
7030
7031 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7032 {
7033         struct seq_file *seq = file->private_data;
7034         struct loc_track *t = seq->private;
7035
7036         free_loc_track(t);
7037         return seq_release_private(inode, file);
7038 }
7039
7040 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7041         .open    = slab_debug_trace_open,
7042         .read    = seq_read,
7043         .llseek  = seq_lseek,
7044         .release = slab_debug_trace_release,
7045 };
7046
7047 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7048 {
7049         struct dentry *slab_cache_dir;
7050
7051         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7052                 return;
7053
7054         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7055
7056         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7057                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7058
7059         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7060                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7061 }
7062
7063 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7064 {
7065         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7066 }
7067
7068 static int __init slab_debugfs_init(void)
7069 {
7070         struct kmem_cache *s;
7071
7072         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7073
7074         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7075                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7076                         debugfs_slab_add(s);
7077
7078         return 0;
7079
7080 }
7081 __initcall(slab_debugfs_init);
7082 #endif
7083 /*
7084  * The /proc/slabinfo ABI
7085  */
7086 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7087 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7088 {
7089         unsigned long nr_slabs = 0;
7090         unsigned long nr_objs = 0;
7091         unsigned long nr_free = 0;
7092         int node;
7093         struct kmem_cache_node *n;
7094
7095         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7096                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7097                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7098                 nr_free += count_partial(n, count_free);
7099         }
7100
7101         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7102         sinfo->num_objs = nr_objs;
7103         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7104         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7105         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7106         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7107 }
7108
7109 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
7110 {
7111 }
7112
7113 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
7114                        size_t count, loff_t *ppos)
7115 {
7116         return -EIO;
7117 }
7118 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */