GNU Linux-libre 4.14.251-gnu1
[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 operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/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/notifier.h>
24 #include <linux/seq_file.h>
25 #include <linux/kasan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39
40 #include <trace/events/kmem.h>
41
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * Lock order:
46  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
47  *   2. node->list_lock
48  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
49  *
50  *   slab_mutex
51  *
52  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
53  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
54  *
55  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
56  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
57  *   double word in the page struct. Meaning
58  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
59  *      B. page->counters       -> Counters of objects
60  *      C. page->frozen         -> frozen state
61  *
62  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
63  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
64  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
65  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
66  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
98  *
99  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
100  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
101  *                      such as satisfying allocations for a specific
102  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
103  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
104  *                      list operations. It is up to the processor holding
105  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
106  *                      when the slab is no longer needed.
107  *
108  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
109  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
110  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
111  *                      freelist that allows lockless access to
112  *                      free objects in addition to the regular freelist
113  *                      that requires the slab lock.
114  *
115  * PageError            Slab requires special handling due to debug
116  *                      options set. This moves slab handling out of
117  *                      the fast path and disables lockless freelists.
118  */
119
120 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
121 {
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
123         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
124 #else
125         return 0;
126 #endif
127 }
128
129 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
130 {
131         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
132                 p += s->red_left_pad;
133
134         return p;
135 }
136
137 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
138 {
139 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
140         return !kmem_cache_debug(s);
141 #else
142         return false;
143 #endif
144 }
145
146 /*
147  * Issues still to be resolved:
148  *
149  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
150  *
151  * - Variable sizing of the per node arrays
152  */
153
154 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
155 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
156
157 /* Enable to log cmpxchg failures */
158 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
159
160 /*
161  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
162  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
163  */
164 #define MIN_PARTIAL 5
165
166 /*
167  * Maximum number of desirable partial slabs.
168  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
169  * sort the partial list by the number of objects in use.
170  */
171 #define MAX_PARTIAL 10
172
173 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
174                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
175
176 /*
177  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
178  * issues when checking or reading debug information
179  */
180 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
181                                 SLAB_TRACE)
182
183
184 /*
185  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
186  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
187  * metadata.
188  */
189 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
190
191 #define OO_SHIFT        16
192 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
193 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
194
195 /* Internal SLUB flags */
196 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
253 #else
254         return ptr;
255 #endif
256 }
257
258 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
259 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
260                                          void *ptr_addr)
261 {
262         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
263                             (unsigned long)ptr_addr);
264 }
265
266 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
267 {
268         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
269 }
270
271 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
272 {
273         prefetch(object + s->offset);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         unsigned long freepointer_addr;
279         void *p;
280
281         if (!debug_pagealloc_enabled())
282                 return get_freepointer(s, object);
283
284         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
285         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
286         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
292
293 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
294         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
295 #endif
296
297         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
298 }
299
300 /* Loop over all objects in a slab */
301 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
302         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
303                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
304                 __p += (__s)->size)
305
306 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
307         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
308                 __idx <= __objects; \
309                 __p += (__s)->size, __idx++)
310
311 /* Determine object index from a given position */
312 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
358 {
359         struct page tmp;
360         tmp.counters = counters_new;
361         /*
362          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
363          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
364          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
365          * be careful and only assign to the fields we need.
366          */
367         page->frozen  = tmp.frozen;
368         page->inuse   = tmp.inuse;
369         page->objects = tmp.objects;
370 }
371
372 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
373 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
374                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
375                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
376                 const char *n)
377 {
378         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
379 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
380     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
381         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
382                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
383                                    freelist_old, counters_old,
384                                    freelist_new, counters_new))
385                         return true;
386         } else
387 #endif
388         {
389                 slab_lock(page);
390                 if (page->freelist == freelist_old &&
391                                         page->counters == counters_old) {
392                         page->freelist = freelist_new;
393                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
394                         slab_unlock(page);
395                         return true;
396                 }
397                 slab_unlock(page);
398         }
399
400         cpu_relax();
401         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
402
403 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
404         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
405 #endif
406
407         return false;
408 }
409
410 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
411                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
412                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
413                 const char *n)
414 {
415 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
416     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
417         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
418                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
419                                    freelist_old, counters_old,
420                                    freelist_new, counters_new))
421                         return true;
422         } else
423 #endif
424         {
425                 unsigned long flags;
426
427                 local_irq_save(flags);
428                 slab_lock(page);
429                 if (page->freelist == freelist_old &&
430                                         page->counters == counters_old) {
431                         page->freelist = freelist_new;
432                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
433                         slab_unlock(page);
434                         local_irq_restore(flags);
435                         return true;
436                 }
437                 slab_unlock(page);
438                 local_irq_restore(flags);
439         }
440
441         cpu_relax();
442         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
443
444 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
445         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
446 #endif
447
448         return false;
449 }
450
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
452 /*
453  * Determine a map of object in use on a page.
454  *
455  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
456  * not vanish from under us.
457  */
458 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
459 {
460         void *p;
461         void *addr = page_address(page);
462
463         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
464                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
465 }
466
467 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 return s->size - s->red_left_pad;
471
472         return s->size;
473 }
474
475 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
476 {
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 p -= s->red_left_pad;
479
480         return p;
481 }
482
483 /*
484  * Debug settings:
485  */
486 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
487 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
488 #else
489 static int slub_debug;
490 #endif
491
492 static char *slub_debug_slabs;
493 static int disable_higher_order_debug;
494
495 /*
496  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
497  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
498  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
499  * to tell kasan that these accesses are OK.
500  */
501 static inline void metadata_access_enable(void)
502 {
503         kasan_disable_current();
504 }
505
506 static inline void metadata_access_disable(void)
507 {
508         kasan_enable_current();
509 }
510
511 /*
512  * Object debugging
513  */
514
515 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
516 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
517                                 struct page *page, void *object)
518 {
519         void *base;
520
521         if (!object)
522                 return 1;
523
524         base = page_address(page);
525         object = restore_red_left(s, object);
526         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
527                 (object - base) % s->size) {
528                 return 0;
529         }
530
531         return 1;
532 }
533
534 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
535                           unsigned int length)
536 {
537         metadata_access_enable();
538         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
539                         length, 1);
540         metadata_access_disable();
541 }
542
543 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
544         enum track_item alloc)
545 {
546         struct track *p;
547
548         if (s->offset)
549                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
550         else
551                 p = object + s->inuse;
552
553         return p + alloc;
554 }
555
556 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
557                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
558 {
559         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
560
561         if (addr) {
562 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
563                 struct stack_trace trace;
564                 int i;
565
566                 trace.nr_entries = 0;
567                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
568                 trace.entries = p->addrs;
569                 trace.skip = 3;
570                 metadata_access_enable();
571                 save_stack_trace(&trace);
572                 metadata_access_disable();
573
574                 /* See rant in lockdep.c */
575                 if (trace.nr_entries != 0 &&
576                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
577                         trace.nr_entries--;
578
579                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
580                         p->addrs[i] = 0;
581 #endif
582                 p->addr = addr;
583                 p->cpu = smp_processor_id();
584                 p->pid = current->pid;
585                 p->when = jiffies;
586         } else
587                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
588 }
589
590 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
591 {
592         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
593                 return;
594
595         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
596         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
597 }
598
599 static void print_track(const char *s, struct track *t)
600 {
601         if (!t->addr)
602                 return;
603
604         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
605                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
606 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
607         {
608                 int i;
609                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
610                         if (t->addrs[i])
611                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
612                         else
613                                 break;
614         }
615 #endif
616 }
617
618 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
619 {
620         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
621                 return;
622
623         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
624         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
625 }
626
627 static void print_page_info(struct page *page)
628 {
629         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
630                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
631
632 }
633
634 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
635 {
636         struct va_format vaf;
637         va_list args;
638
639         va_start(args, fmt);
640         vaf.fmt = fmt;
641         vaf.va = &args;
642         pr_err("=============================================================================\n");
643         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
644         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
645
646         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
647         va_end(args);
648 }
649
650 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
651 {
652         struct va_format vaf;
653         va_list args;
654
655         va_start(args, fmt);
656         vaf.fmt = fmt;
657         vaf.va = &args;
658         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
659         va_end(args);
660 }
661
662 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                                void **freelist, void *nextfree)
664 {
665         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
666             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
667                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
668                 *freelist = NULL;
669                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
670                 return true;
671         }
672
673         return false;
674 }
675
676 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
677 {
678         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
679         u8 *addr = page_address(page);
680
681         print_tracking(s, p);
682
683         print_page_info(page);
684
685         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
686                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
687
688         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
689                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
690                               s->red_left_pad);
691         else if (p > addr + 16)
692                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
693
694         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
695                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
696         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
697                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
698                         s->inuse - s->object_size);
699
700         if (s->offset)
701                 off = s->offset + sizeof(void *);
702         else
703                 off = s->inuse;
704
705         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
706                 off += 2 * sizeof(struct track);
707
708         off += kasan_metadata_size(s);
709
710         if (off != size_from_object(s))
711                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
712                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
713                               size_from_object(s) - off);
714
715         dump_stack();
716 }
717
718 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
719                         u8 *object, char *reason)
720 {
721         slab_bug(s, "%s", reason);
722         print_trailer(s, page, object);
723 }
724
725 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
726                         const char *fmt, ...)
727 {
728         va_list args;
729         char buf[100];
730
731         va_start(args, fmt);
732         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
733         va_end(args);
734         slab_bug(s, "%s", buf);
735         print_page_info(page);
736         dump_stack();
737 }
738
739 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
740 {
741         u8 *p = object;
742
743         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
744                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
745
746         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
747                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
748                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
749         }
750
751         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
752                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
753 }
754
755 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
756                                                 void *from, void *to)
757 {
758         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
759         memset(from, data, to - from);
760 }
761
762 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
763                         u8 *object, char *what,
764                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
765 {
766         u8 *fault;
767         u8 *end;
768
769         metadata_access_enable();
770         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
771         metadata_access_disable();
772         if (!fault)
773                 return 1;
774
775         end = start + bytes;
776         while (end > fault && end[-1] == value)
777                 end--;
778
779         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
780         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
781                                         fault, end - 1, fault[0], value);
782         print_trailer(s, page, object);
783
784         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
785         return 0;
786 }
787
788 /*
789  * Object layout:
790  *
791  * object address
792  *      Bytes of the object to be managed.
793  *      If the freepointer may overlay the object then the free
794  *      pointer is the first word of the object.
795  *
796  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
797  *      0xa5 (POISON_END)
798  *
799  * object + s->object_size
800  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
801  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
802  *      object_size == inuse.
803  *
804  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
805  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
806  *
807  * object + s->inuse
808  *      Meta data starts here.
809  *
810  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
811  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
812  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
813  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
814  *              before the word boundary.
815  *
816  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
817  *
818  * object + s->size
819  *      Nothing is used beyond s->size.
820  *
821  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
822  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
823  * may be used with merged slabcaches.
824  */
825
826 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
827 {
828         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
829
830         if (s->offset)
831                 /* Freepointer is placed after the object. */
832                 off += sizeof(void *);
833
834         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
835                 /* We also have user information there */
836                 off += 2 * sizeof(struct track);
837
838         off += kasan_metadata_size(s);
839
840         if (size_from_object(s) == off)
841                 return 1;
842
843         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
844                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
845 }
846
847 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
848 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
849 {
850         u8 *start;
851         u8 *fault;
852         u8 *end;
853         int length;
854         int remainder;
855
856         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
857                 return 1;
858
859         start = page_address(page);
860         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
861         end = start + length;
862         remainder = length % s->size;
863         if (!remainder)
864                 return 1;
865
866         metadata_access_enable();
867         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
868         metadata_access_disable();
869         if (!fault)
870                 return 1;
871         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
872                 end--;
873
874         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
875         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
876
877         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
878         return 0;
879 }
880
881 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
882                                         void *object, u8 val)
883 {
884         u8 *p = object;
885         u8 *endobject = object + s->object_size;
886
887         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
888                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
889                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
890                         return 0;
891
892                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
893                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
894                         return 0;
895         } else {
896                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
897                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
898                                 endobject, POISON_INUSE,
899                                 s->inuse - s->object_size);
900                 }
901         }
902
903         if (s->flags & SLAB_POISON) {
904                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
905                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
906                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
907                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
908                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
909                         return 0;
910                 /*
911                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
912                  */
913                 check_pad_bytes(s, page, p);
914         }
915
916         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
917                 /*
918                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
919                  * freepointer while object is allocated.
920                  */
921                 return 1;
922
923         /* Check free pointer validity */
924         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
925                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
926                 /*
927                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
928                  * of the free objects in this slab. May cause
929                  * another error because the object count is now wrong.
930                  */
931                 set_freepointer(s, p, NULL);
932                 return 0;
933         }
934         return 1;
935 }
936
937 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
938 {
939         int maxobj;
940
941         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
942
943         if (!PageSlab(page)) {
944                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
945                 return 0;
946         }
947
948         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
949         if (page->objects > maxobj) {
950                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
951                         page->objects, maxobj);
952                 return 0;
953         }
954         if (page->inuse > page->objects) {
955                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
956                         page->inuse, page->objects);
957                 return 0;
958         }
959         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
960         slab_pad_check(s, page);
961         return 1;
962 }
963
964 /*
965  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
966  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
967  */
968 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
969 {
970         int nr = 0;
971         void *fp;
972         void *object = NULL;
973         int max_objects;
974
975         fp = page->freelist;
976         while (fp && nr <= page->objects) {
977                 if (fp == search)
978                         return 1;
979                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
980                         if (object) {
981                                 object_err(s, page, object,
982                                         "Freechain corrupt");
983                                 set_freepointer(s, object, NULL);
984                         } else {
985                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
986                                 page->freelist = NULL;
987                                 page->inuse = page->objects;
988                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
989                                 return 0;
990                         }
991                         break;
992                 }
993                 object = fp;
994                 fp = get_freepointer(s, object);
995                 nr++;
996         }
997
998         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
999         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1000                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1001
1002         if (page->objects != max_objects) {
1003                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1004                          page->objects, max_objects);
1005                 page->objects = max_objects;
1006                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1007         }
1008         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1009                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1010                          page->inuse, page->objects - nr);
1011                 page->inuse = page->objects - nr;
1012                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1013         }
1014         return search == NULL;
1015 }
1016
1017 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1018                                                                 int alloc)
1019 {
1020         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1021                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1022                         s->name,
1023                         alloc ? "alloc" : "free",
1024                         object, page->inuse,
1025                         page->freelist);
1026
1027                 if (!alloc)
1028                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1029                                         s->object_size);
1030
1031                 dump_stack();
1032         }
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1037  */
1038 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1039         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1040 {
1041         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1042                 return;
1043
1044         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1045         list_add(&page->lru, &n->full);
1046 }
1047
1048 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1049 {
1050         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1051                 return;
1052
1053         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1054         list_del(&page->lru);
1055 }
1056
1057 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1058 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1059 {
1060         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1061
1062         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1063 }
1064
1065 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1066 {
1067         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1068 }
1069
1070 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1071 {
1072         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1073
1074         /*
1075          * May be called early in order to allocate a slab for the
1076          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1077          * dilemma by deferring the increment of the count during
1078          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1079          */
1080         if (likely(n)) {
1081                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1082                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1083         }
1084 }
1085 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1086 {
1087         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1088
1089         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1090         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1091 }
1092
1093 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1094 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1095                                                                 void *object)
1096 {
1097         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1098                 return;
1099
1100         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1101         init_tracking(s, object);
1102 }
1103
1104 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1105                                         struct page *page,
1106                                         void *object, unsigned long addr)
1107 {
1108         if (!check_slab(s, page))
1109                 return 0;
1110
1111         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1112                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1113                 return 0;
1114         }
1115
1116         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1117                 return 0;
1118
1119         return 1;
1120 }
1121
1122 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1123                                         struct page *page,
1124                                         void *object, unsigned long addr)
1125 {
1126         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1127                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1128                         goto bad;
1129         }
1130
1131         /* Success perform special debug activities for allocs */
1132         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1133                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1134         trace(s, page, object, 1);
1135         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1136         return 1;
1137
1138 bad:
1139         if (PageSlab(page)) {
1140                 /*
1141                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1142                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1143                  * as used avoids touching the remaining objects.
1144                  */
1145                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1146                 page->inuse = page->objects;
1147                 page->freelist = NULL;
1148         }
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1153                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1154 {
1155         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1156                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1157                 return 0;
1158         }
1159
1160         if (on_freelist(s, page, object)) {
1161                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1162                 return 0;
1163         }
1164
1165         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1166                 return 0;
1167
1168         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1169                 if (!PageSlab(page)) {
1170                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1171                                  object);
1172                 } else if (!page->slab_cache) {
1173                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1174                                object);
1175                         dump_stack();
1176                 } else
1177                         object_err(s, page, object,
1178                                         "page slab pointer corrupt.");
1179                 return 0;
1180         }
1181         return 1;
1182 }
1183
1184 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1185 static noinline int free_debug_processing(
1186         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1187         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1188         unsigned long addr)
1189 {
1190         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1191         void *object = head;
1192         int cnt = 0;
1193         unsigned long uninitialized_var(flags);
1194         int ret = 0;
1195
1196         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1197         slab_lock(page);
1198
1199         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1200                 if (!check_slab(s, page))
1201                         goto out;
1202         }
1203
1204 next_object:
1205         cnt++;
1206
1207         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1208                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1209                         goto out;
1210         }
1211
1212         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1213                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1214         trace(s, page, object, 0);
1215         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1216         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1217
1218         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1219         if (object != tail) {
1220                 object = get_freepointer(s, object);
1221                 goto next_object;
1222         }
1223         ret = 1;
1224
1225 out:
1226         if (cnt != bulk_cnt)
1227                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1228                          bulk_cnt, cnt);
1229
1230         slab_unlock(page);
1231         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1232         if (!ret)
1233                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1234         return ret;
1235 }
1236
1237 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1238 {
1239         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1240         if (*str++ != '=' || !*str)
1241                 /*
1242                  * No options specified. Switch on full debugging.
1243                  */
1244                 goto out;
1245
1246         if (*str == ',')
1247                 /*
1248                  * No options but restriction on slabs. This means full
1249                  * debugging for slabs matching a pattern.
1250                  */
1251                 goto check_slabs;
1252
1253         slub_debug = 0;
1254         if (*str == '-')
1255                 /*
1256                  * Switch off all debugging measures.
1257                  */
1258                 goto out;
1259
1260         /*
1261          * Determine which debug features should be switched on
1262          */
1263         for (; *str && *str != ','; str++) {
1264                 switch (tolower(*str)) {
1265                 case 'f':
1266                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1267                         break;
1268                 case 'z':
1269                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1270                         break;
1271                 case 'p':
1272                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1273                         break;
1274                 case 'u':
1275                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1276                         break;
1277                 case 't':
1278                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1279                         break;
1280                 case 'a':
1281                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1282                         break;
1283                 case 'o':
1284                         /*
1285                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1286                          * order would increase as a result.
1287                          */
1288                         disable_higher_order_debug = 1;
1289                         break;
1290                 default:
1291                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1292                                *str);
1293                 }
1294         }
1295
1296 check_slabs:
1297         if (*str == ',')
1298                 slub_debug_slabs = str + 1;
1299 out:
1300         return 1;
1301 }
1302
1303 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1304
1305 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1306         unsigned long flags, const char *name,
1307         void (*ctor)(void *))
1308 {
1309         /*
1310          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1311          */
1312         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1313                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1314                 flags |= slub_debug;
1315
1316         return flags;
1317 }
1318 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1319 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1320                         struct page *page, void *object) {}
1321
1322 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1323         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1324
1325 static inline int free_debug_processing(
1326         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1327         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1328         unsigned long addr) { return 0; }
1329
1330 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1331                         { return 1; }
1332 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1333                         void *object, u8 val) { return 1; }
1334 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1335                                         struct page *page) {}
1336 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1337                                         struct page *page) {}
1338 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1339         unsigned long flags, const char *name,
1340         void (*ctor)(void *))
1341 {
1342         return flags;
1343 }
1344 #define slub_debug 0
1345
1346 #define disable_higher_order_debug 0
1347
1348 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1349                                                         { return 0; }
1350 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1351                                                         { return 0; }
1352 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1353                                                         int objects) {}
1354 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1355                                                         int objects) {}
1356
1357 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1358                                void **freelist, void *nextfree)
1359 {
1360         return false;
1361 }
1362 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1363
1364 /*
1365  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1366  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1367  */
1368 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1369 {
1370         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1371         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1372 }
1373
1374 static inline void kfree_hook(const void *x)
1375 {
1376         kmemleak_free(x);
1377         kasan_kfree_large(x);
1378 }
1379
1380 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1381 {
1382         void *freeptr;
1383
1384         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1385
1386         /*
1387          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1388          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1389          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1390          */
1391 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1392         {
1393                 unsigned long flags;
1394
1395                 local_irq_save(flags);
1396                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1397                 local_irq_restore(flags);
1398         }
1399 #endif
1400         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1401                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1402
1403         freeptr = get_freepointer(s, x);
1404         /*
1405          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1406          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1407          */
1408         kasan_slab_free(s, x);
1409         return freeptr;
1410 }
1411
1412 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1413                                            void *head, void *tail)
1414 {
1415 /*
1416  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1417  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1418  */
1419 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1420         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1421         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1422         defined(CONFIG_KASAN)
1423
1424         void *object = head;
1425         void *tail_obj = tail ? : head;
1426         void *freeptr;
1427
1428         do {
1429                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1430         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1431 #endif
1432 }
1433
1434 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1435                                 void *object)
1436 {
1437         setup_object_debug(s, page, object);
1438         kasan_init_slab_obj(s, object);
1439         if (unlikely(s->ctor)) {
1440                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1441                 s->ctor(object);
1442                 kasan_poison_object_data(s, object);
1443         }
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Slab allocation and freeing
1448  */
1449 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1450                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1451 {
1452         struct page *page;
1453         int order = oo_order(oo);
1454
1455         if (node == NUMA_NO_NODE)
1456                 page = alloc_pages(flags, order);
1457         else
1458                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1459
1460         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1461                 __free_pages(page, order);
1462                 page = NULL;
1463         }
1464
1465         return page;
1466 }
1467
1468 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1469 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1470 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1471 {
1472         int err;
1473         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1474
1475         /* Bailout if already initialised */
1476         if (s->random_seq)
1477                 return 0;
1478
1479         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1480         if (err) {
1481                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1482                         s->name);
1483                 return err;
1484         }
1485
1486         /* Transform to an offset on the set of pages */
1487         if (s->random_seq) {
1488                 for (i = 0; i < count; i++)
1489                         s->random_seq[i] *= s->size;
1490         }
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1495 static void __init init_freelist_randomization(void)
1496 {
1497         struct kmem_cache *s;
1498
1499         mutex_lock(&slab_mutex);
1500
1501         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1502                 init_cache_random_seq(s);
1503
1504         mutex_unlock(&slab_mutex);
1505 }
1506
1507 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1508 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1509                                 unsigned long *pos, void *start,
1510                                 unsigned long page_limit,
1511                                 unsigned long freelist_count)
1512 {
1513         unsigned int idx;
1514
1515         /*
1516          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1517          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1518          */
1519         do {
1520                 idx = s->random_seq[*pos];
1521                 *pos += 1;
1522                 if (*pos >= freelist_count)
1523                         *pos = 0;
1524         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1525
1526         return (char *)start + idx;
1527 }
1528
1529 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1530 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1531 {
1532         void *start;
1533         void *cur;
1534         void *next;
1535         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1536
1537         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1538                 return false;
1539
1540         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1541         pos = get_random_int() % freelist_count;
1542
1543         page_limit = page->objects * s->size;
1544         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1545
1546         /* First entry is used as the base of the freelist */
1547         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1548                                 freelist_count);
1549         page->freelist = cur;
1550
1551         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1552                 setup_object(s, page, cur);
1553                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1554                         freelist_count);
1555                 set_freepointer(s, cur, next);
1556                 cur = next;
1557         }
1558         setup_object(s, page, cur);
1559         set_freepointer(s, cur, NULL);
1560
1561         return true;
1562 }
1563 #else
1564 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1565 {
1566         return 0;
1567 }
1568 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1569 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1570 {
1571         return false;
1572 }
1573 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1574
1575 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1576 {
1577         struct page *page;
1578         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1579         gfp_t alloc_gfp;
1580         void *start, *p;
1581         int idx, order;
1582         bool shuffle;
1583
1584         flags &= gfp_allowed_mask;
1585
1586         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1587                 local_irq_enable();
1588
1589         flags |= s->allocflags;
1590
1591         /*
1592          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1593          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1594          */
1595         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1596         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1597                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1598
1599         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1600         if (unlikely(!page)) {
1601                 oo = s->min;
1602                 alloc_gfp = flags;
1603                 /*
1604                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1605                  * Try a lower order alloc if possible
1606                  */
1607                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1608                 if (unlikely(!page))
1609                         goto out;
1610                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1611         }
1612
1613         page->objects = oo_objects(oo);
1614
1615         order = compound_order(page);
1616         page->slab_cache = s;
1617         __SetPageSlab(page);
1618         if (page_is_pfmemalloc(page))
1619                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1620
1621         start = page_address(page);
1622
1623         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1624                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1625
1626         kasan_poison_slab(page);
1627
1628         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1629
1630         if (!shuffle) {
1631                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1632                         setup_object(s, page, p);
1633                         if (likely(idx < page->objects))
1634                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1635                         else
1636                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1637                 }
1638                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1639         }
1640
1641         page->inuse = page->objects;
1642         page->frozen = 1;
1643
1644 out:
1645         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1646                 local_irq_disable();
1647         if (!page)
1648                 return NULL;
1649
1650         mod_lruvec_page_state(page,
1651                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1652                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1653                 1 << oo_order(oo));
1654
1655         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1656
1657         return page;
1658 }
1659
1660 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1661 {
1662         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1663                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1664                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1665                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1666                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1667                 dump_stack();
1668         }
1669
1670         return allocate_slab(s,
1671                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1672 }
1673
1674 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1675 {
1676         int order = compound_order(page);
1677         int pages = 1 << order;
1678
1679         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1680                 void *p;
1681
1682                 slab_pad_check(s, page);
1683                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1684                                                 page->objects)
1685                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1686         }
1687
1688         mod_lruvec_page_state(page,
1689                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1690                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1691                 -pages);
1692
1693         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1694         __ClearPageSlab(page);
1695
1696         page_mapcount_reset(page);
1697         if (current->reclaim_state)
1698                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1699         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1700         __free_pages(page, order);
1701 }
1702
1703 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1704         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1705
1706 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1707 {
1708         struct page *page;
1709
1710         if (need_reserve_slab_rcu)
1711                 page = virt_to_head_page(h);
1712         else
1713                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1714
1715         __free_slab(page->slab_cache, page);
1716 }
1717
1718 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1719 {
1720         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1721                 struct rcu_head *head;
1722
1723                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1724                         int order = compound_order(page);
1725                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1726
1727                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1728                         head = page_address(page) + offset;
1729                 } else {
1730                         head = &page->rcu_head;
1731                 }
1732
1733                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1734         } else
1735                 __free_slab(s, page);
1736 }
1737
1738 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1739 {
1740         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1741         free_slab(s, page);
1742 }
1743
1744 /*
1745  * Management of partially allocated slabs.
1746  */
1747 static inline void
1748 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1749 {
1750         n->nr_partial++;
1751         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1752                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1753         else
1754                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1755 }
1756
1757 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1758                                 struct page *page, int tail)
1759 {
1760         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1761         __add_partial(n, page, tail);
1762 }
1763
1764 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1765                                         struct page *page)
1766 {
1767         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1768         list_del(&page->lru);
1769         n->nr_partial--;
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1774  * return the pointer to the freelist.
1775  *
1776  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1777  */
1778 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1779                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1780                 int mode, int *objects)
1781 {
1782         void *freelist;
1783         unsigned long counters;
1784         struct page new;
1785
1786         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1787
1788         /*
1789          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1790          * The old freelist is the list of objects for the
1791          * per cpu allocation list.
1792          */
1793         freelist = page->freelist;
1794         counters = page->counters;
1795         new.counters = counters;
1796         *objects = new.objects - new.inuse;
1797         if (mode) {
1798                 new.inuse = page->objects;
1799                 new.freelist = NULL;
1800         } else {
1801                 new.freelist = freelist;
1802         }
1803
1804         VM_BUG_ON(new.frozen);
1805         new.frozen = 1;
1806
1807         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1808                         freelist, counters,
1809                         new.freelist, new.counters,
1810                         "acquire_slab"))
1811                 return NULL;
1812
1813         remove_partial(n, page);
1814         WARN_ON(!freelist);
1815         return freelist;
1816 }
1817
1818 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1819 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1820
1821 /*
1822  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1823  */
1824 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1825                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1826 {
1827         struct page *page, *page2;
1828         void *object = NULL;
1829         unsigned int available = 0;
1830         int objects;
1831
1832         /*
1833          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1834          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1835          * partial slab and there is none available then get_partials()
1836          * will return NULL.
1837          */
1838         if (!n || !n->nr_partial)
1839                 return NULL;
1840
1841         spin_lock(&n->list_lock);
1842         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1843                 void *t;
1844
1845                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1846                         continue;
1847
1848                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1849                 if (!t)
1850                         break;
1851
1852                 available += objects;
1853                 if (!object) {
1854                         c->page = page;
1855                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1856                         object = t;
1857                 } else {
1858                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1859                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1860                 }
1861                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1862                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1863                         break;
1864
1865         }
1866         spin_unlock(&n->list_lock);
1867         return object;
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1872  */
1873 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1874                 struct kmem_cache_cpu *c)
1875 {
1876 #ifdef CONFIG_NUMA
1877         struct zonelist *zonelist;
1878         struct zoneref *z;
1879         struct zone *zone;
1880         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1881         void *object;
1882         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1883
1884         /*
1885          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1886          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1887          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1888          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1889          *
1890          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1891          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1892          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1893          * from other nodes and filled up.
1894          *
1895          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1896          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1897          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1898          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1899          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1900          * with available objects.
1901          */
1902         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1903                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1904                 return NULL;
1905
1906         do {
1907                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1908                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1909                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1910                         struct kmem_cache_node *n;
1911
1912                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1913
1914                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1915                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1916                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1917                                 if (object) {
1918                                         /*
1919                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1920                                          * here - if mems_allowed was updated in
1921                                          * parallel, that was a harmless race
1922                                          * between allocation and the cpuset
1923                                          * update
1924                                          */
1925                                         return object;
1926                                 }
1927                         }
1928                 }
1929         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1930 #endif
1931         return NULL;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Get a partial page, lock it and return it.
1936  */
1937 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1938                 struct kmem_cache_cpu *c)
1939 {
1940         void *object;
1941         int searchnode = node;
1942
1943         if (node == NUMA_NO_NODE)
1944                 searchnode = numa_mem_id();
1945
1946         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1947         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1948                 return object;
1949
1950         return get_any_partial(s, flags, c);
1951 }
1952
1953 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1954 /*
1955  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1956  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1957  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1958  */
1959 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1960 #else
1961 /*
1962  * No preemption supported therefore also no need to check for
1963  * different cpus.
1964  */
1965 #define TID_STEP 1
1966 #endif
1967
1968 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1969 {
1970         return tid + TID_STEP;
1971 }
1972
1973 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1974 {
1975         return tid % TID_STEP;
1976 }
1977
1978 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1979 {
1980         return tid / TID_STEP;
1981 }
1982
1983 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1984 {
1985         return cpu;
1986 }
1987
1988 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1989                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1990 {
1991 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1992         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1993
1994         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1995
1996 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1997         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1998                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1999                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2000         else
2001 #endif
2002         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2003                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2004                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2005         else
2006                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2007                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2008 #endif
2009         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2010 }
2011
2012 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2013 {
2014         int cpu;
2015
2016         for_each_possible_cpu(cpu)
2017                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Remove the cpu slab
2022  */
2023 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2024                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2025 {
2026         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2027         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2028         int lock = 0;
2029         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2030         void *nextfree;
2031         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2032         struct page new;
2033         struct page old;
2034
2035         if (page->freelist) {
2036                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2037                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2038         }
2039
2040         /*
2041          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2042          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2043          * last one.
2044          *
2045          * There is no need to take the list->lock because the page
2046          * is still frozen.
2047          */
2048         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2049                 void *prior;
2050                 unsigned long counters;
2051
2052                 /*
2053                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2054                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2055                  * starting at 'freelist'.
2056                  */
2057                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2058                         break;
2059
2060                 do {
2061                         prior = page->freelist;
2062                         counters = page->counters;
2063                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2064                         new.counters = counters;
2065                         new.inuse--;
2066                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2067
2068                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2069                         prior, counters,
2070                         freelist, new.counters,
2071                         "drain percpu freelist"));
2072
2073                 freelist = nextfree;
2074         }
2075
2076         /*
2077          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2078          * list presence reflects the actual number of objects
2079          * during unfreeze.
2080          *
2081          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2082          * with the count. If there is a mismatch then the page
2083          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2084          *
2085          * Then we restart the process which may have to remove
2086          * the page from the list that we just put it on again
2087          * because the number of objects in the slab may have
2088          * changed.
2089          */
2090 redo:
2091
2092         old.freelist = page->freelist;
2093         old.counters = page->counters;
2094         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2095
2096         /* Determine target state of the slab */
2097         new.counters = old.counters;
2098         if (freelist) {
2099                 new.inuse--;
2100                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2101                 new.freelist = freelist;
2102         } else
2103                 new.freelist = old.freelist;
2104
2105         new.frozen = 0;
2106
2107         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2108                 m = M_FREE;
2109         else if (new.freelist) {
2110                 m = M_PARTIAL;
2111                 if (!lock) {
2112                         lock = 1;
2113                         /*
2114                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2115                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2116                          * is frozen
2117                          */
2118                         spin_lock(&n->list_lock);
2119                 }
2120         } else {
2121                 m = M_FULL;
2122                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2123                         lock = 1;
2124                         /*
2125                          * This also ensures that the scanning of full
2126                          * slabs from diagnostic functions will not see
2127                          * any frozen slabs.
2128                          */
2129                         spin_lock(&n->list_lock);
2130                 }
2131         }
2132
2133         if (l != m) {
2134
2135                 if (l == M_PARTIAL)
2136
2137                         remove_partial(n, page);
2138
2139                 else if (l == M_FULL)
2140
2141                         remove_full(s, n, page);
2142
2143                 if (m == M_PARTIAL) {
2144
2145                         add_partial(n, page, tail);
2146                         stat(s, tail);
2147
2148                 } else if (m == M_FULL) {
2149
2150                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2151                         add_full(s, n, page);
2152
2153                 }
2154         }
2155
2156         l = m;
2157         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2158                                 old.freelist, old.counters,
2159                                 new.freelist, new.counters,
2160                                 "unfreezing slab"))
2161                 goto redo;
2162
2163         if (lock)
2164                 spin_unlock(&n->list_lock);
2165
2166         if (m == M_FREE) {
2167                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2168                 discard_slab(s, page);
2169                 stat(s, FREE_SLAB);
2170         }
2171
2172         c->page = NULL;
2173         c->freelist = NULL;
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2178  *
2179  * This function must be called with interrupts disabled
2180  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2181  * to guarantee no concurrent accesses).
2182  */
2183 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2184                 struct kmem_cache_cpu *c)
2185 {
2186 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2187         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2188         struct page *page, *discard_page = NULL;
2189
2190         while ((page = c->partial)) {
2191                 struct page new;
2192                 struct page old;
2193
2194                 c->partial = page->next;
2195
2196                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2197                 if (n != n2) {
2198                         if (n)
2199                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2200
2201                         n = n2;
2202                         spin_lock(&n->list_lock);
2203                 }
2204
2205                 do {
2206
2207                         old.freelist = page->freelist;
2208                         old.counters = page->counters;
2209                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2210
2211                         new.counters = old.counters;
2212                         new.freelist = old.freelist;
2213
2214                         new.frozen = 0;
2215
2216                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2217                                 old.freelist, old.counters,
2218                                 new.freelist, new.counters,
2219                                 "unfreezing slab"));
2220
2221                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2222                         page->next = discard_page;
2223                         discard_page = page;
2224                 } else {
2225                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2226                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2227                 }
2228         }
2229
2230         if (n)
2231                 spin_unlock(&n->list_lock);
2232
2233         while (discard_page) {
2234                 page = discard_page;
2235                 discard_page = discard_page->next;
2236
2237                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2238                 discard_slab(s, page);
2239                 stat(s, FREE_SLAB);
2240         }
2241 #endif
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2246  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2247  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2248  * onto a random cpus partial slot.
2249  *
2250  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2251  * per node partial list.
2252  */
2253 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2254 {
2255 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2256         struct page *oldpage;
2257         int pages;
2258         int pobjects;
2259
2260         preempt_disable();
2261         do {
2262                 pages = 0;
2263                 pobjects = 0;
2264                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2265
2266                 if (oldpage) {
2267                         pobjects = oldpage->pobjects;
2268                         pages = oldpage->pages;
2269                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2270                                 unsigned long flags;
2271                                 /*
2272                                  * partial array is full. Move the existing
2273                                  * set to the per node partial list.
2274                                  */
2275                                 local_irq_save(flags);
2276                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2277                                 local_irq_restore(flags);
2278                                 oldpage = NULL;
2279                                 pobjects = 0;
2280                                 pages = 0;
2281                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2282                         }
2283                 }
2284
2285                 pages++;
2286                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2287
2288                 page->pages = pages;
2289                 page->pobjects = pobjects;
2290                 page->next = oldpage;
2291
2292         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2293                                                                 != oldpage);
2294         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2295                 unsigned long flags;
2296
2297                 local_irq_save(flags);
2298                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2299                 local_irq_restore(flags);
2300         }
2301         preempt_enable();
2302 #endif
2303 }
2304
2305 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2306 {
2307         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2308         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2309
2310         c->tid = next_tid(c->tid);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Flush cpu slab.
2315  *
2316  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2317  */
2318 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2319 {
2320         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2321
2322         if (likely(c)) {
2323                 if (c->page)
2324                         flush_slab(s, c);
2325
2326                 unfreeze_partials(s, c);
2327         }
2328 }
2329
2330 static void flush_cpu_slab(void *d)
2331 {
2332         struct kmem_cache *s = d;
2333
2334         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2335 }
2336
2337 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2338 {
2339         struct kmem_cache *s = info;
2340         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2341
2342         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2343 }
2344
2345 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2346 {
2347         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2352  * necessary.
2353  */
2354 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2355 {
2356         struct kmem_cache *s;
2357         unsigned long flags;
2358
2359         mutex_lock(&slab_mutex);
2360         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2361                 local_irq_save(flags);
2362                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2363                 local_irq_restore(flags);
2364         }
2365         mutex_unlock(&slab_mutex);
2366         return 0;
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2371  * locality expectations.
2372  */
2373 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2374 {
2375 #ifdef CONFIG_NUMA
2376         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2377                 return 0;
2378 #endif
2379         return 1;
2380 }
2381
2382 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2383 static int count_free(struct page *page)
2384 {
2385         return page->objects - page->inuse;
2386 }
2387
2388 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2389 {
2390         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2391 }
2392 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2393
2394 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2395 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2396                                         int (*get_count)(struct page *))
2397 {
2398         unsigned long flags;
2399         unsigned long x = 0;
2400         struct page *page;
2401
2402         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2403         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2404                 x += get_count(page);
2405         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2406         return x;
2407 }
2408 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2409
2410 static noinline void
2411 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2412 {
2413 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2414         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2415                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2416         int node;
2417         struct kmem_cache_node *n;
2418
2419         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2420                 return;
2421
2422         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2423                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2424         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2425                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2426                 oo_order(s->min));
2427
2428         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2429                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2430                         s->name);
2431
2432         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2433                 unsigned long nr_slabs;
2434                 unsigned long nr_objs;
2435                 unsigned long nr_free;
2436
2437                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2438                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2439                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2440
2441                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2442                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2443         }
2444 #endif
2445 }
2446
2447 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2448                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2449 {
2450         void *freelist;
2451         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2452         struct page *page;
2453
2454         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2455
2456         if (freelist)
2457                 return freelist;
2458
2459         page = new_slab(s, flags, node);
2460         if (page) {
2461                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2462                 if (c->page)
2463                         flush_slab(s, c);
2464
2465                 /*
2466                  * No other reference to the page yet so we can
2467                  * muck around with it freely without cmpxchg
2468                  */
2469                 freelist = page->freelist;
2470                 page->freelist = NULL;
2471
2472                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2473                 c->page = page;
2474                 *pc = c;
2475         } else
2476                 freelist = NULL;
2477
2478         return freelist;
2479 }
2480
2481 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2482 {
2483         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2484                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2485
2486         return true;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2491  * per cpu freelist or deactivate the page.
2492  *
2493  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2494  *
2495  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2496  *
2497  * This function must be called with interrupt disabled.
2498  */
2499 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2500 {
2501         struct page new;
2502         unsigned long counters;
2503         void *freelist;
2504
2505         do {
2506                 freelist = page->freelist;
2507                 counters = page->counters;
2508
2509                 new.counters = counters;
2510                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2511
2512                 new.inuse = page->objects;
2513                 new.frozen = freelist != NULL;
2514
2515         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2516                 freelist, counters,
2517                 NULL, new.counters,
2518                 "get_freelist"));
2519
2520         return freelist;
2521 }
2522
2523 /*
2524  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2525  * debugging duties.
2526  *
2527  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2528  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2529  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2530  *
2531  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2532  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2533  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2534  *
2535  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2536  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2537  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2538  *
2539  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2540  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2541  */
2542 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2543                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2544 {
2545         void *freelist;
2546         struct page *page;
2547
2548         page = c->page;
2549         if (!page) {
2550                 /*
2551                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2552                  * ignore the node constraint
2553                  */
2554                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2555                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2556                         node = NUMA_NO_NODE;
2557                 goto new_slab;
2558         }
2559 redo:
2560
2561         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2562                 /*
2563                  * same as above but node_match() being false already
2564                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2565                  */
2566                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2567                         node = NUMA_NO_NODE;
2568                         goto redo;
2569                 } else {
2570                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2571                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2572                         goto new_slab;
2573                 }
2574         }
2575
2576         /*
2577          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2578          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2579          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2580          */
2581         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2582                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2583                 goto new_slab;
2584         }
2585
2586         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2587         freelist = c->freelist;
2588         if (freelist)
2589                 goto load_freelist;
2590
2591         freelist = get_freelist(s, page);
2592
2593         if (!freelist) {
2594                 c->page = NULL;
2595                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2596                 goto new_slab;
2597         }
2598
2599         stat(s, ALLOC_REFILL);
2600
2601 load_freelist:
2602         /*
2603          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2604          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2605          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2606          */
2607         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2608         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2609         c->tid = next_tid(c->tid);
2610         return freelist;
2611
2612 new_slab:
2613
2614         if (slub_percpu_partial(c)) {
2615                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2616                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2617                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2618                 goto redo;
2619         }
2620
2621         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2622
2623         if (unlikely(!freelist)) {
2624                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2625                 return NULL;
2626         }
2627
2628         page = c->page;
2629         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2630                 goto load_freelist;
2631
2632         /* Only entered in the debug case */
2633         if (kmem_cache_debug(s) &&
2634                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2635                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2636
2637         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2638         return freelist;
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2643  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2644  */
2645 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2646                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2647 {
2648         void *p;
2649         unsigned long flags;
2650
2651         local_irq_save(flags);
2652 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2653         /*
2654          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2655          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2656          * pointer.
2657          */
2658         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2659 #endif
2660
2661         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2662         local_irq_restore(flags);
2663         return p;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2668  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2669  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2670  *
2671  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2672  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2673  *
2674  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2675  */
2676 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2677                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2678 {
2679         void *object;
2680         struct kmem_cache_cpu *c;
2681         struct page *page;
2682         unsigned long tid;
2683
2684         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2685         if (!s)
2686                 return NULL;
2687 redo:
2688         /*
2689          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2690          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2691          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2692          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2693          *
2694          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2695          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2696          * to check if it is matched or not.
2697          */
2698         do {
2699                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2700                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2701         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2702                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2703
2704         /*
2705          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2706          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2707          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2708          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2709          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2710          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2711          */
2712         barrier();
2713
2714         /*
2715          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2716          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2717          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2718          * linked list in between.
2719          */
2720
2721         object = c->freelist;
2722         page = c->page;
2723         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2724                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2725                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2726         } else {
2727                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2728
2729                 /*
2730                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2731                  * operation and if we are on the right processor.
2732                  *
2733                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2734                  * semantics!)
2735                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2736                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2737                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2738                  *
2739                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2740                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2741                  * other cpus.
2742                  */
2743                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2744                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2745                                 object, tid,
2746                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2747
2748                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2749                         goto redo;
2750                 }
2751                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2752                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2753         }
2754
2755         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2756                 memset(object, 0, s->object_size);
2757
2758         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2759
2760         return object;
2761 }
2762
2763 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2764                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2765 {
2766         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2767 }
2768
2769 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2770 {
2771         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2772
2773         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2774                                 s->size, gfpflags);
2775
2776         return ret;
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2779
2780 #ifdef CONFIG_TRACING
2781 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2782 {
2783         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2784         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2785         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2786         return ret;
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2789 #endif
2790
2791 #ifdef CONFIG_NUMA
2792 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2793 {
2794         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2795
2796         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2797                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2798
2799         return ret;
2800 }
2801 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2802
2803 #ifdef CONFIG_TRACING
2804 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2805                                     gfp_t gfpflags,
2806                                     int node, size_t size)
2807 {
2808         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2809
2810         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2811                            size, s->size, gfpflags, node);
2812
2813         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2814         return ret;
2815 }
2816 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2817 #endif
2818 #endif
2819
2820 /*
2821  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2822  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2823  *
2824  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2825  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2826  * handling required then we can return immediately.
2827  */
2828 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2829                         void *head, void *tail, int cnt,
2830                         unsigned long addr)
2831
2832 {
2833         void *prior;
2834         int was_frozen;
2835         struct page new;
2836         unsigned long counters;
2837         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2838         unsigned long uninitialized_var(flags);
2839
2840         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2841
2842         if (kmem_cache_debug(s) &&
2843             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2844                 return;
2845
2846         do {
2847                 if (unlikely(n)) {
2848                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2849                         n = NULL;
2850                 }
2851                 prior = page->freelist;
2852                 counters = page->counters;
2853                 set_freepointer(s, tail, prior);
2854                 new.counters = counters;
2855                 was_frozen = new.frozen;
2856                 new.inuse -= cnt;
2857                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2858
2859                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2860
2861                                 /*
2862                                  * Slab was on no list before and will be
2863                                  * partially empty
2864                                  * We can defer the list move and instead
2865                                  * freeze it.
2866                                  */
2867                                 new.frozen = 1;
2868
2869                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2870
2871                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2872                                 /*
2873                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2874                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2875                                  * drop the list_lock without any processing.
2876                                  *
2877                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2878                                  * other processors updating the list of slabs.
2879                                  */
2880                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2881
2882                         }
2883                 }
2884
2885         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2886                 prior, counters,
2887                 head, new.counters,
2888                 "__slab_free"));
2889
2890         if (likely(!n)) {
2891
2892                 /*
2893                  * If we just froze the page then put it onto the
2894                  * per cpu partial list.
2895                  */
2896                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2897                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2898                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2899                 }
2900                 /*
2901                  * The list lock was not taken therefore no list
2902                  * activity can be necessary.
2903                  */
2904                 if (was_frozen)
2905                         stat(s, FREE_FROZEN);
2906                 return;
2907         }
2908
2909         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2910                 goto slab_empty;
2911
2912         /*
2913          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2914          * then add it.
2915          */
2916         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2917                 if (kmem_cache_debug(s))
2918                         remove_full(s, n, page);
2919                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2920                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2921         }
2922         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2923         return;
2924
2925 slab_empty:
2926         if (prior) {
2927                 /*
2928                  * Slab on the partial list.
2929                  */
2930                 remove_partial(n, page);
2931                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2932         } else {
2933                 /* Slab must be on the full list */
2934                 remove_full(s, n, page);
2935         }
2936
2937         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2938         stat(s, FREE_SLAB);
2939         discard_slab(s, page);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2944  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2945  *
2946  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2947  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2948  * the item before.
2949  *
2950  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2951  * with all sorts of special processing.
2952  *
2953  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2954  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2955  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2956  */
2957 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2958                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2959                                 int cnt, unsigned long addr)
2960 {
2961         void *tail_obj = tail ? : head;
2962         struct kmem_cache_cpu *c;
2963         unsigned long tid;
2964 redo:
2965         /*
2966          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2967          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2968          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2969          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2970          */
2971         do {
2972                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2973                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2974         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2975                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2976
2977         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2978         barrier();
2979
2980         if (likely(page == c->page)) {
2981                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
2982
2983                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
2984
2985                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2986                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2987                                 freelist, tid,
2988                                 head, next_tid(tid)))) {
2989
2990                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2991                         goto redo;
2992                 }
2993                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2994         } else
2995                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2996
2997 }
2998
2999 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3000                                       void *head, void *tail, int cnt,
3001                                       unsigned long addr)
3002 {
3003         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
3004         /*
3005          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
3006          * If so, no need to free them.
3007          */
3008         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3009                 return;
3010         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3011 }
3012
3013 #ifdef CONFIG_KASAN
3014 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3015 {
3016         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3017 }
3018 #endif
3019
3020 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3021 {
3022         s = cache_from_obj(s, x);
3023         if (!s)
3024                 return;
3025         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3026         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3027 }
3028 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3029
3030 struct detached_freelist {
3031         struct page *page;
3032         void *tail;
3033         void *freelist;
3034         int cnt;
3035         struct kmem_cache *s;
3036 };
3037
3038 /*
3039  * This function progressively scans the array with free objects (with
3040  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3041  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3042  * page/objects.  This can happen without any need for
3043  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3044  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3045  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3046  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3047  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3048  * to performance reasons.
3049  */
3050 static inline
3051 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3052                             void **p, struct detached_freelist *df)
3053 {
3054         size_t first_skipped_index = 0;
3055         int lookahead = 3;
3056         void *object;
3057         struct page *page;
3058
3059         /* Always re-init detached_freelist */
3060         df->page = NULL;
3061
3062         do {
3063                 object = p[--size];
3064                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3065         } while (!object && size);
3066
3067         if (!object)
3068                 return 0;
3069
3070         page = virt_to_head_page(object);
3071         if (!s) {
3072                 /* Handle kalloc'ed objects */
3073                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3074                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3075                         kfree_hook(object);
3076                         __free_pages(page, compound_order(page));
3077                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3078                         return size;
3079                 }
3080                 /* Derive kmem_cache from object */
3081                 df->s = page->slab_cache;
3082         } else {
3083                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3084         }
3085
3086         /* Start new detached freelist */
3087         df->page = page;
3088         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3089         df->tail = object;
3090         df->freelist = object;
3091         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3092         df->cnt = 1;
3093
3094         while (size) {
3095                 object = p[--size];
3096                 if (!object)
3097                         continue; /* Skip processed objects */
3098
3099                 /* df->page is always set at this point */
3100                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3101                         /* Opportunity build freelist */
3102                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3103                         df->freelist = object;
3104                         df->cnt++;
3105                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3106
3107                         continue;
3108                 }
3109
3110                 /* Limit look ahead search */
3111                 if (!--lookahead)
3112                         break;
3113
3114                 if (!first_skipped_index)
3115                         first_skipped_index = size + 1;
3116         }
3117
3118         return first_skipped_index;
3119 }
3120
3121 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3122 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3123 {
3124         if (WARN_ON(!size))
3125                 return;
3126
3127         do {
3128                 struct detached_freelist df;
3129
3130                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3131                 if (!df.page)
3132                         continue;
3133
3134                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3135         } while (likely(size));
3136 }
3137 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3138
3139 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3140 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3141                           void **p)
3142 {
3143         struct kmem_cache_cpu *c;
3144         int i;
3145
3146         /* memcg and kmem_cache debug support */
3147         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3148         if (unlikely(!s))
3149                 return false;
3150         /*
3151          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3152          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3153          * handlers invoking normal fastpath.
3154          */
3155         local_irq_disable();
3156         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3157
3158         for (i = 0; i < size; i++) {
3159                 void *object = c->freelist;
3160
3161                 if (unlikely(!object)) {
3162                         /*
3163                          * We may have removed an object from c->freelist using
3164                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3165                          * c->tid has not been bumped yet.
3166                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3167                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3168                          */
3169                         c->tid = next_tid(c->tid);
3170
3171                         /*
3172                          * Invoking slow path likely have side-effect
3173                          * of re-populating per CPU c->freelist
3174                          */
3175                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3176                                             _RET_IP_, c);
3177                         if (unlikely(!p[i]))
3178                                 goto error;
3179
3180                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3181                         continue; /* goto for-loop */
3182                 }
3183                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3184                 p[i] = object;
3185         }
3186         c->tid = next_tid(c->tid);
3187         local_irq_enable();
3188
3189         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3190         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3191                 int j;
3192
3193                 for (j = 0; j < i; j++)
3194                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3195         }
3196
3197         /* memcg and kmem_cache debug support */
3198         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3199         return i;
3200 error:
3201         local_irq_enable();
3202         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3203         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3204         return 0;
3205 }
3206 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3207
3208
3209 /*
3210  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3211  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3212  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3213  * another.
3214  *
3215  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3216  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3217  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3218  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3219  * locking overhead.
3220  */
3221
3222 /*
3223  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3224  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3225  * and increases the number of allocations possible without having to
3226  * take the list_lock.
3227  */
3228 static int slub_min_order;
3229 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3230 static int slub_min_objects;
3231
3232 /*
3233  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3234  *
3235  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3236  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3237  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3238  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3239  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3240  * would be wasted.
3241  *
3242  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3243  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3244  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3245  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3246  *
3247  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3248  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3249  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3250  * of space in favor of a small page order.
3251  *
3252  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3253  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3254  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3255  * the smallest order which will fit the object.
3256  */
3257 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3258                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3259 {
3260         int order;
3261         int rem;
3262         int min_order = slub_min_order;
3263
3264         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3265                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3266
3267         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3268                         order <= max_order; order++) {
3269
3270                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3271
3272                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3273
3274                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3275                         break;
3276         }
3277
3278         return order;
3279 }
3280
3281 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3282 {
3283         int order;
3284         int min_objects;
3285         int fraction;
3286         int max_objects;
3287
3288         /*
3289          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3290          * works by first attempting to generate a layout with
3291          * the best configuration and backing off gradually.
3292          *
3293          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3294          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3295          */
3296         min_objects = slub_min_objects;
3297         if (!min_objects)
3298                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3299         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3300         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3301
3302         while (min_objects > 1) {
3303                 fraction = 16;
3304                 while (fraction >= 4) {
3305                         order = slab_order(size, min_objects,
3306                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3307                         if (order <= slub_max_order)
3308                                 return order;
3309                         fraction /= 2;
3310                 }
3311                 min_objects--;
3312         }
3313
3314         /*
3315          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3316          * lets see if we can place a single object there.
3317          */
3318         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3319         if (order <= slub_max_order)
3320                 return order;
3321
3322         /*
3323          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3324          */
3325         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3326         if (order < MAX_ORDER)
3327                 return order;
3328         return -ENOSYS;
3329 }
3330
3331 static void
3332 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3333 {
3334         n->nr_partial = 0;
3335         spin_lock_init(&n->list_lock);
3336         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3337 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3338         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3339         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3340         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3341 #endif
3342 }
3343
3344 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3345 {
3346         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3347                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3348
3349         /*
3350          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3351          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3352          */
3353         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3354                                      2 * sizeof(void *));
3355
3356         if (!s->cpu_slab)
3357                 return 0;
3358
3359         init_kmem_cache_cpus(s);
3360
3361         return 1;
3362 }
3363
3364 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3365
3366 /*
3367  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3368  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3369  * possible.
3370  *
3371  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3372  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3373  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3374  */
3375 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3376 {
3377         struct page *page;
3378         struct kmem_cache_node *n;
3379
3380         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3381
3382         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3383
3384         BUG_ON(!page);
3385         if (page_to_nid(page) != node) {
3386                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3387                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3388         }
3389
3390         n = page->freelist;
3391         BUG_ON(!n);
3392         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3393         page->inuse = 1;
3394         page->frozen = 0;
3395         kmem_cache_node->node[node] = n;
3396 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3397         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3398         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3399 #endif
3400         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3401                       GFP_KERNEL);
3402         init_kmem_cache_node(n);
3403         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3404
3405         /*
3406          * No locks need to be taken here as it has just been
3407          * initialized and there is no concurrent access.
3408          */
3409         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3410 }
3411
3412 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3413 {
3414         int node;
3415         struct kmem_cache_node *n;
3416
3417         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3418                 s->node[node] = NULL;
3419                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3420         }
3421 }
3422
3423 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3424 {
3425         cache_random_seq_destroy(s);
3426         free_percpu(s->cpu_slab);
3427         free_kmem_cache_nodes(s);
3428 }
3429
3430 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3431 {
3432         int node;
3433
3434         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3435                 struct kmem_cache_node *n;
3436
3437                 if (slab_state == DOWN) {
3438                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3439                         continue;
3440                 }
3441                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3442                                                 GFP_KERNEL, node);
3443
3444                 if (!n) {
3445                         free_kmem_cache_nodes(s);
3446                         return 0;
3447                 }
3448
3449                 init_kmem_cache_node(n);
3450                 s->node[node] = n;
3451         }
3452         return 1;
3453 }
3454
3455 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3456 {
3457         if (min < MIN_PARTIAL)
3458                 min = MIN_PARTIAL;
3459         else if (min > MAX_PARTIAL)
3460                 min = MAX_PARTIAL;
3461         s->min_partial = min;
3462 }
3463
3464 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3465 {
3466 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3467         /*
3468          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3469          * per cpu partial lists of a processor.
3470          *
3471          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3472          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3473          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3474          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3475          *
3476          * This setting also determines
3477          *
3478          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3479          *    per node list when we reach the limit.
3480          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3481          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3482          *    50% to keep some capacity around for frees.
3483          */
3484         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3485                 s->cpu_partial = 0;
3486         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3487                 s->cpu_partial = 2;
3488         else if (s->size >= 1024)
3489                 s->cpu_partial = 6;
3490         else if (s->size >= 256)
3491                 s->cpu_partial = 13;
3492         else
3493                 s->cpu_partial = 30;
3494 #endif
3495 }
3496
3497 /*
3498  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3499  * a slab object.
3500  */
3501 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3502 {
3503         unsigned long flags = s->flags;
3504         size_t size = s->object_size;
3505         int order;
3506
3507         /*
3508          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3509          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3510          * the possible location of the free pointer.
3511          */
3512         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3513
3514 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3515         /*
3516          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3517          * the slab may touch the object after free or before allocation
3518          * then we should never poison the object itself.
3519          */
3520         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3521                         !s->ctor)
3522                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3523         else
3524                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3525
3526
3527         /*
3528          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3529          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3530          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3531          */
3532         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3533                 size += sizeof(void *);
3534 #endif
3535
3536         /*
3537          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3538          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3539          */
3540         s->inuse = size;
3541
3542         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3543                 s->ctor)) {
3544                 /*
3545                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3546                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3547                  * kmem_cache_free.
3548                  *
3549                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3550                  * destructor or are poisoning the objects.
3551                  */
3552                 s->offset = size;
3553                 size += sizeof(void *);
3554         }
3555
3556 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3557         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3558                 /*
3559                  * Need to store information about allocs and frees after
3560                  * the object.
3561                  */
3562                 size += 2 * sizeof(struct track);
3563 #endif
3564
3565         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3566 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3567         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3568                 /*
3569                  * Add some empty padding so that we can catch
3570                  * overwrites from earlier objects rather than let
3571                  * tracking information or the free pointer be
3572                  * corrupted if a user writes before the start
3573                  * of the object.
3574                  */
3575                 size += sizeof(void *);
3576
3577                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3578                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3579                 size += s->red_left_pad;
3580         }
3581 #endif
3582
3583         /*
3584          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3585          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3586          * each object to conform to the alignment.
3587          */
3588         size = ALIGN(size, s->align);
3589         s->size = size;
3590         if (forced_order >= 0)
3591                 order = forced_order;
3592         else
3593                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3594
3595         if (order < 0)
3596                 return 0;
3597
3598         s->allocflags = 0;
3599         if (order)
3600                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3601
3602         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3603                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3604
3605         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3606                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3607
3608         /*
3609          * Determine the number of objects per slab
3610          */
3611         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3612         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3613         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3614                 s->max = s->oo;
3615
3616         return !!oo_objects(s->oo);
3617 }
3618
3619 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3620 {
3621         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3622         s->reserved = 0;
3623 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3624         s->random = get_random_long();
3625 #endif
3626
3627         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3628                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3629
3630         if (!calculate_sizes(s, -1))
3631                 goto error;
3632         if (disable_higher_order_debug) {
3633                 /*
3634                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3635                  * order increased.
3636                  */
3637                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3638                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3639                         s->offset = 0;
3640                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3641                                 goto error;
3642                 }
3643         }
3644
3645 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3646     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3647         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3648                 /* Enable fast mode */
3649                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3650 #endif
3651
3652         /*
3653          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3654          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3655          */
3656         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3657
3658         set_cpu_partial(s);
3659
3660 #ifdef CONFIG_NUMA
3661         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3662 #endif
3663
3664         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3665         if (slab_state >= UP) {
3666                 if (init_cache_random_seq(s))
3667                         goto error;
3668         }
3669
3670         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3671                 goto error;
3672
3673         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3674                 return 0;
3675
3676         free_kmem_cache_nodes(s);
3677 error:
3678         if (flags & SLAB_PANIC)
3679                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3680                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3681                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3682         return -EINVAL;
3683 }
3684
3685 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3686                                                         const char *text)
3687 {
3688 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3689         void *addr = page_address(page);
3690         void *p;
3691         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3692                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3693         if (!map)
3694                 return;
3695         slab_err(s, page, text, s->name);
3696         slab_lock(page);
3697
3698         get_map(s, page, map);
3699         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3700
3701                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3702                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3703                         print_tracking(s, p);
3704                 }
3705         }
3706         slab_unlock(page);
3707         kfree(map);
3708 #endif
3709 }
3710
3711 /*
3712  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3713  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3714  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3715  */
3716 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3717 {
3718         LIST_HEAD(discard);
3719         struct page *page, *h;
3720
3721         BUG_ON(irqs_disabled());
3722         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3723         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3724                 if (!page->inuse) {
3725                         remove_partial(n, page);
3726                         list_add(&page->lru, &discard);
3727                 } else {
3728                         list_slab_objects(s, page,
3729                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3730                 }
3731         }
3732         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3733
3734         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3735                 discard_slab(s, page);
3736 }
3737
3738 /*
3739  * Release all resources used by a slab cache.
3740  */
3741 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3742 {
3743         int node;
3744         struct kmem_cache_node *n;
3745
3746         flush_all(s);
3747         /* Attempt to free all objects */
3748         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3749                 free_partial(s, n);
3750                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3751                         return 1;
3752         }
3753         sysfs_slab_remove(s);
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 /********************************************************************
3758  *              Kmalloc subsystem
3759  *******************************************************************/
3760
3761 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3762 {
3763         get_option(&str, &slub_min_order);
3764
3765         return 1;
3766 }
3767
3768 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3769
3770 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3771 {
3772         get_option(&str, &slub_max_order);
3773         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3774
3775         return 1;
3776 }
3777
3778 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3779
3780 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3781 {
3782         get_option(&str, &slub_min_objects);
3783
3784         return 1;
3785 }
3786
3787 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3788
3789 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3790 {
3791         struct kmem_cache *s;
3792         void *ret;
3793
3794         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3795                 return kmalloc_large(size, flags);
3796
3797         s = kmalloc_slab(size, flags);
3798
3799         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3800                 return s;
3801
3802         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3803
3804         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3805
3806         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3807
3808         return ret;
3809 }
3810 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3811
3812 #ifdef CONFIG_NUMA
3813 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3814 {
3815         struct page *page;
3816         void *ptr = NULL;
3817
3818         flags |= __GFP_COMP;
3819         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3820         if (page)
3821                 ptr = page_address(page);
3822
3823         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3824         return ptr;
3825 }
3826
3827 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3828 {
3829         struct kmem_cache *s;
3830         void *ret;
3831
3832         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3833                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3834
3835                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3836                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3837                                    flags, node);
3838
3839                 return ret;
3840         }
3841
3842         s = kmalloc_slab(size, flags);
3843
3844         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3845                 return s;
3846
3847         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3848
3849         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3850
3851         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3852
3853         return ret;
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3856 #endif
3857
3858 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3859 /*
3860  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3861  *
3862  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3863  * to indicate an error.
3864  */
3865 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3866                                 struct page *page)
3867 {
3868         struct kmem_cache *s;
3869         unsigned long offset;
3870         size_t object_size;
3871
3872         /* Find object and usable object size. */
3873         s = page->slab_cache;
3874         object_size = slab_ksize(s);
3875
3876         /* Reject impossible pointers. */
3877         if (ptr < page_address(page))
3878                 return s->name;
3879
3880         /* Find offset within object. */
3881         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3882
3883         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3884         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3885                 if (offset < s->red_left_pad)
3886                         return s->name;
3887                 offset -= s->red_left_pad;
3888         }
3889
3890         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3891         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3892                 return NULL;
3893
3894         return s->name;
3895 }
3896 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3897
3898 static size_t __ksize(const void *object)
3899 {
3900         struct page *page;
3901
3902         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3903                 return 0;
3904
3905         page = virt_to_head_page(object);
3906
3907         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3908                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3909                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3910         }
3911
3912         return slab_ksize(page->slab_cache);
3913 }
3914
3915 size_t ksize(const void *object)
3916 {
3917         size_t size = __ksize(object);
3918         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3919          * so we need to unpoison this area.
3920          */
3921         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3922         return size;
3923 }
3924 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3925
3926 void kfree(const void *x)
3927 {
3928         struct page *page;
3929         void *object = (void *)x;
3930
3931         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3932
3933         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3934                 return;
3935
3936         page = virt_to_head_page(x);
3937         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3938                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3939                 kfree_hook(x);
3940                 __free_pages(page, compound_order(page));
3941                 return;
3942         }
3943         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3944 }
3945 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3946
3947 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3948
3949 /*
3950  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3951  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3952  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3953  *
3954  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3955  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3956  * are freed in them.
3957  */
3958 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3959 {
3960         int node;
3961         int i;
3962         struct kmem_cache_node *n;
3963         struct page *page;
3964         struct page *t;
3965         struct list_head discard;
3966         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3967         unsigned long flags;
3968         int ret = 0;
3969
3970         flush_all(s);
3971         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3972                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3973                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3974                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3975
3976                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3977
3978                 /*
3979                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3980                  *
3981                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3982                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3983                  */
3984                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3985                         int free = page->objects - page->inuse;
3986
3987                         /* Do not reread page->inuse */
3988                         barrier();
3989
3990                         /* We do not keep full slabs on the list */
3991                         BUG_ON(free <= 0);
3992
3993                         if (free == page->objects) {
3994                                 list_move(&page->lru, &discard);
3995                                 n->nr_partial--;
3996                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3997                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3998                 }
3999
4000                 /*
4001                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4002                  * partial list.
4003                  */
4004                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4005                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4006
4007                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4008
4009                 /* Release empty slabs */
4010                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4011                         discard_slab(s, page);
4012
4013                 if (slabs_node(s, node))
4014                         ret = 1;
4015         }
4016
4017         return ret;
4018 }
4019
4020 #ifdef CONFIG_MEMCG
4021 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4022 {
4023         /*
4024          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4025          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4026          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4027          * destroy @s until the associated memcg is released.
4028          *
4029          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4030          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4031          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4032          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4033          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4034          */
4035         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4036                 sysfs_slab_remove(s);
4037 }
4038
4039 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4040 {
4041         /*
4042          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4043          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4044          */
4045         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4046         s->min_partial = 0;
4047
4048         /*
4049          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4050          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4051          */
4052         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4053 }
4054 #endif
4055
4056 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4057 {
4058         struct kmem_cache *s;
4059
4060         mutex_lock(&slab_mutex);
4061         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4062                 __kmem_cache_shrink(s);
4063         mutex_unlock(&slab_mutex);
4064
4065         return 0;
4066 }
4067
4068 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4069 {
4070         struct kmem_cache_node *n;
4071         struct kmem_cache *s;
4072         struct memory_notify *marg = arg;
4073         int offline_node;
4074
4075         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4076
4077         /*
4078          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4079          * for it yet.
4080          */
4081         if (offline_node < 0)
4082                 return;
4083
4084         mutex_lock(&slab_mutex);
4085         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4086                 n = get_node(s, offline_node);
4087                 if (n) {
4088                         /*
4089                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4090                          * that is going down. We were unable to free them,
4091                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4092                          * callback. So, we must fail.
4093                          */
4094                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4095
4096                         s->node[offline_node] = NULL;
4097                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4098                 }
4099         }
4100         mutex_unlock(&slab_mutex);
4101 }
4102
4103 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4104 {
4105         struct kmem_cache_node *n;
4106         struct kmem_cache *s;
4107         struct memory_notify *marg = arg;
4108         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4109         int ret = 0;
4110
4111         /*
4112          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4113          * already created. Nothing to do.
4114          */
4115         if (nid < 0)
4116                 return 0;
4117
4118         /*
4119          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4120          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4121          * online.
4122          */
4123         mutex_lock(&slab_mutex);
4124         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4125                 /*
4126                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4127                  *      since memory is not yet available from the node that
4128                  *      is brought up.
4129                  */
4130                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4131                 if (!n) {
4132                         ret = -ENOMEM;
4133                         goto out;
4134                 }
4135                 init_kmem_cache_node(n);
4136                 s->node[nid] = n;
4137         }
4138 out:
4139         mutex_unlock(&slab_mutex);
4140         return ret;
4141 }
4142
4143 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4144                                 unsigned long action, void *arg)
4145 {
4146         int ret = 0;
4147
4148         switch (action) {
4149         case MEM_GOING_ONLINE:
4150                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4151                 break;
4152         case MEM_GOING_OFFLINE:
4153                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4154                 break;
4155         case MEM_OFFLINE:
4156         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4157                 slab_mem_offline_callback(arg);
4158                 break;
4159         case MEM_ONLINE:
4160         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4161                 break;
4162         }
4163         if (ret)
4164                 ret = notifier_from_errno(ret);
4165         else
4166                 ret = NOTIFY_OK;
4167         return ret;
4168 }
4169
4170 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4171         .notifier_call = slab_memory_callback,
4172         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4173 };
4174
4175 /********************************************************************
4176  *                      Basic setup of slabs
4177  *******************************************************************/
4178
4179 /*
4180  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4181  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4182  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4183  */
4184
4185 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4186 {
4187         int node;
4188         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4189         struct kmem_cache_node *n;
4190
4191         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4192
4193         /*
4194          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4195          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4196          * IPIs around.
4197          */
4198         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4199         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4200                 struct page *p;
4201
4202                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4203                         p->slab_cache = s;
4204
4205 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4206                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4207                         p->slab_cache = s;
4208 #endif
4209         }
4210         slab_init_memcg_params(s);
4211         list_add(&s->list, &slab_caches);
4212         memcg_link_cache(s);
4213         return s;
4214 }
4215
4216 void __init kmem_cache_init(void)
4217 {
4218         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4219                 boot_kmem_cache_node;
4220
4221         if (debug_guardpage_minorder())
4222                 slub_max_order = 0;
4223
4224         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4225         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4226
4227         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4228                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4229
4230         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4231
4232         /* Able to allocate the per node structures */
4233         slab_state = PARTIAL;
4234
4235         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4236                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4237                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4238                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4239
4240         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4241
4242         /*
4243          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4244          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4245          * update any list pointers.
4246          */
4247         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4248
4249         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4250         setup_kmalloc_cache_index_table();
4251         create_kmalloc_caches(0);
4252
4253         /* Setup random freelists for each cache */
4254         init_freelist_randomization();
4255
4256         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4257                                   slub_cpu_dead);
4258
4259         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4260                 cache_line_size(),
4261                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4262                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4263 }
4264
4265 void __init kmem_cache_init_late(void)
4266 {
4267 }
4268
4269 struct kmem_cache *
4270 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4271                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4272 {
4273         struct kmem_cache *s, *c;
4274
4275         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4276         if (s) {
4277                 s->refcount++;
4278
4279                 /*
4280                  * Adjust the object sizes so that we clear
4281                  * the complete object on kzalloc.
4282                  */
4283                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4284                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4285
4286                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4287                         c->object_size = s->object_size;
4288                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4289                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4290                 }
4291
4292                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4293                         s->refcount--;
4294                         s = NULL;
4295                 }
4296         }
4297
4298         return s;
4299 }
4300
4301 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4302 {
4303         int err;
4304
4305         err = kmem_cache_open(s, flags);
4306         if (err)
4307                 return err;
4308
4309         /* Mutex is not taken during early boot */
4310         if (slab_state <= UP)
4311                 return 0;
4312
4313         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4314         err = sysfs_slab_add(s);
4315         if (err)
4316                 __kmem_cache_release(s);
4317
4318         return err;
4319 }
4320
4321 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4322 {
4323         struct kmem_cache *s;
4324         void *ret;
4325
4326         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4327                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4328
4329         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4330
4331         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4332                 return s;
4333
4334         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4335
4336         /* Honor the call site pointer we received. */
4337         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4338
4339         return ret;
4340 }
4341
4342 #ifdef CONFIG_NUMA
4343 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4344                                         int node, unsigned long caller)
4345 {
4346         struct kmem_cache *s;
4347         void *ret;
4348
4349         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4350                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4351
4352                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4353                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4354                                    gfpflags, node);
4355
4356                 return ret;
4357         }
4358
4359         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4360
4361         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4362                 return s;
4363
4364         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4365
4366         /* Honor the call site pointer we received. */
4367         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4368
4369         return ret;
4370 }
4371 #endif
4372
4373 #ifdef CONFIG_SYSFS
4374 static int count_inuse(struct page *page)
4375 {
4376         return page->inuse;
4377 }
4378
4379 static int count_total(struct page *page)
4380 {
4381         return page->objects;
4382 }
4383 #endif
4384
4385 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4386 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4387                                                 unsigned long *map)
4388 {
4389         void *p;
4390         void *addr = page_address(page);
4391
4392         if (!check_slab(s, page) ||
4393                         !on_freelist(s, page, NULL))
4394                 return 0;
4395
4396         /* Now we know that a valid freelist exists */
4397         bitmap_zero(map, page->objects);
4398
4399         get_map(s, page, map);
4400         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4401                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4402                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4403                                 return 0;
4404         }
4405
4406         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4407                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4408                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4409                                 return 0;
4410         return 1;
4411 }
4412
4413 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4414                                                 unsigned long *map)
4415 {
4416         slab_lock(page);
4417         validate_slab(s, page, map);
4418         slab_unlock(page);
4419 }
4420
4421 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4422                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4423 {
4424         unsigned long count = 0;
4425         struct page *page;
4426         unsigned long flags;
4427
4428         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4429
4430         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4431                 validate_slab_slab(s, page, map);
4432                 count++;
4433         }
4434         if (count != n->nr_partial)
4435                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4436                        s->name, count, n->nr_partial);
4437
4438         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4439                 goto out;
4440
4441         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4442                 validate_slab_slab(s, page, map);
4443                 count++;
4444         }
4445         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4446                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4447                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4448
4449 out:
4450         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4451         return count;
4452 }
4453
4454 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4455 {
4456         int node;
4457         unsigned long count = 0;
4458         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4459                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4460         struct kmem_cache_node *n;
4461
4462         if (!map)
4463                 return -ENOMEM;
4464
4465         flush_all(s);
4466         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4467                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4468         kfree(map);
4469         return count;
4470 }
4471 /*
4472  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4473  * and freed.
4474  */
4475
4476 struct location {
4477         unsigned long count;
4478         unsigned long addr;
4479         long long sum_time;
4480         long min_time;
4481         long max_time;
4482         long min_pid;
4483         long max_pid;
4484         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4485         nodemask_t nodes;
4486 };
4487
4488 struct loc_track {
4489         unsigned long max;
4490         unsigned long count;
4491         struct location *loc;
4492 };
4493
4494 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4495 {
4496         if (t->max)
4497                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4498                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4499 }
4500
4501 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4502 {
4503         struct location *l;
4504         int order;
4505
4506         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4507
4508         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4509         if (!l)
4510                 return 0;
4511
4512         if (t->count) {
4513                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4514                 free_loc_track(t);
4515         }
4516         t->max = max;
4517         t->loc = l;
4518         return 1;
4519 }
4520
4521 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4522                                 const struct track *track)
4523 {
4524         long start, end, pos;
4525         struct location *l;
4526         unsigned long caddr;
4527         unsigned long age = jiffies - track->when;
4528
4529         start = -1;
4530         end = t->count;
4531
4532         for ( ; ; ) {
4533                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4534
4535                 /*
4536                  * There is nothing at "end". If we end up there
4537                  * we need to add something to before end.
4538                  */
4539                 if (pos == end)
4540                         break;
4541
4542                 caddr = t->loc[pos].addr;
4543                 if (track->addr == caddr) {
4544
4545                         l = &t->loc[pos];
4546                         l->count++;
4547                         if (track->when) {
4548                                 l->sum_time += age;
4549                                 if (age < l->min_time)
4550                                         l->min_time = age;
4551                                 if (age > l->max_time)
4552                                         l->max_time = age;
4553
4554                                 if (track->pid < l->min_pid)
4555                                         l->min_pid = track->pid;
4556                                 if (track->pid > l->max_pid)
4557                                         l->max_pid = track->pid;
4558
4559                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4560                                                 to_cpumask(l->cpus));
4561                         }
4562                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4563                         return 1;
4564                 }
4565
4566                 if (track->addr < caddr)
4567                         end = pos;
4568                 else
4569                         start = pos;
4570         }
4571
4572         /*
4573          * Not found. Insert new tracking element.
4574          */
4575         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4576                 return 0;
4577
4578         l = t->loc + pos;
4579         if (pos < t->count)
4580                 memmove(l + 1, l,
4581                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4582         t->count++;
4583         l->count = 1;
4584         l->addr = track->addr;
4585         l->sum_time = age;
4586         l->min_time = age;
4587         l->max_time = age;
4588         l->min_pid = track->pid;
4589         l->max_pid = track->pid;
4590         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4591         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4592         nodes_clear(l->nodes);
4593         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4594         return 1;
4595 }
4596
4597 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4598                 struct page *page, enum track_item alloc,
4599                 unsigned long *map)
4600 {
4601         void *addr = page_address(page);
4602         void *p;
4603
4604         bitmap_zero(map, page->objects);
4605         get_map(s, page, map);
4606
4607         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4608                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4609                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4610 }
4611
4612 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4613                                         enum track_item alloc)
4614 {
4615         int len = 0;
4616         unsigned long i;
4617         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4618         int node;
4619         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4620                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4621         struct kmem_cache_node *n;
4622
4623         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4624                                      GFP_KERNEL)) {
4625                 kfree(map);
4626                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4627         }
4628         /* Push back cpu slabs */
4629         flush_all(s);
4630
4631         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4632                 unsigned long flags;
4633                 struct page *page;
4634
4635                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4636                         continue;
4637
4638                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4639                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4640                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4641                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4642                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4643                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4644         }
4645
4646         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4647                 struct location *l = &t.loc[i];
4648
4649                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4650                         break;
4651                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4652
4653                 if (l->addr)
4654                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4655                 else
4656                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4657
4658                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4659                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4660                                 l->min_time,
4661                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4662                                 l->max_time);
4663                 } else
4664                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4665                                 l->min_time);
4666
4667                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4668                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4669                                 l->min_pid, l->max_pid);
4670                 else
4671                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4672                                 l->min_pid);
4673
4674                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4675                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4676                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4677                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4678                                          " cpus=%*pbl",
4679                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4680
4681                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4682                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4683                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4684                                          " nodes=%*pbl",
4685                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4686
4687                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4688         }
4689
4690         free_loc_track(&t);
4691         kfree(map);
4692         if (!t.count)
4693                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4694         return len;
4695 }
4696 #endif
4697
4698 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4699 static void __init resiliency_test(void)
4700 {
4701         u8 *p;
4702
4703         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4704
4705         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4706         pr_err("-----------------------\n");
4707         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4708
4709         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4710         p[16] = 0x12;
4711         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4712                p + 16);
4713
4714         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4715
4716         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4717         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4718         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4719         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4720                p);
4721         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4722
4723         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4724         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4725         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4726         *p = 0x56;
4727         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4728                p);
4729         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4730         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4731
4732         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4733         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4734         kfree(p);
4735         *p = 0x78;
4736         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4737         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4738
4739         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4740         kfree(p);
4741         p[50] = 0x9a;
4742         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4743         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4744
4745         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4746         kfree(p);
4747         p[512] = 0xab;
4748         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4749         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4750 }
4751 #else
4752 #ifdef CONFIG_SYSFS
4753 static void resiliency_test(void) {};
4754 #endif
4755 #endif
4756
4757 #ifdef CONFIG_SYSFS
4758 enum slab_stat_type {
4759         SL_ALL,                 /* All slabs */
4760         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4761         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4762         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4763         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4764 };
4765
4766 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4767 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4768 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4769 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4770 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4771
4772 #ifdef CONFIG_MEMCG
4773 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4774
4775 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4776 {
4777         int v;
4778
4779         if (get_option(&str, &v) > 0)
4780                 memcg_sysfs_enabled = v;
4781
4782         return 1;
4783 }
4784
4785 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4786 #endif
4787
4788 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4789                             char *buf, unsigned long flags)
4790 {
4791         unsigned long total = 0;
4792         int node;
4793         int x;
4794         unsigned long *nodes;
4795
4796         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4797         if (!nodes)
4798                 return -ENOMEM;
4799
4800         if (flags & SO_CPU) {
4801                 int cpu;
4802
4803                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4804                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4805                                                                cpu);
4806                         int node;
4807                         struct page *page;
4808
4809                         page = READ_ONCE(c->page);
4810                         if (!page)
4811                                 continue;
4812
4813                         node = page_to_nid(page);
4814                         if (flags & SO_TOTAL)
4815                                 x = page->objects;
4816                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4817                                 x = page->inuse;
4818                         else
4819                                 x = 1;
4820
4821                         total += x;
4822                         nodes[node] += x;
4823
4824                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4825                         if (page) {
4826                                 node = page_to_nid(page);
4827                                 if (flags & SO_TOTAL)
4828                                         WARN_ON_ONCE(1);
4829                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4830                                         WARN_ON_ONCE(1);
4831                                 else
4832                                         x = page->pages;
4833                                 total += x;
4834                                 nodes[node] += x;
4835                         }
4836                 }
4837         }
4838
4839         /*
4840          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4841          * already held which will conflict with an existing lock order:
4842          *
4843          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4844          *
4845          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4846          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4847          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4848          */
4849
4850 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4851         if (flags & SO_ALL) {
4852                 struct kmem_cache_node *n;
4853
4854                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4855
4856                         if (flags & SO_TOTAL)
4857                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4858                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4859                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4860                                         count_partial(n, count_free);
4861                         else
4862                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4863                         total += x;
4864                         nodes[node] += x;
4865                 }
4866
4867         } else
4868 #endif
4869         if (flags & SO_PARTIAL) {
4870                 struct kmem_cache_node *n;
4871
4872                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4873                         if (flags & SO_TOTAL)
4874                                 x = count_partial(n, count_total);
4875                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4876                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4877                         else
4878                                 x = n->nr_partial;
4879                         total += x;
4880                         nodes[node] += x;
4881                 }
4882         }
4883         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4884 #ifdef CONFIG_NUMA
4885         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4886                 if (nodes[node])
4887                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4888                                         node, nodes[node]);
4889 #endif
4890         kfree(nodes);
4891         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4892 }
4893
4894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4895 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4896 {
4897         int node;
4898         struct kmem_cache_node *n;
4899
4900         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4901                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4902                         return 1;
4903
4904         return 0;
4905 }
4906 #endif
4907
4908 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4909 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4910
4911 struct slab_attribute {
4912         struct attribute attr;
4913         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4914         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4915 };
4916
4917 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4918         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4919         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4920
4921 #define SLAB_ATTR(_name) \
4922         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4923         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4924
4925 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4926 {
4927         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4928 }
4929 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4930
4931 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4932 {
4933         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4934 }
4935 SLAB_ATTR_RO(align);
4936
4937 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4938 {
4939         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4940 }
4941 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4942
4943 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4944 {
4945         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4946 }
4947 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4948
4949 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4950                                 const char *buf, size_t length)
4951 {
4952         unsigned long order;
4953         int err;
4954
4955         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4956         if (err)
4957                 return err;
4958
4959         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4960                 return -EINVAL;
4961
4962         calculate_sizes(s, order);
4963         return length;
4964 }
4965
4966 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4967 {
4968         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4969 }
4970 SLAB_ATTR(order);
4971
4972 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4973 {
4974         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4975 }
4976
4977 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4978                                  size_t length)
4979 {
4980         unsigned long min;
4981         int err;
4982
4983         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4984         if (err)
4985                 return err;
4986
4987         set_min_partial(s, min);
4988         return length;
4989 }
4990 SLAB_ATTR(min_partial);
4991
4992 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4993 {
4994         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4995 }
4996
4997 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4998                                  size_t length)
4999 {
5000         unsigned int objects;
5001         int err;
5002
5003         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5004         if (err)
5005                 return err;
5006         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5007                 return -EINVAL;
5008
5009         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5010         flush_all(s);
5011         return length;
5012 }
5013 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5014
5015 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5016 {
5017         if (!s->ctor)
5018                 return 0;
5019         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5020 }
5021 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5022
5023 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5024 {
5025         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5026 }
5027 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5028
5029 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5030 {
5031         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5032 }
5033 SLAB_ATTR_RO(partial);
5034
5035 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5036 {
5037         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5038 }
5039 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5040
5041 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5042 {
5043         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5044 }
5045 SLAB_ATTR_RO(objects);
5046
5047 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5048 {
5049         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5050 }
5051 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5052
5053 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5054 {
5055         int objects = 0;
5056         int pages = 0;
5057         int cpu;
5058         int len;
5059
5060         for_each_online_cpu(cpu) {
5061                 struct page *page;
5062
5063                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5064
5065                 if (page) {
5066                         pages += page->pages;
5067                         objects += page->pobjects;
5068                 }
5069         }
5070
5071         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5072
5073 #ifdef CONFIG_SMP
5074         for_each_online_cpu(cpu) {
5075                 struct page *page;
5076
5077                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5078
5079                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5080                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5081                                 page->pobjects, page->pages);
5082         }
5083 #endif
5084         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5085 }
5086 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5087
5088 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5089 {
5090         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5091 }
5092
5093 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5094                                 const char *buf, size_t length)
5095 {
5096         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5097         if (buf[0] == '1')
5098                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5099         return length;
5100 }
5101 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5102
5103 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5104 {
5105         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5106 }
5107 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5108
5109 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5110 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5115 #endif
5116
5117 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5118 {
5119         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5120 }
5121 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5122
5123 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5128
5129 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5130 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5133 }
5134 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5135
5136 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5137 {
5138         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5139 }
5140 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5141
5142 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5143 {
5144         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5145 }
5146
5147 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5148                                 const char *buf, size_t length)
5149 {
5150         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5151         if (buf[0] == '1') {
5152                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5153                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5154         }
5155         return length;
5156 }
5157 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5158
5159 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5160 {
5161         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5162 }
5163
5164 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5165                                                         size_t length)
5166 {
5167         /*
5168          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5169          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5170          * cache into an umergeable one.
5171          */
5172         if (s->refcount > 1)
5173                 return -EINVAL;
5174
5175         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5176         if (buf[0] == '1') {
5177                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5178                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5179         }
5180         return length;
5181 }
5182 SLAB_ATTR(trace);
5183
5184 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5185 {
5186         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5187 }
5188
5189 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5190                                 const char *buf, size_t length)
5191 {
5192         if (any_slab_objects(s))
5193                 return -EBUSY;
5194
5195         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5196         if (buf[0] == '1') {
5197                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5198         }
5199         calculate_sizes(s, -1);
5200         return length;
5201 }
5202 SLAB_ATTR(red_zone);
5203
5204 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5205 {
5206         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5207 }
5208
5209 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5210                                 const char *buf, size_t length)
5211 {
5212         if (any_slab_objects(s))
5213                 return -EBUSY;
5214
5215         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5216         if (buf[0] == '1') {
5217                 s->flags |= SLAB_POISON;
5218         }
5219         calculate_sizes(s, -1);
5220         return length;
5221 }
5222 SLAB_ATTR(poison);
5223
5224 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5225 {
5226         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5227 }
5228
5229 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5230                                 const char *buf, size_t length)
5231 {
5232         if (any_slab_objects(s))
5233                 return -EBUSY;
5234
5235         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5236         if (buf[0] == '1') {
5237                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5238                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5239         }
5240         calculate_sizes(s, -1);
5241         return length;
5242 }
5243 SLAB_ATTR(store_user);
5244
5245 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5246 {
5247         return 0;
5248 }
5249
5250 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5251                         const char *buf, size_t length)
5252 {
5253         int ret = -EINVAL;
5254
5255         if (buf[0] == '1') {
5256                 ret = validate_slab_cache(s);
5257                 if (ret >= 0)
5258                         ret = length;
5259         }
5260         return ret;
5261 }
5262 SLAB_ATTR(validate);
5263
5264 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5265 {
5266         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5267                 return -ENOSYS;
5268         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5269 }
5270 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5271
5272 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5275                 return -ENOSYS;
5276         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5277 }
5278 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5279 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5280
5281 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5282 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5283 {
5284         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5285 }
5286
5287 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5288                                                         size_t length)
5289 {
5290         if (s->refcount > 1)
5291                 return -EINVAL;
5292
5293         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5294         if (buf[0] == '1')
5295                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5296         return length;
5297 }
5298 SLAB_ATTR(failslab);
5299 #endif
5300
5301 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5302 {
5303         return 0;
5304 }
5305
5306 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5307                         const char *buf, size_t length)
5308 {
5309         if (buf[0] == '1')
5310                 kmem_cache_shrink(s);
5311         else
5312                 return -EINVAL;
5313         return length;
5314 }
5315 SLAB_ATTR(shrink);
5316
5317 #ifdef CONFIG_NUMA
5318 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5319 {
5320         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5321 }
5322
5323 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5324                                 const char *buf, size_t length)
5325 {
5326         unsigned long ratio;
5327         int err;
5328
5329         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5330         if (err)
5331                 return err;
5332
5333         if (ratio <= 100)
5334                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5335
5336         return length;
5337 }
5338 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5339 #endif
5340
5341 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5342 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5343 {
5344         unsigned long sum  = 0;
5345         int cpu;
5346         int len;
5347         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5348
5349         if (!data)
5350                 return -ENOMEM;
5351
5352         for_each_online_cpu(cpu) {
5353                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5354
5355                 data[cpu] = x;
5356                 sum += x;
5357         }
5358
5359         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5360
5361 #ifdef CONFIG_SMP
5362         for_each_online_cpu(cpu) {
5363                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5364                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5365         }
5366 #endif
5367         kfree(data);
5368         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5369 }
5370
5371 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5372 {
5373         int cpu;
5374
5375         for_each_online_cpu(cpu)
5376                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5377 }
5378
5379 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5380 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5381 {                                                               \
5382         return show_stat(s, buf, si);                           \
5383 }                                                               \
5384 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5385                                 const char *buf, size_t length) \
5386 {                                                               \
5387         if (buf[0] != '0')                                      \
5388                 return -EINVAL;                                 \
5389         clear_stat(s, si);                                      \
5390         return length;                                          \
5391 }                                                               \
5392 SLAB_ATTR(text);                                                \
5393
5394 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5396 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5397 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5398 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5399 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5400 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5401 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5402 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5403 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5404 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5405 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5406 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5409 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5410 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5411 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5412 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5413 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5414 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5415 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5416 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5417 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5418 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5419 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5420 #endif
5421
5422 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5423         &slab_size_attr.attr,
5424         &object_size_attr.attr,
5425         &objs_per_slab_attr.attr,
5426         &order_attr.attr,
5427         &min_partial_attr.attr,
5428         &cpu_partial_attr.attr,
5429         &objects_attr.attr,
5430         &objects_partial_attr.attr,
5431         &partial_attr.attr,
5432         &cpu_slabs_attr.attr,
5433         &ctor_attr.attr,
5434         &aliases_attr.attr,
5435         &align_attr.attr,
5436         &hwcache_align_attr.attr,
5437         &reclaim_account_attr.attr,
5438         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5439         &shrink_attr.attr,
5440         &reserved_attr.attr,
5441         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5442 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5443         &total_objects_attr.attr,
5444         &slabs_attr.attr,
5445         &sanity_checks_attr.attr,
5446         &trace_attr.attr,
5447         &red_zone_attr.attr,
5448         &poison_attr.attr,
5449         &store_user_attr.attr,
5450         &validate_attr.attr,
5451         &alloc_calls_attr.attr,
5452         &free_calls_attr.attr,
5453 #endif
5454 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5455         &cache_dma_attr.attr,
5456 #endif
5457 #ifdef CONFIG_NUMA
5458         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5459 #endif
5460 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5461         &alloc_fastpath_attr.attr,
5462         &alloc_slowpath_attr.attr,
5463         &free_fastpath_attr.attr,
5464         &free_slowpath_attr.attr,
5465         &free_frozen_attr.attr,
5466         &free_add_partial_attr.attr,
5467         &free_remove_partial_attr.attr,
5468         &alloc_from_partial_attr.attr,
5469         &alloc_slab_attr.attr,
5470         &alloc_refill_attr.attr,
5471         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5472         &free_slab_attr.attr,
5473         &cpuslab_flush_attr.attr,
5474         &deactivate_full_attr.attr,
5475         &deactivate_empty_attr.attr,
5476         &deactivate_to_head_attr.attr,
5477         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5478         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5479         &deactivate_bypass_attr.attr,
5480         &order_fallback_attr.attr,
5481         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5482         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5483         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5484         &cpu_partial_free_attr.attr,
5485         &cpu_partial_node_attr.attr,
5486         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5487 #endif
5488 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5489         &failslab_attr.attr,
5490 #endif
5491
5492         NULL
5493 };
5494
5495 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5496         .attrs = slab_attrs,
5497 };
5498
5499 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5500                                 struct attribute *attr,
5501                                 char *buf)
5502 {
5503         struct slab_attribute *attribute;
5504         struct kmem_cache *s;
5505         int err;
5506
5507         attribute = to_slab_attr(attr);
5508         s = to_slab(kobj);
5509
5510         if (!attribute->show)
5511                 return -EIO;
5512
5513         err = attribute->show(s, buf);
5514
5515         return err;
5516 }
5517
5518 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5519                                 struct attribute *attr,
5520                                 const char *buf, size_t len)
5521 {
5522         struct slab_attribute *attribute;
5523         struct kmem_cache *s;
5524         int err;
5525
5526         attribute = to_slab_attr(attr);
5527         s = to_slab(kobj);
5528
5529         if (!attribute->store)
5530                 return -EIO;
5531
5532         err = attribute->store(s, buf, len);
5533 #ifdef CONFIG_MEMCG
5534         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5535                 struct kmem_cache *c;
5536
5537                 mutex_lock(&slab_mutex);
5538                 if (s->max_attr_size < len)
5539                         s->max_attr_size = len;
5540
5541                 /*
5542                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5543                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5544                  * basically because not all attributes will have a well
5545                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5546                  * have permanent effects.
5547                  *
5548                  * Returning the error value of any of the children that fail
5549                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5550                  * error code won't be able to know anything about the state of
5551                  * the cache.
5552                  *
5553                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5554                  * has well defined semantics. The cache being written to
5555                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5556                  * through the descendants with best-effort propagation.
5557                  */
5558                 for_each_memcg_cache(c, s)
5559                         attribute->store(c, buf, len);
5560                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5561         }
5562 #endif
5563         return err;
5564 }
5565
5566 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5567 {
5568 #ifdef CONFIG_MEMCG
5569         int i;
5570         char *buffer = NULL;
5571         struct kmem_cache *root_cache;
5572
5573         if (is_root_cache(s))
5574                 return;
5575
5576         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5577
5578         /*
5579          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5580          * in copying default values around
5581          */
5582         if (!root_cache->max_attr_size)
5583                 return;
5584
5585         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5586                 char mbuf[64];
5587                 char *buf;
5588                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5589                 ssize_t len;
5590
5591                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5592                         continue;
5593
5594                 /*
5595                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5596                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5597                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5598                  *
5599                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5600                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5601                  * theoretically happen.
5602                  */
5603                 if (buffer)
5604                         buf = buffer;
5605                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5606                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5607                         buf = mbuf;
5608                 else {
5609                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5610                         if (WARN_ON(!buffer))
5611                                 continue;
5612                         buf = buffer;
5613                 }
5614
5615                 len = attr->show(root_cache, buf);
5616                 if (len > 0)
5617                         attr->store(s, buf, len);
5618         }
5619
5620         if (buffer)
5621                 free_page((unsigned long)buffer);
5622 #endif
5623 }
5624
5625 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5626 {
5627         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5628 }
5629
5630 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5631         .show = slab_attr_show,
5632         .store = slab_attr_store,
5633 };
5634
5635 static struct kobj_type slab_ktype = {
5636         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5637         .release = kmem_cache_release,
5638 };
5639
5640 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5641 {
5642         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5643
5644         if (ktype == &slab_ktype)
5645                 return 1;
5646         return 0;
5647 }
5648
5649 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5650         .filter = uevent_filter,
5651 };
5652
5653 static struct kset *slab_kset;
5654
5655 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5656 {
5657 #ifdef CONFIG_MEMCG
5658         if (!is_root_cache(s))
5659                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5660 #endif
5661         return slab_kset;
5662 }
5663
5664 #define ID_STR_LENGTH 64
5665
5666 /* Create a unique string id for a slab cache:
5667  *
5668  * Format       :[flags-]size
5669  */
5670 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5671 {
5672         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5673         char *p = name;
5674
5675         BUG_ON(!name);
5676
5677         *p++ = ':';
5678         /*
5679          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5680          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5681          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5682          * are matched during merging to guarantee that the id is
5683          * unique.
5684          */
5685         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5686                 *p++ = 'd';
5687         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5688                 *p++ = 'a';
5689         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5690                 *p++ = 'F';
5691         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5692                 *p++ = 'A';
5693         if (p != name + 1)
5694                 *p++ = '-';
5695         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5696
5697         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5698         return name;
5699 }
5700
5701 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5702 {
5703         struct kmem_cache *s =
5704                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5705
5706         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5707                 /*
5708                  * For a memcg cache, this may be called during
5709                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5710                  * A cache is never shut down before deactivation is
5711                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5712                  */
5713                 goto out;
5714
5715 #ifdef CONFIG_MEMCG
5716         kset_unregister(s->memcg_kset);
5717 #endif
5718         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5719 out:
5720         kobject_put(&s->kobj);
5721 }
5722
5723 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5724 {
5725         int err;
5726         const char *name;
5727         struct kset *kset = cache_kset(s);
5728         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5729
5730         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5731
5732         if (!kset) {
5733                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5734                 return 0;
5735         }
5736
5737         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5738                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5739                 unmergeable = 1;
5740
5741         if (unmergeable) {
5742                 /*
5743                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5744                  * This is typically the case for debug situations. In that
5745                  * case we can catch duplicate names easily.
5746                  */
5747                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5748                 name = s->name;
5749         } else {
5750                 /*
5751                  * Create a unique name for the slab as a target
5752                  * for the symlinks.
5753                  */
5754                 name = create_unique_id(s);
5755         }
5756
5757         s->kobj.kset = kset;
5758         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5759         if (err)
5760                 goto out;
5761
5762         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5763         if (err)
5764                 goto out_del_kobj;
5765
5766 #ifdef CONFIG_MEMCG
5767         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5768                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5769                 if (!s->memcg_kset) {
5770                         err = -ENOMEM;
5771                         goto out_del_kobj;
5772                 }
5773         }
5774 #endif
5775
5776         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5777         if (!unmergeable) {
5778                 /* Setup first alias */
5779                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5780         }
5781 out:
5782         if (!unmergeable)
5783                 kfree(name);
5784         return err;
5785 out_del_kobj:
5786         kobject_del(&s->kobj);
5787         goto out;
5788 }
5789
5790 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5791 {
5792         if (slab_state < FULL)
5793                 /*
5794                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5795                  * cache from sysfs.
5796                  */
5797                 return;
5798
5799         kobject_get(&s->kobj);
5800         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5801 }
5802
5803 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5804 {
5805         if (slab_state >= FULL)
5806                 kobject_del(&s->kobj);
5807 }
5808
5809 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5810 {
5811         if (slab_state >= FULL)
5812                 kobject_put(&s->kobj);
5813 }
5814
5815 /*
5816  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5817  * available lest we lose that information.
5818  */
5819 struct saved_alias {
5820         struct kmem_cache *s;
5821         const char *name;
5822         struct saved_alias *next;
5823 };
5824
5825 static struct saved_alias *alias_list;
5826
5827 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5828 {
5829         struct saved_alias *al;
5830
5831         if (slab_state == FULL) {
5832                 /*
5833                  * If we have a leftover link then remove it.
5834                  */
5835                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5836                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5837         }
5838
5839         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5840         if (!al)
5841                 return -ENOMEM;
5842
5843         al->s = s;
5844         al->name = name;
5845         al->next = alias_list;
5846         alias_list = al;
5847         return 0;
5848 }
5849
5850 static int __init slab_sysfs_init(void)
5851 {
5852         struct kmem_cache *s;
5853         int err;
5854
5855         mutex_lock(&slab_mutex);
5856
5857         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5858         if (!slab_kset) {
5859                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5860                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5861                 return -ENOSYS;
5862         }
5863
5864         slab_state = FULL;
5865
5866         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5867                 err = sysfs_slab_add(s);
5868                 if (err)
5869                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5870                                s->name);
5871         }
5872
5873         while (alias_list) {
5874                 struct saved_alias *al = alias_list;
5875
5876                 alias_list = alias_list->next;
5877                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5878                 if (err)
5879                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5880                                al->name);
5881                 kfree(al);
5882         }
5883
5884         mutex_unlock(&slab_mutex);
5885         resiliency_test();
5886         return 0;
5887 }
5888
5889 __initcall(slab_sysfs_init);
5890 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5891
5892 /*
5893  * The /proc/slabinfo ABI
5894  */
5895 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5896 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5897 {
5898         unsigned long nr_slabs = 0;
5899         unsigned long nr_objs = 0;
5900         unsigned long nr_free = 0;
5901         int node;
5902         struct kmem_cache_node *n;
5903
5904         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5905                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5906                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5907                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5908         }
5909
5910         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5911         sinfo->num_objs = nr_objs;
5912         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5913         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5914         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5915         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5916 }
5917
5918 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5919 {
5920 }
5921
5922 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5923                        size_t count, loff_t *ppos)
5924 {
5925         return -EIO;
5926 }
5927 #endif /* CONFIG_SLABINFO */